14的两侧，姿态传感器模块16与PC104控制主板13固定在电池14的前后两端;BD模块12位于PCl 04控制主板13的一侧，安装在AD/DA模块15的后面，压力传感器8固定在密封舱2的舱壁上，GPS定位模块11位于密封舱2内后部，压力传感器8固定在密封舱2的舱壁上;GPS定位模块11、BD模块12组成的水下通信系统，用来与外部进行通信联络。水下航行器内部各模块间的通信通过系统内部的通信总线完成。
[0018]水囊5安装在密封舱2内前部，加速度传感器模块17固定在水囊5的后面，电磁阀6与水栗18通过水密电缆相连位于水囊5与加速度传感器模块17之间，电磁阀6与水囊5通过软质硅胶管连接，水栗18通过硅胶管接通到密封舱体外部，通过电磁阀来控制水栗的开、关，使水囊充入水或排出水，改变航行器的重量，来控制滑翔推进过程的运动轨迹。
[0019]四个扑翼驱动装置沿航行器中轴线呈对称分布，分别安装在密封舱体两侧;前端扑翼驱动装置4与前端扑翼3连接位于密封舱体前部两侧，扑翼连接在扑翼驱动装置的电机输出轴上，通过直流电机驱动前端扑翼;后端扑翼驱动装置10与后端扑翼9连接位于密封舱体后部两侧，扑翼连接在扑翼驱动装置的电机输出轴上，通过直流电机驱动后端扑翼9，实现航行器的扑翼推进与滑翔姿态推进。前端扑翼3和后端扑翼9均为单自由度，采用NACA0012翼型。电池14通过水密电缆与扑翼驱动装置相连。
[0020]当航行器直线运动时，两对扑翼通过驱动电机以相同的拍水频率和幅值进行扑翼运动。
[0021 ]当航行器需要上浮时，电磁阀6打开，启动水栗18将水囊5内的水通过软质硅胶管输送到航行器外，航行器总体的重量变轻，航行器上浮；当航行器需要下潜时，电磁阀6打开，启动水栗18将水由航行器外部通过软质硅胶管抽入水囊5中，航行器总体的重量变大，航行器下潜，如此便可控制在滑翔过程中的上浮和下潜。在接近目标时，采用扑翼推进的方式，既有更加良好的机动性。将前端扑翼3的平衡位置向下调节一定的角度，将后端扑翼9的平衡位置向上调节一定的角度，此时前端扑翼在做拍水运动时提供一个向前下方的推力，后端扑翼在做拍水运动时提供一个向前上方的推力，航行器向下转弯，即下潜。将前端扑翼3的平衡位置向上调节一定的角度，将后端扑翼9的平衡位置向下调节一定的角度，此时前端扑翼在做拍水运动时提供一个向前上方的推力，后端扑翼在做拍水运动时提供一个向前下方的推力，航行器向上转弯，即上浮。
[0022]当航行器需要左转弯时，位于航行器左侧的前端扑翼和后端扑翼降低频率，右侧的前端扑翼和后端扑翼仍以不变的拍水频率和幅值进行扑翼运动，航行器向左侧转弯。当航行器需要右转弯时，位于航行器右侧的前端扑翼和后端扑翼降低频率，左侧的前端扑翼和后端扑翼仍以不变的拍水频率和幅值进行扑翼运动，航行器向右侧转弯。
[0023]混合推进水下航行器结构简单，采用扑翼推进与滑翔推进功能相结合的方式，在长距离的航行过程中采用滑翔推进，消耗较少的能量，可航行更远的距离，提高了能源利用率;当到达目标或接近目标时采用扑翼推进航行，噪音小，机动性强。
【主权项】
1.一种混合推进水下航行器，其特征在于:包括声呐、密封舱、前端扑翼、前端扑翼驱动装置、水囊、电磁阀、电压转化模块、压力传感器、后端扑翼、后端扑翼驱动装置、GPS定位模块、BD模块、PCl 04控制主板、电池、AD/DA模块、姿态传感器模块、加速度传感器模块、水栗，所述密封舱为扁平椭圆形，舱体前部与舱体后部采用流线型结构，密封舱内前部与后部设置密封隔板，电池安装在密封舱内中间部位，电压转化模块与AD/DA模块分别位于电池的两侦叭姿态传感器模块与PC104控制主板分别固定在电池的前后两端，BD模块安装在PC104控制主板的一侧，位于AD/DA模块的后面，压力传感器固定在密封舱的舱壁上，GPS定位模块安装在密封舱内后部，声呐安装在密封舱前端部，水囊固定在密封舱内前部，加速度传感器模块位于水囊的后面，电磁阀与水栗通过电缆相连位于水囊与加速度传感器模块之间，电磁阀与水囊通过硅胶管连接，与水栗连接的硅胶管端口固定在密封舱壁上与外部相通，电磁阀控制水栗开关，使水囊充入水或排出水；四个扑翼驱动装置沿密封舱中轴线对称分布，分别安装在密封舱体前部两侧和后部两侧，前端扑翼驱动装置与前端扑翼连接，通过扑翼驱动装置的电机驱动前端扑翼，后端扑翼驱动装置与后端扑翼连接，通过扑翼驱动装置的电机驱动后端扑翼，实现航行的扑翼推进与滑翔姿态推进。2.根据权利要求1所述的混合推进水下航行器，其特征在于:水囊、电池与姿态传感器模块、加速度传感器模块同轴安装。3.根据权利要求1所述的混合推进水下航行器，其特征在于:所述前端扑翼和所述后端扑翼采用NACA0012翼型。
【专利摘要】本发明公开了一种混合推进水下航行器，航行器密封舱为扁平椭圆形,舱体前部与后部采用流线型结构。四个扑翼驱动装置对称安装在航行器的侧壁上。电池、电压转化模块与AD/DA模块分别固定在密封舱内,姿态传感器模块与PC104控制主板位于电池的两端,BD模块安装在PC104控制主板的一侧，位于AD/DA模块的后面,GPS定位模块位于密封舱后部；水囊固定在密封舱前部，电磁阀与水泵通过电缆相连位于水囊与传感器模块之间，水泵通过硅胶管接通到密封舱体外面,声呐安装在密封舱前端部。航行器采用扑翼推进与滑翔推进相结合的方式，通过合理的结构布局和改变扑翼的运动方式，实现在长距离航行过程中消耗较少的能量，提高能源利用率。
【IPC分类】B63H1/36, B63G8/00, B63B3/13, B63H11/04
【公开号】CN105620654
【申请号】CN201610104095
【发明人】曹永辉, 孟俊男, 朝黎明, 赵红印
【申请人】西北工业大学
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年2月25日