[發明專利]便攜式水下海洋環境監測滑翔機

有效

• 申請號: 201210487518.3
• 申請日: 2012-11-26
• 公開（公告）號: CN102963514A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 葉效偉;付斌;劉純虎;曹俊亮
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: B63G8/14
• 分類號: B63G8/14
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

1.一種便攜式水下海洋環境監測滑翔機，其特征在于，包括外部型線結構，設置在外部型線結構外部的天線，以及設置在外部型線結構內部的重心調節機構、浮力調節機構、電源模塊、主控制系統以及深度傳感器，其中：

-天線，用于傳輸采集到的海洋水質數據及接受各種控制命令；

-重心調節機構，用于調節重心，產生下潛上浮運動中相應的姿態角，進而產生向前運動的動力；

-浮力調節機構，用于改變凈浮力的大小，產生驅動滑翔機下潛上浮的動力；

-主控制系統，用來生成改變運動狀態的命令；

-深度傳感器，用于測量滑翔機在海水中深度；

-電源模塊，用于對上述各部分的電力分配。

2.根據權利要求1所述的便攜式水下海洋環境監測滑翔機，其特征在于，所述外部型線結構包括：艉部整流罩、垂直穩定翼、水平滑翔翼、中間耐壓殼體以及艏部整流罩，其中，所述艉部整流罩、中間耐壓殼體和艏部整流罩通過緊固件固定連接，所述艏部整流罩開多個有進水孔；所述水平滑翔翼與中間耐壓殼體固定連接；所述垂直穩定翼與艉部整流罩固定連接；所述中間耐壓殼體通過中間隔板分為艏部艙室、舯部艙室和艉部艙室，其中，所述舯部艙室和艉部艙室通過搭載平臺分別分成上下兩部分艙室，中間隔板和搭載平臺通過絲桿固定連接；所述天線設置在垂直穩定翼的尾側。

3.根據權利要求2所述的便攜式水下海洋環境監測滑翔機，其特征在于，所述中間耐壓殼體包括圓柱形筒體、首部密封蓋和尾部密封蓋，其中，所述首部密封蓋和尾部密封蓋通過緊固件與圓柱形筒體固定連接，并通過密封件密封；所述深度傳感器設置在尾部密封蓋的內側上。

4.根據權利要求3所述的便攜式水下海洋環境監測滑翔機，其特征在于，所述中間耐壓殼體為流線型、長徑比為6～7的壓力筒；所述水平滑翔翼和垂向穩定翼為采用的0.4cm的薄板加工而成；所述密封件為O型密封圈。

5.根據權利要求2所述的便攜式水下海洋環境監測滑翔機，其特征在于，所述水平滑翔翼升力中心位于重心后1～2cm處，并具有10°的后掠角。

6.根據權利要求2所述的便攜式水下海洋環境監測滑翔機，其特征在于，所述艉部整流罩為圓錐臺型；所述艏部整流罩為半橢球型。

7.根據權利要求2所述的便攜式水下海洋環境監測滑翔機，其特征在于，所述浮心調節機構包括水泵、水泵固定架、水泵控制器、水囊和水囊壓力傳感器，所述水泵通過水泵固定架固定設置在艏部艙室，并與水泵控制器、電源模塊和主控制系統相連接，所述水囊與水囊壓力傳感器設置在舯部艙室的下艙室，其中：

-水泵，為微型雙向水泵，通過電磁閥和軟管同艏部整流罩相連接，其正轉時向水囊吸水，增加運載器總重量；其反轉時排水，減輕運載器總重量；

-水泵控制器，用于控制水泵轉動；

-水囊，用于水泵轉動時吸水或排水；

-水囊壓力傳感器，用于當水囊達到一定的壓力時直接停止水泵的工作。

8.根據權利要求2所述的便攜式水下海洋環境監測滑翔機，其特征在于，所述重心調節機構固定設置在艉部艙室的下艙室并與電源模塊和主控制系統相連接，包括步進電機、滾珠絲桿、絲桿固定架、步進電機驅動器、步進電機控制器以及滑動質量塊，其中，所述步進電機與絲桿固定架固連；所述絲桿固定架通過固定件與搭載平臺固連；所述滑動質量塊安裝在滾珠絲桿上。重心調節機構改變滑塊的位置調節滑翔機的重心，是滑翔機產生下潛上浮運動中相應的姿態角，進而產生向前運動的動力。

9.根據權利要求2所述的便攜式水下海洋環境監測滑翔機，其特征在于，所述電源模塊固定設置在舯部艙室的上艙室，包括鋰電池以及用于電力分配的電源分配板。

10.根據權利要求2所述的便攜式水下海洋環境監測滑翔機，其特征在于，所述主控制系統設置在艉部艙室的上艙室，在包括微型計算機、GPS定位模塊、主控制電路板以及傳感器組件，所述傳感器組件與主控制電路板相連接，所述主控制電路板與微型計算機相連接，其中：

-微型計算機，固連在固定在搭載平臺上的主控制電路板上，用于存儲及處理傳感器組件獲得的數據，生成控制信號；

-GPS定位模塊，固定設置在艉部艙室的上艙室，用于在滑翔機露出水面時定位運載器的位置；

-傳感器組件，包括三軸加速度傳感器、三軸角加速度傳感器以及姿態傳感器，用于測量滑翔機在水下的運動姿態和運動情況，進而控制滑翔機的運動。