[發明專利]一種水中盤形航行器

在審

• 申請號: 201410778960.0
• 申請日: 2014-12-15
• 公開（公告）號: CN104443321A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 邵志宇;馮順山
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: B63G8/00
• 分類號: B63G8/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種水中盤形航行器，包括外殼(1)、支架(2)、外旋從動齒輪(3)、右主軸承(4)、水平主軸(5)、上軸承(6)、圓柱殼(7)、方向驅動電機(8)、方向驅動齒輪(9)、一號舵面(10)、方向從動齒輪(11)、下軸承(12)、托板(13)、下導電滑環(14)、電池組(15)、立軸(16)、上導電滑環(17)、左主軸承(18)、軸承壓環(19)、外旋驅動電機(20)、三號舵面(21)、碼盤座(22)、左球軸承(23)、碼盤軸(24)、右球軸承(25)、碼盤齒輪(26)、外旋驅動齒輪(27)、平鍵(28)、托盤(29)、控制器(30)、四號舵面(31)、姿態航向傳感器(32)、編碼器(33)、二號舵面(34)、四號舵機(35)、四號推拉桿(36)、一號舵機(37)、一號推拉桿(38)、二號舵機(39)、二號推拉桿(40)、三號舵機(41)、三號推拉桿(42)、深度傳感器(43)；其特征在于：外殼(1)為短圓柱形，與水接觸的各連接處密封防水；水平主軸(5)通過右主軸承(4)和左主軸承(18)支撐在外殼(1)上，其軸線與外殼(1)軸線重合；右主軸承(4)和左主軸承(18)分別通過外旋從動齒輪(3)和軸承壓環(19)壓在外殼(1)上并用螺釘固定；上導電滑環(17)用螺釘將其內環和外環分別固定在水平主軸(5)和外殼(1)上；支架(2)通過螺釘和平鍵(28)定位并固定在水平主軸(5)上；外旋驅動電機(20)用螺釘固定在支架(2)上；外旋驅動齒輪(27)通過螺釘和鍵定位并固定在外旋驅動電機(20)的輸出軸上，與外旋從動齒輪(3)構成齒輪副；碼盤座(22)用螺釘固定在支架(2)上；左球軸承(23)、碼盤軸(24)、右球軸承(25)、碼盤齒輪(26)用螺釘固定在碼盤座(22)上，其中碼盤齒輪(26)通過鍵進行軸向定位并與外旋驅動齒輪(27)構成齒輪副；編碼器(33)的類型為絕對位置式，其內環和外環分別用螺釘固定在碼盤軸(24)和支架(2)上；托盤(29)用螺釘固定在水平主軸(5)上；控制器(30)和姿態航向傳感器(32)用螺釘固定在托盤(29)上；立軸(16)用螺母固定在水平主軸(5)上，與水平主軸(5)固連成一體，立軸(16)的軸線與水平主軸(5)的軸線垂直相交于整個外殼(1)的形心處；托板(13)用螺釘固定在圓柱殼(7)上；圓柱殼(7)和托板(13)通過上軸承(6)和下軸承(12)支撐在立軸(16)上；下導電滑環(14)通過螺釘將其內環和外環分別固定在立軸(16)和托板(13)上；方向從動齒輪(11)用螺釘固定在立軸(16)上；方向驅動電機(8)用螺釘固定在托板(13)上；方向驅動齒輪(9)通過螺釘和鍵定位并固定在方向驅動電機(8)的輸出軸上，與方向從動齒輪(11)構成齒輪副；電池組(15)用螺釘固定在托板(13)上；一號推拉桿(38)一端與一號舵面(10)連接，另一端與一號舵機(37)的轉動臂之間構成滑動副；二號推拉桿(40)一端與二號舵面(34)連接，另一端與二號舵機(39)的轉動臂之間構成滑動副；三號推拉桿(42)一端與三號舵面(21)連接，另一端與三號舵機(41)的轉動臂之間構成滑動副；四號推拉桿(36)一端與四號舵面(31)連接，另一端與四號舵機(35)的轉動臂之間構成滑動副；深度傳感器(43)安裝在外殼(1)上，端部與水接觸。

2.如權利要求1所述的一種水中盤形航行器，其特征在于：外形為短圓柱形；在水中靜止或運動時，由于重力與浮力之間的相互作用，使得圓柱軸線呈水平方向，兩個圓柱端面呈豎直方向；平均密度比水略小，關機時在水中接近懸浮狀態，有很小部分圓柱面露出水面；在水下運動或保持在水下設定位置時，外殼(1)始終以一定角速度繞自身軸線旋轉，這種旋轉運動與各個舵面的伸出以及收回的時機、時序相互配合，為航行器的上升、下潛、前進、后退以及水下定點位置保持提供所需的控制力；方向驅動齒輪(9)與方向從動齒輪(11)所構成的齒輪副之間的作用力與反作用力致使外殼(1)能夠與外殼(1)內部的其它相關部分繞豎直方向朝相反方向旋轉，外殼(1)的這種旋轉使得盤形航行器具有航向控制能力；盤形航行器的升潛、前進以及后退控制與航向控制組合應用，即可實現水下任意軌跡的運動及水下定點位置保持。