[實(shí)用新型]一種水下滑翔器的方向調(diào)節(jié)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420122464.5
• 申請(qǐng)日: 2014-03-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203864969U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙倩;嚴(yán)天宏;孟凡豪;劉仲武;牛彥杰;郭亦捷
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)計(jì)量學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): B63G8/20
• 分類(lèi)號(hào): B63G8/20;B63G8/14
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域：

本實(shí)用新型屬于海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)和資源開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，具體涉及一種水下滑翔器的方向調(diào)節(jié)裝置。

背景技術(shù)：

隨著海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)和資源開(kāi)發(fā)的大力開(kāi)展，各種水下機(jī)器人應(yīng)運(yùn)而生。水下滑翔機(jī)是為了滿(mǎn)足大尺度、長(zhǎng)時(shí)間、大范圍的海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)需要，將浮標(biāo)、潛標(biāo)技術(shù)與水下機(jī)器人技術(shù)結(jié)合起來(lái)，研制出的一種新型水下機(jī)器人。它靠?jī)舾×︱?qū)動(dòng)，大大節(jié)省了能耗，而且還具有低噪聲低成本，可重復(fù)利用，投放回收方便的優(yōu)點(diǎn)。

水下滑翔機(jī)不配備推進(jìn)裝置，靠浮力與重力產(chǎn)生的浮力差產(chǎn)生上浮下潛的動(dòng)力。在上浮下潛的過(guò)程中，通過(guò)改變重心的位置調(diào)整俯仰的姿態(tài)，具體地是通過(guò)電池包重塊在軸線(xiàn)方向上的移動(dòng)，使重心相對(duì)浮心位置發(fā)生改變，產(chǎn)生一個(gè)俯仰力矩，該力矩改變了水下滑翔機(jī)的俯仰姿態(tài)，實(shí)現(xiàn)上浮下潛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，形成一條垂直面內(nèi)的鋸齒狀航行軌跡；然而要實(shí)現(xiàn)空間范圍六自由度的自由運(yùn)動(dòng)還需要繞自身軸線(xiàn)的橫傾轉(zhuǎn)動(dòng)和水平面的轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)，滑翔器自轉(zhuǎn)，具體地是通過(guò)旋轉(zhuǎn)偏心電池，使重心偏離對(duì)稱(chēng)軸線(xiàn)，產(chǎn)生一個(gè)橫傾力矩，使整個(gè)機(jī)身繞軸線(xiàn)產(chǎn)生一定傾角，由于機(jī)身的傾斜，使作用在兩水平翼和垂直尾翼上的力左右不平衡，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。

目前大多數(shù)的水下滑翔機(jī)都能實(shí)現(xiàn)大范圍的滑翔和一定深度的上升下潛。通過(guò)控制排水體積可以較精確控制凈浮力大小，決定下潛深度；通過(guò)控制重塊沿軸線(xiàn)方向的位移和偏心電池的偏轉(zhuǎn)角度實(shí)現(xiàn)對(duì)俯仰角和橫傾角的精確掌握；對(duì)于滑翔器水平面的轉(zhuǎn)向，由于滑翔機(jī)的體積小重量輕，僅靠浮力驅(qū)動(dòng)，在海洋的洋流運(yùn)動(dòng)較大時(shí)，滑翔器難以保證方向調(diào)節(jié)的穩(wěn)定，容易出現(xiàn)隨波逐流的情況。因此在滑翔器狹小的內(nèi)部空間設(shè)計(jì)出一個(gè)機(jī)構(gòu)來(lái)控制水平面轉(zhuǎn)向，對(duì)于實(shí)現(xiàn)對(duì)水下滑翔器航行軌跡的更精確的掌握十分關(guān)鍵。

針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提出一種水下滑翔器的方向調(diào)節(jié)裝置，便于調(diào)節(jié)水下滑翔器的水平面運(yùn)動(dòng)方向，實(shí)現(xiàn)水下滑翔器的運(yùn)動(dòng)方向的可控性；同時(shí)兼顧滑翔器體積小的特征，設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊精巧；加上該裝置的外形流線(xiàn)型好，使水下滑翔器的整體水動(dòng)力性能良好。

發(fā)明內(nèi)容：

為了解決上述存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型目的在于：提出一種水下滑翔器的方向調(diào)節(jié)裝置，便于調(diào)節(jié)水下滑翔器在水平面運(yùn)動(dòng)方向，實(shí)現(xiàn)水下滑翔器的運(yùn)動(dòng)方向的可控性。

為了實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型之目的，擬采用以下技術(shù)方案：

本實(shí)用新型包括上下舵片、上舵軸、下舵軸、聯(lián)軸器、耐壓尾艙、軸承、軸承端蓋、舵機(jī)以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中舵機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接安裝在耐壓尾艙艙體后壁上；所述上舵軸和下舵軸均一端與舵片連接，另一端通過(guò)聯(lián)軸器相連接，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與一舵軸相連，舵軸中段通過(guò)軸承和軸承端蓋固定在耐壓尾艙上；耐壓尾艙與前部艙體相連，組成一個(gè)完整的水下滑翔器。

其中：在所述耐壓尾艙左右兩側(cè)對(duì)稱(chēng)分布兩孔，通過(guò)螺釘用于連接水下滑翔器的其它艙體；所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括主動(dòng)錐齒輪和從動(dòng)錐齒輪，主動(dòng)錐齒輪與舵機(jī)輸出軸相連，從動(dòng)錐齒輪安裝在下舵軸上、與主動(dòng)錐齒輪相嚙合；所述耐壓尾艙艙體后壁開(kāi)有矩形槽，舵機(jī)鑲嵌在矩形槽內(nèi)，通過(guò)螺釘固定在耐壓艙體壁上；所述下舵軸的一端通過(guò)鍵與從動(dòng)錐齒輪相連接，另一端通過(guò)螺釘與舵相連，中段軸肩處通過(guò)一對(duì)止推軸承固定在耐壓尾艙的加強(qiáng)肋上，軸承用一壓蓋固定，最外面用螺釘將軸承端蓋固定，在壓蓋與軸承端蓋間留有一個(gè)T型槽，槽內(nèi)設(shè)置有旋轉(zhuǎn)壓力密封塞；所述舵與耐壓尾艙均為流體線(xiàn)型。所述耐壓尾艙與水下滑翔器的其它艙體端蓋連接部位設(shè)有O形密封圈。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)與積極效果為：

1.本實(shí)用新型采用錐齒輪傳動(dòng)，通過(guò)舵機(jī)帶動(dòng)舵的旋轉(zhuǎn)，從而改變水下滑翔器的運(yùn)動(dòng)方向，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，充分利用尾艙的狹小空間，且傳動(dòng)精確可靠。

2.本實(shí)用新型通過(guò)舵機(jī)經(jīng)錐齒輪驅(qū)動(dòng)舵軸，雙舵同步旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)，無(wú)差動(dòng)舵角，操作簡(jiǎn)單，控制方便，轉(zhuǎn)向靈敏快速穩(wěn)定。通過(guò)實(shí)時(shí)信號(hào)傳輸能快速調(diào)整舵的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，使運(yùn)動(dòng)方向的調(diào)節(jié)可控性增強(qiáng)。

3.本實(shí)用新型的外形流線(xiàn)型好，充分考慮到水動(dòng)力特性，極大減小了水阻力，同時(shí)，作為一個(gè)獨(dú)立的模塊，可以靈活的與水下滑翔器的其他模塊水密連接，拆裝方便，零件易于更換。

附圖說(shuō)明：

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)主剖視圖；

圖2為圖1的左視圖；

圖3為圖1的俯視圖。

其中：1為上舵片，2為下舵片，3為上舵軸，4為聯(lián)軸器，5為下舵軸，6為舵機(jī)，7為主動(dòng)錐齒輪，8為從動(dòng)錐齒輪，9為軸承端蓋，10為壓蓋，11為止推軸承，12為耐壓尾艙，13為孔，14為O型圈溝槽。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述。