[發明專利]一種近矢量式水下機器人用推進器

在審

• 申請號: 201710684376.2
• 申請日: 2017-08-11
• 公開（公告）號: CN109383727A
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發明（設計）人: 趙寶德;劉開周;王亞興;劉金夫;崔健;胡志強;衣瑞文
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: B63H5/125
• 分類號: B63H5/125;B63H21/17;B63H23/26
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 白振宇

本發明涉及水下機器人推進器，具體地說是一種近矢量式水下機器人用推進器，輪轂位于螺旋槳整流罩內，通過整流罩支撐桿與螺旋槳整流罩連接，螺旋槳整流罩的一端沿周向均勻安裝有多個螺旋槳葉片，另一端通過多個可伸縮的液壓桿與水下機器人艙體相連；每個液壓桿上均帶有位置傳感器、且分別與液壓控制裝置相連，每根液壓桿的一端均安裝在所述水下機器人艙體上，另一端與輪轂鉸接，各液壓桿通過液壓控制裝置控制伸縮，實現推進器的實時推力大小及方向的調節。本發明使用集成電機推進器和液壓控制裝置結合的方式，使得推進器結構緊湊、推進高效，可減少或替代舵翼，減小航行阻力，提高水下機器人能源利用效率和搭載能力。

技術領域

本發明涉及水下機器人推進器，具體地說是一種近矢量式水下機器人用推進器，適用于水下機器人(潛水器)的高效推進。

背景技術

水下機器人是開發海洋的重要工具，隨著海洋資源開發利用步伐的不斷加快，智能水下機器人的高速發展，對機器人的水下操縱性、推進系統的高效性、節能性要求越來越高。目前，水下機器人大多采用螺旋槳進行推進，或單臺沿軸固定安裝或多臺矢量布置，均不能實現推進器的實時調節，從而提高水下機器人的機動靈活運動與高效節能推進。

發明內容

針對現有水下機器人推進器存在的上述問題，本發明的目的在于提供一種近矢量式水下機器人用推進器。該推進器可以通過對其液壓控制裝置進行控制，實現單臺螺旋槳沿軸布置的矢量推進，進而提供水下機器人機動過程中所需的各方向推力，從而滿足水下機器人機動性的要求。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

本發明包括螺旋槳本體、液壓桿及安裝在水下機器人艙體內部的液壓控制裝置，其中螺旋槳本體包括螺旋槳葉片、整流罩支撐桿、輪轂及與電機集成為一體的螺旋槳整流罩，該輪轂位于螺旋槳整流罩內，通過所述整流罩支撐桿與螺旋槳整流罩連接，所述螺旋槳整流罩的一端沿周向均勻安裝有多個螺旋槳葉片，另一端通過多個可伸縮的液壓桿與水下機器人艙體相連；每個所述液壓桿上均帶有位置傳感器、且分別與所述液壓控制裝置相連，每根液壓桿的一端均安裝在所述水下機器人艙體上，另一端與所述輪轂鉸接，各所述液壓桿通過液壓控制裝置控制伸縮，實現推進器的實時推力大小及方向的調節；

其中：所述液壓桿為四個、上下各兩個，每根所述液壓桿均與螺旋槳整流罩的軸向中心線傾斜設置；每個所述液壓桿的另一端分別通過球形連接軸承與輪轂的另一端鉸接；

所述螺旋槳整流罩通過多個翼型的整流罩支撐桿與輪轂連接；

所述電機的電機定子沿圓周方向均勻安裝在螺旋槳整流罩上，所述電機的電機轉子位于電機定子與螺旋槳葉片之間、沿圓周方向均勻安裝在螺旋槳整流罩上。

本發明的優點與積極效果為：

1.本發明是一款具有多功能的集成推進器系統，可實現水下機器人的進退，上浮、下潛、左右回轉等；這樣既可以提高水下機器人的機動性能，還能滿足不同機動狀態的需要。

2.本發明的螺旋槳為集成電機螺旋槳，其電機與螺旋槳整流罩集成為一體，不但增大了扭矩同時提高了推進效率，在螺旋槳前方還集成有翼型的整流罩支撐桿，既可以保證電機與輪轂固定連接，還可以起到平衡螺旋槳產生的橫滾力矩，以避免水下機器人發生橫滾。

3.本發明的液壓控制裝置是由四根帶有位置傳感器的液壓桿組成的伸縮可控的液壓控制系統，液壓桿成設定的傾角布置；液壓桿采用液壓油為工作介質，使用水下機器人本身攜帶的液壓源為動力，使得本發明在水下機器人應用中具有結構簡單可靠，布置方便的優點。

4.本發明具有結構緊湊，推進高效，布置方便，節省空間的優點，可以實現推進器的矢量工作，從而減少或替代水下機器人舵翼，減小艇體航行阻力，提高水下機器人操縱性；同時有助于節約水下機器人艙內空間，方便水下機器人攜帶更多的能源和有效載荷，實現水下機器人的節能高效航行。

附圖說明