[發明專利]基于水射流驅動的水下滑翔機器人

有效

• 申請號: 201810657572.5
• 申請日: 2018-06-20
• 公開（公告）號: CN108545162B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 張建新;王慧;張國勝;劉松濤
• 申請（專利權）人: 天津中德應用技術大學
• 主分類號: B63C11/52
• 分類號: B63C11/52;B63G8/16
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司 12107
• 代理人: 楊歡

本發明屬于機器人領域，具體涉及一種基于水射流驅動的水下滑翔機器人，包括機身殼、左水平翼、右水平翼、上垂直翼以及下垂直翼；機身殼前端為中央帶有吸嘴的球面，中部為圓柱面，后部為自前向后半徑減小的圓錐面，尾端為球面；左水平翼、右水平翼分別沿縱向水平設置于機身殼中部的左、右兩側；上垂直翼、下垂直翼分別沿縱向豎直安裝于機身殼后部上、下兩側；左水平翼以及右右水平翼后端分別自內向外設置有驅動噴嘴以及轉向噴嘴；上垂直翼以及下垂直翼的后端分別設置有俯仰噴嘴。本發明設計科學，結構簡單，控制簡易，機動性能好，使用可靠，能耗效率高，可廣泛應用于水下探測、運載等領域的優點。

技術領域

本發明屬于機器人領域，具體涉及一種基于水射流驅動的水下滑翔機器人。

背景技術

水下滑翔機器人是一種依靠凈浮力和水動力驅動的新型水下航行器，它具有水下作業時間長，續航距離遠，機動性能耗，作業費用低，對母船依賴性低等優點，近年來被廣泛應用于海洋的探測和觀測領域。

目前，水下滑翔機器人的驅動一般采用螺旋槳驅動，這種驅動方式動力配置數量多，重量大，能耗高，每個動力裝置均需要高強度的動態密封，且易于受到水下生物干擾。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的缺陷，提供一種基于水射流驅動的水下滑翔機器人。

本發明為實現上述目的，采用以下技術方案：

一種基于水射流驅動的水下滑翔機器人,包括機身殼、左水平翼、右水平翼、上垂直翼以及下垂直翼；所述的機身殼前端為中央帶有吸嘴的球面，中部為圓柱面，后部為自前向后半徑減小的圓錐面，尾端為球面；所述的左水平翼、右水平翼分別沿縱向水平設置于所述的機身殼中部的左、右兩側；所述的上垂直翼、下垂直翼分別沿縱向豎直安裝于所述的機身殼后部上、下兩側；所述的左水平翼以及右水平翼后端分別自內向外設置有驅動噴嘴以及轉向噴嘴；所述的上垂直翼以及下垂直翼的后端分別設置有俯仰噴嘴。

所述的驅動噴嘴、轉向噴嘴以及所述的俯仰噴嘴的噴射方向均沿所述的機身殼軸線方向并向機身殼內側偏斜。

所述的左水平翼、右水平翼、上垂直翼以及下垂直翼均為菱形。

所述吸嘴與設置在所述的機身殼內的水泵連接；所述的水泵分別與滑翔驅動比例換向閥、左右轉向比例換向閥、以及俯仰轉向比例換向閥連接；所述的滑翔驅動比例換向閥分別通過單向閥與設置在所述的左水平翼以及所述的右水平翼上的驅動噴嘴連接；所述的左右轉向比例換向閥分別通過單向閥與設置在所述的左水平翼以及所述的右水平翼上的轉向噴嘴連接；所述的俯仰轉向比例換向閥分別通過單向閥與設置在所述的上垂直翼以及所述的下垂直翼上的俯仰噴嘴連接。

機身殼、左水平翼、右水平翼、上垂直翼、以及下垂直翼為整體密封殼體；水下滑翔機器人整體重量大于其潛水浮力，且其重心與浮心重合。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

本發明采用水射流作為滑翔機器人的驅動及轉向，能耗低，控制簡單；外殼為整體密封裝置，動力的噴嘴及吸嘴均為靜態密封，密封性能好，密封成本低；驅動部分沒有螺旋槳及可轉動的舵面，整機作業過程中，殼體外圍所有部件保持相對靜止狀態，水域生物環境對其作業影響小。本發明設計科學，結構簡單，控制簡易，機動性能好，使用可靠，能耗效率高，可廣泛應用于水下探測、運載等領域的優點。

附圖說明

圖1是基于水射流驅動的水下滑翔機器人示意圖。

圖2是基于水射流驅動的水下滑翔機器水射流驅動系統示意圖。

圖中，1、機身殼；2、左水平翼；3、右水平翼；4、上垂直翼；5、下垂直翼；6、吸嘴；7、滑翔驅動噴嘴；8、右轉向噴嘴；9、左轉向噴嘴；10、下俯噴嘴；11、上仰噴嘴；12～17、單向閥；18、左右轉向比例換向閥；19、滑翔驅動比例換向閥；20、俯仰轉向比例換向閥；21水泵。

實施方式