[發明專利]一種記憶合金驅動姿態控制的水下滑翔機

有效

• 申請號: 201811345955.5
• 申請日: 2018-11-13
• 公開（公告）號: CN109606594B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 王林翔;應子翔;胡宇天
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B63G8/22
• 分類號: B63G8/22
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

1.一種記憶合金驅動姿態控制的水下滑翔機，其特征在于：水下滑翔機包括機身(25)、左滑翔翼(26)、右滑翔翼(27)和尾翼(28)，機身(25)后部兩側對稱安裝有左滑翔翼(26)和右滑翔翼(27)，機身(25)尾部安裝有尾翼(28)；機身(25)艏部內部設有艏部浮力艙(15)，機身(25)中間內部設有中央浮力艙(14)，機身(25)艉部內部設有艉部浮力艙(16)，左滑翔翼(26)外側部內部設有左翼浮力艙(17)，右滑翔翼(27)外側部內部設有右翼浮力艙(18)；艏部浮力艙(15)和中央浮力艙(14)之間的機身(25)內部形成前控制艙(19)，中央浮力艙(14)和艉部浮力艙(16)之間的機身(25)內部形成后控制艙(20)，前控制艙(19)內安裝有控制單元(24)，后控制艙(20)內安裝有陀螺儀(22)和定位通訊模塊(23)，前控制艙(19)和后控制艙(20)內均安裝有電源模塊(21)；

所述的艏部浮力艙(15)、中央浮力艙(14)、艉部浮力艙(16)、左翼浮力艙(17)和右翼浮力艙(18)均安裝有一個水下姿態控制裝置，水下姿態控制裝置包括可變浮力艙和可變調整組件，所述可變浮力艙包括缸體(1)、柱塞(3)和儲水囊(4)，缸體(1)內部中空形成空腔，缸體(1)空腔中間設有活動通道，活動通道外側壁開設通孔，柱塞(3)裝在缸體(1)中間的活動通道內并和活動通道密封連接，柱塞(3)外端面的缸體(1)活動通道內裝有儲水囊(4)，儲水囊(4)的開口密封連接到通孔的內端面，儲水囊(4)經通孔和外界水環境聯通，柱塞(3)在活動通道中移動帶動儲水囊(4)擴張或者收縮；柱塞(3)和缸體(1)周圍內壁之間安裝連接有至少兩個可變調整組件；

所述可變調整組件包括一個記憶合金牽引模塊和一個棘條制動模塊，記憶合金牽引模塊和棘條制動模塊均安裝于在可變浮力艙上；所述記憶合金牽引模塊包括偏置彈簧(2)、牽引記憶合金彈簧(6)、牽引合金絲熱交換管(5)和第一供水驅動系統(7)；柱塞(3)的側壁徑向延伸固定有凸耳結構，偏置彈簧(2)和牽引記憶合金彈簧(6)平行安裝在缸體(1)靠近通孔一側方向的內壁和凸耳結構之間，偏置彈簧(2)和牽引記憶合金彈簧(6)軸向均沿柱塞(3)在活動通道的移動方向安裝，牽引合金絲熱交換管(5)包裹在牽引記憶合金彈簧(6)外，第一供水驅動系統(7)固定在缸體(1)內壁；第一供水驅動系統(7)向牽引合金絲熱交換管(5)供冷/熱水來驅動牽引記憶合金彈簧(6)的伸縮變形，進而經凸耳結構帶動柱塞(3)在活動通道內移動；

所述棘條制動模塊(8)包括單向齒(9)、棘爪(10)、套筒(11)、復位彈簧(12)、棘條記憶合金彈簧(29)、棘條合金絲熱交換管(30)、第二供水驅動系統(13)；套筒(11)固定在缸體(1)上，套筒(11)側壁開孔用于穿設布置棘條合金絲熱交換管(30)，套筒(11)內安裝棘爪(10)，柱塞(3)的側壁表面設有用于和棘爪(10)配合的單向齒(9)結構；復位彈簧(12)和棘條記憶合金彈簧(29)平行安裝在套筒(11)內壁和棘爪(10)之間，復位彈簧(12)和棘條記憶合金彈簧(29)軸向均垂直于柱塞(3)在活動通道的移動方向安裝，棘條合金絲熱交換管(30)包裹在棘條記憶合金彈簧(29)外，第二供水驅動系統(13)固定在缸體(1)內壁，第二供水驅動系統(13)向棘條合金絲熱交換管(30)供冷/熱水來驅動棘條記憶合金彈簧(29)的伸縮變形，進而帶動棘爪(10)在套筒(11)內的移動，控制棘爪(10)和單向齒(9)之間嚙合或者分離。

2.根據權利要求1所述的一種記憶合金驅動姿態控制的水下滑翔機，其特征在于：在偏置彈簧(2)處于壓縮狀態時安裝上牽引記憶合金彈簧(6)，使得處于壓縮狀態的偏置彈簧(2)/復位彈簧(12)在牽引記憶合金彈簧(6)不提供壓力時輔助推動柱塞(3)，使得儲水囊(4)膨脹。

3.根據權利要求1所述的一種記憶合金驅動姿態控制的水下滑翔機，其特征在于：所述的柱塞(3)和缸體(1)根據水下安裝環境調整不同的形態。

4.根據權利要求1所述的一種記憶合金驅動姿態控制的水下滑翔機，其特征在于：所述的柱塞(3)和缸體(1)周圍內壁之間安裝連接有多個可變調整組件，多個可變調整組件以柱塞(3)中心軸圓周間隔均布布置。