[實(shí)用新型]一種微型潛航裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820454930.8
• 申請日: 2018-04-03
• 公開（公告）號: CN208007255U
• 公開（公告）日: 2018-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃風(fēng)山;鄧飛
• 申請（專利權(quán)）人: 河北科技大學(xué)
• 主分類號: B63G8/00
• 分類號: B63G8/00;B63B3/13;C22C23/02;B22F3/105;B22F3/24;B33Y10/00;B33Y80/00
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本實(shí)用新型公開了一種微型潛航裝置，微型潛航裝置包括半封閉金屬殼體頭和殼身，殼身外表面貼附有太陽能電池板，殼身內(nèi)部固設(shè)有充電電池、控制器、通訊模塊和傳感器模塊，殼身封閉端面處設(shè)有螺旋槳，殼身側(cè)面設(shè)有方向舵，殼身內(nèi)部中心處設(shè)有平衡架，電磁鐵調(diào)節(jié)平衡架的擺動，促使高密度液體在左容器和右容器之間流動。本實(shí)用新型對其外觀結(jié)構(gòu)和重心位置進(jìn)行優(yōu)化，并采用3D打印工藝加工半封閉金屬外殼，在保證強(qiáng)度的情況下能成型厚度薄，并且內(nèi)部各種支撐、固定架、筋肋等能夠一體成型，大幅減輕了外殼重量。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種軍用無人潛航器，尤其涉及一種微型潛航裝置。

背景技術(shù)

無人潛航器也稱為潛水機(jī)器人，是一種重要的水中偵查裝置，廣泛應(yīng)用于軍事和民用領(lǐng)域的探測、偵查、救生等高危險性的水下作業(yè)，甚至美國海軍正在研制具備攻擊性的水下無人潛航系統(tǒng)，因此無人潛航器的發(fā)展應(yīng)用前景頗為看好。目前小型的無人潛航器一般是圓柱型外觀，長度1米以上，直徑0.3米以上。雖然無人潛航器的尺寸越小其隱蔽性越好，但是尺寸進(jìn)一步小型化時遇到幾個瓶頸：（1）無人潛航器的外殼體一般是金屬制造，受生產(chǎn)材料和加工工藝的限制，殼體和內(nèi)部設(shè)備支架為組裝連接而成，殼體的重量、連接件、緊固件等的重量等占總重量的比例較大，內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)繼續(xù)優(yōu)化度有限；有的非金屬材料的外殼體，為保證力學(xué)性能，需要采用較厚的殼體，體積和重量較大。（2）常用的固定電源或溫差發(fā)電裝置的體積和重量較大，限制了小型化的空間。因此要實(shí)現(xiàn)無人潛航器的進(jìn)一步小型化，必須采用新材料、新工藝、新結(jié)構(gòu)。

近幾年，金屬3D打印技術(shù)的研究在國內(nèi)外正深入展開，以選擇性激光燒結(jié)為原理的金屬3D打印設(shè)備原則上能夠直接成型任意形狀的金屬零件，因此使用3D打印技術(shù)加工輕質(zhì)合金殼體替代傳統(tǒng)的鑄造和機(jī)加工，將會極大縮小殼體的重量和體積，并且對內(nèi)部結(jié)構(gòu)連接件進(jìn)行一體化打印成型，在保證力學(xué)性能的前提下實(shí)現(xiàn)內(nèi)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化，同時大幅降低連接件的使用數(shù)量，這是實(shí)現(xiàn)無人潛航器微型化的一個突破點(diǎn)。但金屬材料3D打印的實(shí)際工藝過程要復(fù)雜的多，各種金屬材料的最佳打印工藝和參數(shù)配置沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，不同原材料的性能存在很大差異，即使同一種金屬材料打印不同結(jié)構(gòu)的零件，打印工藝及流程控制、支撐的設(shè)計(jì)和去除方式及后期處理方法等也各不相同，需要進(jìn)行大量的試驗(yàn)測試，探索最優(yōu)化工藝參數(shù)，尤其是金屬3D打印的工藝方法設(shè)計(jì)要與零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊密結(jié)合且相輔相成才能獲得最佳的實(shí)施效果。目前金屬3D打印機(jī)成型零件的厚度最薄尺寸為0.1-0.2mm左右，一次成型過程中能夠?qū)崿F(xiàn)不同厚度、形狀的加強(qiáng)筋、固定板或連接架與零件整體形狀的一體化完成，所成型零件的形狀、厚度、強(qiáng)度等參數(shù)大幅突破了傳統(tǒng)的鑄造成型、擠壓成型、焊接成型等工藝的局限性，在保證力學(xué)性能的情況下大幅減少了連接件的使用數(shù)量，實(shí)現(xiàn)零件整體尺寸和形狀的優(yōu)化、尺寸微型化以及自身重量的大幅降低，能夠?yàn)楣δ苄圆考陌惭b提供更大的空間。

基于以上原因，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種以鎂鋁合金為材料的半封閉超薄金屬殼體的3D打印方法，并以此為外殼體設(shè)計(jì)了一種微型潛航裝置。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種微型潛航裝置，該裝置對其外觀結(jié)構(gòu)和重心位置進(jìn)行優(yōu)化，并采用3D打印工藝加工半封閉金屬外殼，在保證強(qiáng)度的情況下能成型厚度薄，并且內(nèi)部各種支撐、固定架、筋肋等能夠一體成型，大幅減輕了外殼重量。