[實(shí)用新型]一種水下航行器尾舵

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201821645311.3
• 申請(qǐng)日: 2018-10-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN209008840U
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 隋海琛;楊鯤;安永寧;王崇明;秦金濤;韓德忠;胡剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究所;中科探海（蘇州）海洋科技有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): B63G8/18
• 分類號(hào): B63G8/18
• 代理公司: 蘇州智品專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32345
• 代理人: 王利斌

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種水下航行器尾舵，包括殼體、舵機(jī)、舵機(jī)安裝板、尾翼板、舵板軸、舵板、傘齒輪、舵機(jī)軸；所述殼體內(nèi)等距一體式設(shè)有三個(gè)舵機(jī)耳板和三個(gè)舵軸耳板、外側(cè)設(shè)有三個(gè)舵臺(tái)，舵臺(tái)內(nèi)部設(shè)有舵軸耳板；所述舵機(jī)耳板上螺接有舵機(jī)安裝板，所述舵機(jī)安裝板上設(shè)有三組舵機(jī)；所述舵臺(tái)和舵板傘齒輪外端裝配有襟翼舵；所述舵機(jī)傘齒輪與舵板傘齒輪相互嚙合傳動(dòng)；本新型采用三軸舵機(jī)尾舵布置方式，節(jié)約成本，提高了系統(tǒng)可靠性；簡(jiǎn)化了控制模型，降低了控制難度；結(jié)構(gòu)緊湊、穩(wěn)定性高；舵板采用襟翼結(jié)構(gòu)提高了舵效和水下機(jī)器人的姿態(tài)控制能力；降低了電磁干擾，改善了舵板軸的受力結(jié)構(gòu)，降低了舵板軸因拖掛造成損壞的概率，提高了舵板軸的安全性。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及海洋工程水下航行器技術(shù)設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種水下航行器尾舵。

背景技術(shù)

目前人類正面臨著人口、資源和環(huán)境三大難題 。海洋由于蘊(yùn)藏著豐富的資源為人類解決這些難題提供了希望。由于人的潛水深度有限，水下環(huán)境惡劣危險(xiǎn)，所以，如今作為海洋探測(cè)和開(kāi)發(fā)的重要工具，水下自航行器在海洋科學(xué)考察、海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)和海洋資源勘探方面具有廣泛的應(yīng)用前景，是一種工作于水下極限作業(yè)的機(jī)器人。

智能水下航行器需適應(yīng)復(fù)雜的海洋環(huán)境，其載體不僅要具有耐壓、水密和承受負(fù)載的能力，而且要具有低阻力、高推進(jìn)效率和實(shí)現(xiàn)空間運(yùn)動(dòng)的能力。另外，在十分有限的空間，需配置不同性能的多種傳感器以滿足環(huán)境探測(cè)、目標(biāo)識(shí)別、自主航行和自主完成任務(wù)的需要。目前自主式的水下航行器多以細(xì)長(zhǎng)流線型外形、欠驅(qū)動(dòng)方式為主，這種方式的機(jī)器人具有阻力小、成本低、重量小、系統(tǒng)可靠性高等特點(diǎn)。國(guó)外此類水下航行器較為著名，如ＲE-MUS-100，它是由美國(guó)Hydroid公司開(kāi)發(fā)的一款被公認(rèn)為是當(dāng)今知名度最高，也是最成功的微小型水下航行器，還有Bluefin Robotics公司的Bluefin-9、美國(guó)Nekton公司研制開(kāi)發(fā)的微小型水下航行器“巡邏兵(Ｒenger)”也都代表著當(dāng)前水下航行器的先進(jìn)水平。

在技術(shù)較為成熟的當(dāng)下，水下航行器的姿態(tài)控制機(jī)構(gòu)主要有尾舵和多螺旋槳聯(lián)合控制兩種。其中，由于尾舵具有控制簡(jiǎn)單、造價(jià)低、可以提供一定的穩(wěn)定性等原因是小型水下航行器的主要控制方式。作為AUV航行控制力輸出機(jī)構(gòu)，尾舵的設(shè)計(jì)極大地影響了AUV航行機(jī)動(dòng)性和穩(wěn)定性。

現(xiàn)有技術(shù)中，尾舵一般安裝于機(jī)器人的尾段部位，以利于保證航行的安全性和良好的操作性，在以往的水下航行器中，尾舵的總體布置一般以“X”舵和“十”舵為主，還有一些特殊的“木”舵和“米”舵；其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、穩(wěn)定性差、空間運(yùn)動(dòng)能力不足。

實(shí)用新型內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種水下航行器尾舵，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，采用三軸舵機(jī)的尾舵布置方式，由三組圓周等距分布、獨(dú)立舵機(jī)控制的舵板，組成AUV機(jī)器人尾舵，結(jié)構(gòu)緊湊、穩(wěn)定性高、阻力低、推進(jìn)效率高、空間運(yùn)動(dòng)能力強(qiáng)；對(duì)航向的控制能力更加穩(wěn)定，提高了舵效，三軸舵機(jī)的布置方式更加降低了舵機(jī)控制部分的電磁干擾。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：一種水下航行器尾舵，包括殼體、舵機(jī)、舵機(jī)安裝板、尾翼板、舵板軸、舵板、密封圈、舵板傘齒輪、舵機(jī)傘齒輪、舵機(jī)軸、舵軸耳板、舵機(jī)耳板、舵臺(tái)，其特征在于：

所述殼體為前部圓桶型、后部錐型漸窄的桶殼結(jié)構(gòu)；所述殼體內(nèi)中部位置呈三角形圓周等距一體式設(shè)置有三個(gè)舵機(jī)耳板、后部位置呈三角形圓周等距一體式設(shè)置有三個(gè)舵軸耳板；所述殼體的后部外側(cè)三角形一體式設(shè)置有三個(gè)舵臺(tái)，所述舵臺(tái)的殼體內(nèi)部相對(duì)位置上前后方向設(shè)置有舵軸耳板和舵板軸孔；所述舵臺(tái)頂部一個(gè)位于中間位置，側(cè)面兩個(gè)舵臺(tái)相互對(duì)稱配置；所述舵機(jī)耳板上螺接密封固定設(shè)置有舵機(jī)安裝板，所述舵機(jī)安裝板上固定設(shè)置有三組舵機(jī)，所述舵機(jī)上軸接設(shè)置有舵機(jī)軸；所述舵機(jī)軸穿過(guò)舵軸耳板固定設(shè)置有舵機(jī)傘齒輪；所述舵板軸孔內(nèi)通過(guò)密封圈設(shè)置有舵板軸，所述舵板軸的殼體內(nèi)端固定設(shè)置有舵板傘齒輪；所述舵臺(tái)和舵板傘齒輪外端裝配有襟翼舵；所述舵機(jī)的舵機(jī)軸與舵板軸通過(guò)舵機(jī)傘齒輪與舵板傘齒輪相互傾斜嚙合構(gòu)成傘齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。

所述舵軸耳板與舵機(jī)耳板在殼體內(nèi)圓周上相互交叉配置。