[發(fā)明專利]一種前緣旋轉(zhuǎn)圓柱型翼控制水下拖曳體

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201910237065.0
• 申請日: 2019-03-27
• 公開（公告）號: CN109878666A
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳家鳴;戴鵬;侯曉琨;梁嚴(yán)
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: B63C11/40
• 分類號: B63C11/40;B63B1/24;B63H25/06;B63G8/00;B63G8/14;B63G8/16;B63B39/06;B63H5/15
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 向玉芳

本發(fā)明公開了一種前緣旋轉(zhuǎn)圓柱型翼控制水下拖曳體；其迫沉水翼采用對稱翼型，對稱布置在主腔體前部兩側(cè)，兩旋轉(zhuǎn)圓柱關(guān)于主腔體對稱設(shè)置在迫沉水翼翼面前端，兩旋轉(zhuǎn)圓柱分別通過旋轉(zhuǎn)圓柱轉(zhuǎn)軸與位于主腔體內(nèi)部的調(diào)速電機相連；迫沉水翼后端兩側(cè)對稱設(shè)有導(dǎo)管螺旋槳；橫向水平固定尾翼設(shè)置在主腔體尾端，橫向水平固定尾翼的兩端分別對稱布置垂直流線型襟翼舵；每個垂直流線型襟翼舵的尾端設(shè)有襟翼，襟翼與襟翼角度控制裝置連接。本發(fā)明通過改變迫沉水翼前端的旋轉(zhuǎn)圓柱轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)向便可高效靈活的調(diào)整迫沉水翼攻角，達到改變拖曳體垂直方向運動軌跡的目的，在此基礎(chǔ)上，輔以雙側(cè)螺旋槳的推力方向改變，可以實現(xiàn)定向升沉。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種帶纜遙控水下拖曳體，特別是涉及一種前緣旋轉(zhuǎn)圓柱型翼控制水下拖曳體，可用于水下生物及理化環(huán)境探測。

背景技術(shù)

帶纜遙控水下拖曳體是一種在水下考察、海底勘探、海底開發(fā)和打撈、救生等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛的海洋設(shè)備。帶纜遙控水下拖曳體通常由拖曳纜、可操縱拖曳體、軌跡和姿態(tài)控制設(shè)備、功能儀器等組成。通常由母船通過拖曳纜拖動水下拖曳體行進以及作業(yè)，在拖曳體內(nèi)部可按照不同的作業(yè)要求搭載不同的監(jiān)測設(shè)備，同時也可搭載水下視覺系統(tǒng)、聲納系統(tǒng)等增大水下系統(tǒng)的返回控制信息的多樣性，在工作母船上的監(jiān)測人員通過控制器對水下拖曳體進行軌跡、姿態(tài)的調(diào)整以及水下工作的實施。隨著對于水下環(huán)境探測、水下考察等功能精確性要求的提高，對搭載此類探測傳感器的水下拖曳體的操縱靈活性、姿態(tài)調(diào)整高效性、拖曳穩(wěn)定性等方面要求也隨之提高。因此，通過對水下拖曳體軌跡和姿態(tài)控制方式、其主體外形進行改進從而實現(xiàn)對水下拖曳體操縱的靈活性、其自身穩(wěn)定性、姿態(tài)調(diào)整高效便捷性的提高是水下拖曳體能否符合高精度水下考察、海底勘探等工作作業(yè)要求的關(guān)鍵。

現(xiàn)有的可控制水下拖曳體的深度和軌跡控制大多采用改變拖曳纜長度和改變迫沉水翼攻角的方式實現(xiàn)。改變拖曳纜長度對深度控制較為粗糙，不能實現(xiàn)小范圍深度調(diào)整，而在較深水域，由于迫沉水翼上表面受到的壓力大，主動改變迫沉水翼攻角需要精密且堅固的機械元件，此類元件結(jié)構(gòu)復(fù)雜且易損壞，維護成本較高，經(jīng)濟性較低。而對于水下拖曳體的外形，目前大多數(shù)基本采用仿航空飛行器外形設(shè)計，以柱形主腔體加上可調(diào)攻角的迫沉水翼組成，此類單一柱狀主腔體外形其中心的柱狀主體橫搖、縱搖阻尼較小，在拖曳過程中容易產(chǎn)生較大的橫搖角、縱搖角，加大了拖曳體的姿態(tài)調(diào)整操縱的難度，在進行多自由度操縱時提高了操縱難度，不容易實現(xiàn)多自由、垂直于拖曳方向的橫向水平水下觀測，對此類水下拖曳體進行控制的操縱設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜且體積較大，降低了水下拖曳體搭載相關(guān)專業(yè)科考設(shè)備的能力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于將前緣旋轉(zhuǎn)圓柱型翼應(yīng)用至水下拖曳體上，通過控制旋轉(zhuǎn)圓柱的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向來調(diào)整拖曳體升沉，提高改變迫沉水翼的攻角的操縱性，簡化控制結(jié)構(gòu)，同時優(yōu)化主腔體的外形，提高橫搖縱搖阻尼，加強拖曳體拖曳時的穩(wěn)定性，實現(xiàn)一種控制結(jié)構(gòu)簡單、自穩(wěn)性優(yōu)良、適應(yīng)性強且操縱性高的多自由度操縱的水下拖曳體。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種前緣旋轉(zhuǎn)圓柱型翼控制水下拖曳體，主要由主艙體、調(diào)速電機、旋轉(zhuǎn)圓柱、迫沉水翼、導(dǎo)管螺旋槳、電磁控制重心調(diào)節(jié)裝置、垂直流線型襟翼舵、襟翼和橫向水平固定尾翼組成；迫沉水翼采用對稱翼型，對稱布置在主腔體前部兩側(cè)，兩旋轉(zhuǎn)圓柱關(guān)于主腔體對稱設(shè)置在迫沉水翼翼面前端，兩旋轉(zhuǎn)圓柱分別通過旋轉(zhuǎn)圓柱轉(zhuǎn)軸與位于主腔體內(nèi)部的調(diào)速電機相連；迫沉水翼后端兩側(cè)對稱設(shè)有導(dǎo)管螺旋槳；

與迫沉水翼連接的主腔體處設(shè)有電磁控制重心調(diào)節(jié)裝置；所述的電磁控制重心調(diào)節(jié)裝置主要由吸盤電磁鐵、滑塊式壓載和滑桿構(gòu)成；滑桿兩端與主艙體外板連接，滑塊式壓載與滑桿活動連接，在滑桿兩端各設(shè)置一吸盤電磁鐵，兩個吸盤電磁鐵中心位于同一條直線上；

橫向水平固定尾翼設(shè)置在主腔體尾端，橫向水平固定尾翼的兩端分別對稱布置垂直流線型襟翼舵；每個垂直流線型襟翼舵的尾端設(shè)有襟翼，襟翼采用NACA對稱翼型，轉(zhuǎn)動軸貫穿襟翼前端與垂直流線型襟翼舵連接，襟翼可繞轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動，襟翼與襟翼角度控制裝置連接。