[發(fā)明專利]一種分級式浮力驅(qū)動的重載水下航行器

在審

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• 申請日: 2019-09-21
• 公開（公告）號: CN110641665A
• 公開（公告）日: 2020-01-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王樹新;王延輝;張宏偉;楊紹瓊;張連洪;劉玉紅;馬偉;楊亞楠
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: B63G8/14
• 分類號: B63G8/14;B63G8/22
• 代理公司: 12201 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所
• 代理人: 劉子文

本發(fā)明公開一種分級式浮力驅(qū)動的重載水下航行器，包括從前向后依次設(shè)置的拋纜、艏部外殼、前艙段、中艙段、后艙段、天線艙段、尾舵段和尾部推進(jìn)器；前艙段內(nèi)部設(shè)有前浮力調(diào)節(jié)模塊和橫向推進(jìn)器，所述的中艙段內(nèi)部設(shè)有電源模塊、控制模塊和姿態(tài)調(diào)節(jié)模塊；所述的后艙段內(nèi)設(shè)有后浮力調(diào)節(jié)模塊，在后艙段的兩邊設(shè)有兩個滑翔機(jī)翼；所述的天線艙段上部設(shè)有無限通訊天線和銥星、北斗天線，天線艙段下部設(shè)有拋載模塊；所述的尾舵段內(nèi)設(shè)有十字舵機(jī)構(gòu)；在尾舵段的后面安裝有尾部推進(jìn)器；所述的拋纜位于艏部外殼的最前端，與艏部外殼通過螺栓連接。本發(fā)明兩個浮力調(diào)節(jié)模塊的各級油泵可以同時開啟，縮短航行器排油時間和回油時間，增大了航行器的滑翔性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明新型海洋航行器領(lǐng)域，特別是涉及一種采用分級式浮力調(diào)節(jié)系統(tǒng)的混合驅(qū)動大型重載水下航行器。

背景技術(shù)

隨著海洋科學(xué)研究的加深，水下滑翔機(jī)平臺技術(shù)得到了快速的發(fā)展，其續(xù)航能力強(qiáng)、航程遠(yuǎn)、隱蔽性強(qiáng)的特點(diǎn)使得其非常適合海洋生、化、物等參數(shù)的測量工作，是最常用的水下移動觀測平臺之一。

當(dāng)前國內(nèi)外海洋探測領(lǐng)域，輕便型水下航行器已經(jīng)非常成熟，但其搭載能力較小，不適合搭載多種探測傳感器，無法對多種海洋生化參數(shù)進(jìn)行同步測量。因此，具有多種傳感器搭載能力的大型重載水下航行器技術(shù)成為目前的研究熱點(diǎn)之一。近年來，國內(nèi)一些科研單位已經(jīng)開始了大型重載水下滑翔機(jī)的研發(fā)工作，但相關(guān)產(chǎn)品存在著浮力調(diào)節(jié)方式單一、調(diào)節(jié)精度不夠、能耗偏高等問題，同時攜帶能源密度較低，航程短也是有待解決的問題。例如現(xiàn)在市場上所見到的的AUV水下航行器，雖然其搭載能力足夠，但其完全靠尾部推進(jìn)器推進(jìn)，效率低，耗能高，航程短，不適合長航程觀測作業(yè)；而較小的水下滑翔機(jī)雖然具有常航程、低功耗的特點(diǎn)，但是其搭載能力有限，不具備多種生化參數(shù)同時測量的功能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種阻力小、功耗低、浮力調(diào)節(jié)精度高、具有分級式浮力調(diào)節(jié)系統(tǒng)，適用于搭載多種傳感器進(jìn)行水下生化參數(shù)觀測的混合動力大型重載水下航行器。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種分級式浮力驅(qū)動的重載水下航行器，包括從前向后依次設(shè)置的拋纜、艏部外殼、前艙段、中艙段、后艙段、天線艙段、尾舵段和尾部推進(jìn)器；

所述的前艙段內(nèi)部設(shè)有前浮力調(diào)節(jié)模塊和橫向推進(jìn)器，所述的中艙段內(nèi)部設(shè)有電源模塊、控制模塊和姿態(tài)調(diào)節(jié)模塊；所述的后艙段內(nèi)設(shè)有后浮力調(diào)節(jié)模塊，在后艙段的兩邊設(shè)有兩個滑翔機(jī)翼；所述的天線艙段上部設(shè)有無限通訊天線和銥星、北斗天線，天線艙段下部設(shè)有拋載模塊；所述的尾舵段內(nèi)設(shè)有十字舵機(jī)構(gòu)；在尾舵段的后面安裝有尾部推進(jìn)器；所述的拋纜位于艏部外殼的最前端，與艏部外殼通過螺栓連接。

進(jìn)一步的，所述的前浮力調(diào)節(jié)模塊和后浮力調(diào)節(jié)模塊均包括外油馕總成、浮力艙殼體、內(nèi)油箱總成和兩路完全獨(dú)立的液壓回路；所述的浮力艙殼體包括浮力艙前殼體、浮力艙中殼體和浮力艙后殼體，浮力艙前殼體和浮力艙中殼體之間、浮力艙中殼體和浮力艙后殼體之間均通過O型圈密封，形成一個密閉的空間，所述的浮力艙殼體內(nèi)部具有負(fù)壓；每個液壓回路包括油泵、電機(jī)、過濾器、單向閥、電磁閥；所述的過濾器一端與內(nèi)油箱通過導(dǎo)管連接，另一端通過導(dǎo)管與油泵的進(jìn)油口連接；所述的油泵出油口通過導(dǎo)管與單向閥一端連接；所述的油泵輸入軸與電機(jī)輸出軸固定連接；所述的單向閥另一端通過導(dǎo)管連接至浮力艙前殼體的通孔一端，通孔另一端通過連接支撐管連通外油馕總成；所述的電磁閥一端與浮力艙前殼體的通孔連接，另一端通過導(dǎo)管連接至內(nèi)油箱；當(dāng)需要把內(nèi)油箱的油排向外油馕時，通過油泵將內(nèi)油箱的油吸出來，經(jīng)過濾器進(jìn)入油泵，再通過油泵進(jìn)入單向閥，最后進(jìn)入外油馕；當(dāng)需要把外油馕的油回到內(nèi)油箱時，油泵關(guān)閉，打開電磁閥，由于浮力艙殼體內(nèi)部具有負(fù)壓，外部壓力大于內(nèi)部壓力，因此外油馕的油通過電磁閥流向內(nèi)油箱。