[發(fā)明專利]一種可自適應(yīng)變形的流體航行器增推止退結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010496627.6
• 申請(qǐng)日: 2020-06-03
• 公開（公告）號(hào): CN111605662B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田新亮;王道勇;王鵬;張顯濤;李欣;郭孝先;盧文月
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): B63B1/32
• 分類號(hào): B63B1/32
• 代理公司: 上海旭誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

本發(fā)明公開了一種可自適應(yīng)變形的流體航行器增推止退結(jié)構(gòu)，屬于船舶與海洋工程領(lǐng)域。本發(fā)明包括若干個(gè)增推止退器；所述增推止退器包括鉸鏈和非對(duì)稱翻板結(jié)構(gòu)；所述鉸鏈通過鉸鏈座固定在所述流體航行器底部，所述非對(duì)稱翻板結(jié)構(gòu)有孔，被所述鉸鏈穿過；所述鉸鏈在所述鉸鏈座內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。流體航行器于振蕩的流體環(huán)境中航行時(shí)，該結(jié)構(gòu)能夠根據(jù)流體航行器的振蕩運(yùn)動(dòng)方向進(jìn)行自適應(yīng)的翻轉(zhuǎn)，從而增加航行器在后退時(shí)受到的流體阻力，有效遏制其后退運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，達(dá)到增推止退的效果，提高流體航行器的航行效率。此外，由于本發(fā)明具有可自適應(yīng)變形的特性，因此可有效降低該結(jié)構(gòu)對(duì)流體航行器表面粗糙度的影響，不會(huì)顯著增加航行阻力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于船舶與海洋工程領(lǐng)域，涉及一種可自適應(yīng)變形的流體航行器增推止退結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

近些年來，流體航行器大量應(yīng)用于工程實(shí)踐，其廣泛存在于海洋、江河、生物液體和空氣中。一些無人流體航行器在資源勘探、環(huán)境監(jiān)測(cè)和軍事偵查等領(lǐng)域發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

航行速度是評(píng)估流體航行器整體性能的關(guān)鍵參數(shù)，更快的航行速度意味著更高的工作效率以及更少的能源消耗。然而，由于波浪、海流、氣流等環(huán)境因素的干擾以及自身驅(qū)動(dòng)能力的限制，有些航行器在振蕩的流體環(huán)境中難以始終沿著既定的航向運(yùn)動(dòng)，例如波浪滑翔機(jī)等一些小型的海面無人船。在這種情況下，這一類流體航行器會(huì)在航行的方向上反復(fù)振蕩，從而降低航行速度，進(jìn)而降低航行器的工作效率以及經(jīng)濟(jì)性。

目前針對(duì)提高流體航行器航行效率的研究主要致力于改進(jìn)其外殼的整體結(jié)構(gòu)形狀，例如設(shè)計(jì)流線型外殼、安裝球鼻首和采用方尾結(jié)構(gòu)等。這些設(shè)計(jì)確實(shí)可以有效減小航行器沿前進(jìn)方向所受的航行阻力，提高航行速度。但是對(duì)于在振蕩流體中運(yùn)動(dòng)不穩(wěn)定的流體航行器，這些設(shè)計(jì)則無法起到遏制其后退運(yùn)動(dòng)的作用。目前，已有的關(guān)于這一方向的研究成果包括在流體航行器底部安裝固定式的非對(duì)稱結(jié)構(gòu)，以期達(dá)到增推止退的效果。然而，這種結(jié)構(gòu)具有如下兩個(gè)弊端：第一，它會(huì)顯著增加流體航行器表面的粗糙度，從而增加航行阻力；第二，由于考慮到粗糙度的影響，該結(jié)構(gòu)無法設(shè)計(jì)得很大，因此無法用于較大的流體航行器。

因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于為在振蕩流體環(huán)境中航行的流體航行器設(shè)計(jì)一種更加靈活、高效的增推止退裝置。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是流體航行器在振蕩流體中受干擾，影響航行效率的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種可自適應(yīng)變形的流體航行器增推止退結(jié)構(gòu)，包括若干個(gè)增推止退器；所述增推止退器包括鉸鏈和非對(duì)稱翻板結(jié)構(gòu)；所述鉸鏈通過鉸鏈座固定在所述流體航行器底部，所述非對(duì)稱翻板結(jié)構(gòu)有孔，被所述鉸鏈穿過；所述鉸鏈在所述鉸鏈座內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)；

所述非對(duì)稱翻板結(jié)構(gòu)是直角三角形；

在所述非對(duì)稱翻板結(jié)構(gòu)的直角位置開孔與所述鉸鏈固定連接。

進(jìn)一步地，所述非對(duì)稱翻板結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)0-90度的翻轉(zhuǎn)。

進(jìn)一步地，在所述流體航行器底部設(shè)有所述非對(duì)稱翻板結(jié)構(gòu)的翻轉(zhuǎn)角度限位。

進(jìn)一步地，所述直角三角形的長(zhǎng)直角邊邊長(zhǎng)是短直角邊的兩倍以上。

進(jìn)一步地，所述直角三角形的所述短直角邊的長(zhǎng)度由流動(dòng)摩擦阻力和所述流體航行器的粗糙度決定。

進(jìn)一步地，所述非對(duì)稱翻板結(jié)構(gòu)可用鋼板一次切割而成。

進(jìn)一步地，所述鉸鏈座與所述流體航行器外殼焊接連接。

進(jìn)一步地，所述鉸鏈座也可以通過螺栓與所述流體航行器連接。

本發(fā)明的技術(shù)效果是：