[發(fā)明專利]一種模塊化自適應水動力翼片

在審

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• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN112407138A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發(fā)明（設計）人: 木建一;劉銀泉;李培正;朱坤;徐峰;吳富民;駱曹飛;孟育偉;王旭;盛元華
• 申請（專利權）人: 中電科(寧波)海洋電子研究院有限公司
• 主分類號: B63B1/28
• 分類號: B63B1/28
• 代理公司: 重慶強大凱創(chuàng)專利代理事務所(普通合伙) 50217
• 代理人: 岳兵

本發(fā)明公開了水動力推進設備領域內的一種模塊化自適應水動力翼片，包括兩個翼片以及連接在兩個翼片之間的旋轉軸和限位軸，旋轉軸轉動連接在安裝基座上，安裝基座可拆卸連接在水下滑翔推進器的龍骨框架上，安裝基座上設有限位孔，限位軸穿設在限位孔中，限位孔的兩端均設有彈性自適應機構。本發(fā)明可有效解決現(xiàn)有水下滑翔推進器存在的使用過程中易在長時間剛性沖擊下?lián)p壞，整體設計造成的維護操作難度高的問題。

技術領域

本發(fā)明涉及水動力推進設備領域，具體涉及一種模塊化自適應水動力翼片。

背景技術

水動力翼片主要用于波浪滑翔器，波浪滑翔器是一種利用波浪起伏將波浪能轉換為前進動能的新型海上無人平臺。它具有航行時間長、航行距離遠、適合高海況等優(yōu)點，可應用于海洋氣象、海洋生物、海洋環(huán)境監(jiān)測等領域。波浪滑翔器分水面艇和水下滑翔推進器兩部分，中間用柔性臍帶纜連接，水面艇隨波浪上下起伏帶動水下滑翔推進器上下運動，安裝在水下滑翔推進器上的水動力翼片在上下運動時產生一定攻角。垂直水流經過有攻角的翼片時產生水平分量，水平分量的水流對翼片有水平方向的反作用力，推進器依靠水流的反作用力前進，最終拖著水面艇前進。

然而在高海況下波浪起伏速度和幅度很大，水面艇對水下滑翔推進器的拉力極大，水流高速沖擊水動力翼片從而產生極大的阻力，當阻力過大時水動力翼片可能折斷，連接翼片的旋轉軸和限位軸容易彎曲，連接水面艇和水下滑翔推進器的臍帶纜也會由于拉力過大發(fā)生斷裂(李小濤在論文《波浪滑翔器動力學建模及其仿真研究》中提到：纜索是波浪滑翔器的重要組件，避免斷纜是波浪滑翔器高海況下生存的必要條件)，在長時間航行過程中水動力翼片的限位軸由于不斷和限位點發(fā)生剛性碰撞引起的沖擊和振動也會降低翼片的使用壽命和強度(杜照鵬在論文《新型仿生波浪能滑翔器的設計與研究》中提到：此外水翼的設計還需考慮到滿足海洋工作環(huán)境的特殊性，如在惡劣海況下，受海面浮體平臺拖曳，牽引機急速上升下潛，造成水翼表面承壓瞬時上升，這就要求水翼應具有足夠的剛度和強度。以及波浪滑翔器工作長期處于振動工作，對其設計還有抗振性要求)。翼片限位軸和限位裝置剛性碰撞引起的噪聲也會對波浪滑翔器的聲任務載荷造成較大干擾，對所需研究的海洋生物造成較大的驚嚇，同時也使波浪滑翔器成為很大的噪聲源，使其隱蔽性大大降低，影響研究活動的正常開展。

波浪滑翔器的水下滑翔推進器通常由六套或更多水動力翼片、翼片旋轉軸、翼片限位軸等關鍵部件組成。而這些部件長期工作在海水中，由于受到海水腐蝕、高海況海浪沖擊等影響，在長時間工作后需要進行更換或維護。目前現(xiàn)有的設計基本上采用全部水動力翼片與水下滑翔推進器直接連接的整體設計，當需要更換其中某個零部件時要對水下滑翔推進器進行整體拆解，操作復雜，而且對維修人員要求較高，需要維修人員熟悉整個滑翔推進器的結構和組裝工藝才能有效完成維護而不額外損壞整個滑翔推進器，并且很多情況下是在使用現(xiàn)場(如海上)進行維護，現(xiàn)場環(huán)境復雜，進一步加大了維護的操作難度。

發(fā)明內容

本發(fā)明意在提供一種模塊化自適應水動力翼片，以解決現(xiàn)有水下滑翔推進器存在的使用過程中易在長時間剛性沖擊下?lián)p壞，整體設計造成的維護操作難度高的問題。

為達到上述目的，本發(fā)明的基礎技術方案如下：一種模塊化自適應水動力翼片，包括兩個翼片以及連接在兩個翼片之間的旋轉軸和限位軸，旋轉軸轉動連接在安裝基座上，安裝基座可拆卸連接在水下滑翔推進器的龍骨框架上，安裝基座上設有限位孔，限位軸穿設在限位孔中，限位孔的兩端均設有彈性自適應機構。