[發明專利]一種使潛航器自由改變姿態的裝置

有效

• 申請號: 202110151993.2
• 申請日: 2021-02-03
• 公開（公告）號: CN112937815B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 鄭成;范文浩;羅偉宸;孔祥韶;吳衛國
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: B63G8/14
• 分類號: B63G8/14
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 張惠玲

本發明涉及一種使潛航器自由改變姿態的裝置，包括圓筒主體，圓筒主體包括圓筒狀的外壁面和內壁面，內壁面套置于外壁面內部，二者之間的間隙設置基座和緩沖裝置；內壁面兩端分別固定套置一圓環狀的基座，兩基座之間設置兩個緩沖裝置；緩沖裝置也為圓環狀，分別對應與基座固定連接；兩緩沖裝置之間設置一配重環，配重套置于內壁面上；本發明結構簡單，制造成本低，且大大提高了航行器改變姿態的能力。航行器在水平正常航行時，裝置處于關閉狀態。當有改變航行姿態的要求時，本裝置開始工作，通過改變本裝置內重物的位置來改變航行器的質心，從而改變航行器姿態。

技術領域

本發明涉及航行器技術領域，更具體地說，涉及一種使潛航器自由改變姿態的裝置。

背景技術

航行器在水下航行時遇到的障礙，經常是無法預測的，所以，快速改變姿態，并且對姿態控制的精度對于航行器水下運行安全至關重要。

目前，改變姿態有矢量推進法，在航行器兩側安裝推進器，通過控制推進器，推力的大小來控制轉向。但是這種方法成本較高，且速度較慢。

發明內容

針對現有方法的不足，提出一種使潛航器自由改變姿態的裝置。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：構造一種使潛航器自由改變姿態的裝置，包括：

圓筒主體，所述圓筒主體包括圓筒狀的外壁面和內壁面，內壁面套置于外壁面內部，二者之間的間隙設置基座和緩沖裝置；內壁面兩端分別固定套置一圓環狀的基座，兩基座之間設置兩個緩沖裝置；緩沖裝置也為圓環狀，分別對應與基座固定連接；兩緩沖裝置之間設置一配重環，配重套置于內壁面上；

所述圓筒主體內部搭載功能系統，所述功能系統包括控制模塊及通信模塊；所述通信模塊用于與地面建立無線通信連接，所述控制模塊用于根據所述通信模塊接收到的控制指令，進行姿態改變；

所述配重為磁性材料制備，所述外壁面和內壁面為絕緣材質，所述基座為電磁鐵；航行器正常航行時，配重依靠磁力依附于其中一個基座上；當接受到航行器改變姿態命令時，所述控制模塊控制一供電電源分別向內壁面兩端的基座通電，通過控制電流方向，使兩個基座產生方向相斥的磁場，配重在磁場作用脫離其吸附的基座，向另一基座方向移動，所述控制模塊通過控制電流大小和頻率來改變磁力，使配重到達指定位置，從而使航行器根據控制指令發生姿態改變。

其中，配重為空心環狀管，管體內部對稱放置兩個重塊，管體邊緣相對的兩端分別設置通氣孔和液壓液入口，所述液壓液入口連接一液壓系統，所述液壓系統連接所述控制模塊；兩個重塊均為圓弧狀，置于空心環狀管內時一端接觸，另一端通過設置密封環，實現與空心環狀管內部水密；通過設置，使配重沿內壁面滑動，且無法沿內壁面轉動，同時使兩個重塊接觸的位置與液壓液入口重合；當配重在磁場作用下移動至極限位置后還無法使航行器達到所需姿態時，所述控制模塊控制所述液壓系統啟動，通過所述液壓液入口向配重的空心環狀管內注入液壓液，在液壓液作用下，兩個重塊分離，改變兩個重塊在配重內位置從而使配重質心在水深豎直方向的位置發生變化，減小質心和浮心的高度差，使潛航器能夠保持大傾角姿態甚至是豎直姿態。

其中，緩沖裝置包括彈簧和吸能材料；所述彈簧均勻分布于基座側面，一端與基座固定連接，另一端固定連接吸能材料；吸能材料在配重移動時與配重接觸，彈簧提供一個與配重運動方向相反的力，減小配重的沖擊。

其中，基座和緩沖裝置互相接觸的外緣設置為交錯齒狀，起限位作用。

其中，配重的空心環狀管背離內壁面的表面設置滾珠，所述滾珠位于內壁面和外壁面之間，起到軸承的作用。