[發(fā)明專(zhuān)利]一種調(diào)節(jié)重心和比重的浮潛調(diào)節(jié)器及水中機(jī)敏遨游航行器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111001443.9
• 申請(qǐng)日: 2021-08-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113581431A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 喻昕蕾
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 喻昕蕾
• 主分類(lèi)號(hào): B63G8/22
• 分類(lèi)號(hào): B63G8/22;B63G8/14;B63G8/38
• 代理公司: 上海恒慧知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 徐紅銀

本發(fā)明提供一種調(diào)節(jié)重心和比重的浮潛調(diào)節(jié)器及水中機(jī)敏遨游航行器，包括海豚型殼體、兩個(gè)水下推進(jìn)器、兩個(gè)浮潛調(diào)節(jié)器和探測(cè)與控制裝置，海豚型殼體尾部在航行過(guò)程中能自動(dòng)調(diào)整尾部姿態(tài)；兩個(gè)水下推進(jìn)器分別設(shè)置于海豚型殼體外的兩翼下方，為航行器航行提供驅(qū)動(dòng)力；兩個(gè)浮潛調(diào)節(jié)器設(shè)置于海豚型殼體內(nèi)部，且兩個(gè)浮潛調(diào)節(jié)器分別靠近頭部、尾部設(shè)置；通過(guò)兩個(gè)浮潛調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)海豚型殼體內(nèi)部的比重和重心位置，驅(qū)動(dòng)航行器進(jìn)行下潛、水下巡航、上浮或水上巡航，及懸停；探測(cè)與控制裝置用于遠(yuǎn)程顯示所述航行器實(shí)時(shí)所在空間位置，并監(jiān)測(cè)周?chē)h(huán)境的實(shí)時(shí)情況和控制航行器的運(yùn)動(dòng)；本發(fā)明能夠自由地在水面和水下進(jìn)行水平前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎、垂直下潛、垂直上浮、斜向下潛和斜向上浮等不同姿態(tài)的航行。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水下航行器領(lǐng)域，具體地，涉及一種調(diào)節(jié)重心和比重的浮潛調(diào)節(jié)器及遠(yuǎn)程操控的水中機(jī)敏遨游航行器。

背景技術(shù)

水域的防災(zāi)及開(kāi)發(fā)利用，尤其是海洋的開(kāi)發(fā)，離不開(kāi)水上和水下均可航行的、可遠(yuǎn)程操控的設(shè)備。經(jīng)檢索，迄今為止，水上航行艦船和水下航行器的技術(shù)產(chǎn)品多，但兼?zhèn)渌?、水下航行需求的先進(jìn)航行器仍有待進(jìn)一步研發(fā)。

經(jīng)檢索發(fā)現(xiàn)，

申請(qǐng)公布號(hào)為CN112224368A的中國(guó)專(zhuān)利，提出一種用于水下航行器的重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)及應(yīng)用該機(jī)構(gòu)的仿生魚(yú)，該重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括軸承支撐機(jī)架、滑動(dòng)導(dǎo)軌一和二、電機(jī)固定機(jī)架、電機(jī)、重物框、重物、絲杠、搖臂一、舵機(jī)一、絲杠運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、舵機(jī)二、搖臂二、滾動(dòng)軸承。該水下航行器的重心雖然通過(guò)一個(gè)非常復(fù)雜的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)，但航行器的比重沒(méi)有變化。為便于水中航行，該航行器的比重必須調(diào)試得與水相等或略小于水的比重(否則，水下航行的阻力太大)，但這樣做使得航行器在水面航行時(shí)露出水面的部分非常少，甚至無(wú)法在水面上看不到船。因此，航行器要實(shí)現(xiàn)水中懸停和水面航行困難。另外，仿生機(jī)器魚(yú)通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)尾鰭、左右胸鰭來(lái)驅(qū)動(dòng)航行，這三者的姿態(tài)是相互影響的，通過(guò)遙控是非常難以實(shí)現(xiàn)水下機(jī)敏航行的，尤其是尾鰭的姿態(tài)變化應(yīng)該至少是二維的，但上述專(zhuān)利的尾鰭的姿態(tài)只是一維的，只能做兩個(gè)自由度的變化。

申請(qǐng)公布號(hào)為CN110641665A，提出一種分級(jí)式浮力驅(qū)動(dòng)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。該專(zhuān)利采用兩個(gè)與水下航行器軸線方向垂直的橫向推進(jìn)器來(lái)實(shí)現(xiàn)航行器的左右運(yùn)動(dòng)，采用一個(gè)與水下航行器軸線方向相同的尾部推進(jìn)器來(lái)實(shí)現(xiàn)航行器的前進(jìn)；而航行器的上浮或下潛是通過(guò)兩個(gè)特殊設(shè)計(jì)的浮力調(diào)節(jié)模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。尾舵段內(nèi)設(shè)有十字舵機(jī)構(gòu)，因此，尾鰭姿態(tài)變化同樣是一維的，只有兩個(gè)自由度。前、后安裝的浮力調(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；當(dāng)需要把內(nèi)油箱的油排向外油馕時(shí)，通過(guò)油泵將內(nèi)油箱的油吸出來(lái)，經(jīng)過(guò)濾器進(jìn)入油泵，再通過(guò)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(shí)，油泵關(guān)閉，打開(kāi)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，外油馕的油通過(guò)電磁閥流向內(nèi)油箱。由此可見(jiàn)，浮力調(diào)節(jié)模塊是將油在油馕和油箱之間進(jìn)行分配而改變航行器的重心，從而改變航行器在水中的傾角，通過(guò)尾舵推進(jìn)而實(shí)現(xiàn)上浮或下潛。該專(zhuān)利的浮力調(diào)節(jié)模塊在工作過(guò)程中航行器的水下重量并沒(méi)有任何改變，比重并沒(méi)有任何改變。正因如此，其重載水下航行器布放到海面時(shí)重載水下航行器呈中性浮力狀態(tài)而漂浮在海面上。無(wú)疑，這種設(shè)計(jì)的航行器一樣遇到前述發(fā)明所遇到的同樣問(wèn)題：如果航行器處于嚴(yán)格的中性浮力狀態(tài)，則航行器在水面難以觀察，不利于水面航行的遙控操作；依據(jù)靜水力學(xué)，漂浮露出水面的排空體積對(duì)應(yīng)的水重就是航行器水下的有效浮力，該有效浮力是航行器除上浮外必須克服的阻力，因此有效浮力又必須盡可能地小。