微型无人潜航器的三舵式尾部集成结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种微型无人潜航器的三舵式尾部集成结构，涉及无人潜航器技术领域，本实用新型专利技术中的尾部集成结构采用呈120度间隔分布的三舵配置，相比传统的十字型四舵设置在内部空间占用上更小，有利于紧凑结构设计和降低成本，尾部集成结构采用了纵向的平行嵌套的推进传动装置和舵传动装置，有效解决了微型无人潜航器的传动装置的紧凑设计难题。同时，本实用新型专利技术任何一个舵都能在水平或者垂直方向上单独产生舵效，通过本实用新型专利技术所公布的操作方法能够使两个或三个舵片在某一个方向上的舵效叠加，缓解无人潜航器微型化设计带来的操控性减弱和稳定性减弱问题。

Three rudder type rear end integrated structure for miniature unmanned underwater vehicle

The utility model discloses a three rudder tail integrated structure of a micro unmanned submarine, which involves the technical field of unmanned submarine. The tail integration structure in the utility model adopts a three rudder with a 120 degree spaced distribution, which is smaller than the traditional cross type four rudder in the internal space, and is beneficial to the compact structure. In order to reduce the cost, the tail integrated structure adopts a longitudinal parallel nested propeller drive and rudder transmission device, which effectively solves the compact design problem of the micro unmanned submersible drive. At the same time, any rudder of the utility model can produce the rudder effect separately in the horizontal or vertical direction. Through the operation method published by the utility model, the rudder effect of two or three rudders can be superimposed in one direction, so as to alleviate the problem of control and stability weakening brought by the miniaturized design of the unmanned submersible.

【技术实现步骤摘要】
微型无人潜航器的三舵式尾部集成结构
本技术涉及无人潜航器
，具体涉及一种微型无人潜航器的三舵式尾部集成结构。
技术介绍
微型无人潜航器是一种超小型无人潜航器，它具备和常规大型无人潜航器完全一样的自主作业功能，但体积甚至只有常规小型无人潜航器的1/3到1/4左右。和大体积的同类产品比，微型无人潜航器具有成本低廉、操控灵活、易于大规模部署的优点。微型化是无人潜航器发展的新趋势，超小型的体积可以带来一些新型应用。比如，它们可通过水面自主航行的舰艇进行自动部署，用于监控公共设施例如管道的腐蚀状况或者有没有潜在的泄漏，极大地减少作业成本。更进一步的说，一群微型无人潜航器协同工作，比单个常规无人潜航器的效果要好很多。它们可以非常快速地调查大范围区域，覆盖数百公里。同时，如果搭配一些互补技术，例如水面自主航行的舰艇以及卫星，可构建比以往更加精准的海洋环境图。无人潜航器的尾部通常起到推进和运动控制的作用，一般的小型无人潜航器通常在尾部上配备单螺旋桨推进和十字型的舵片。其中上、下两舵联动，操控无人潜航器的左、右转向，左、右两舵联动操控，控制无人潜航器的潜、浮操作。上述结构在下述两个方面难以满足微型化需求：(1)相对于微型无人潜航器，一般小型无人潜航器的尾部空间相对较大，四个舵轴通常由布置在同一个横截面的四个舵机直接驱动，推进电机也尽可能贴近尾部螺旋桨。当进行微型化时，由于横向截面减小，这样的结构四套舵机、舵轴会发生干涉。(2)体积微型化后，无人潜航器的巡航速度和舵片面积不可避免的减小，其舵效将会大幅减弱引起操控性减弱，操纵稳定性变弱，在存在水流干扰时容易发生滚翻。技术内容针对现有技术中存在的缺陷，本技术的目的在于提供一种微型无人潜航器的三舵式尾部集成结构，有效解决了微型无人潜航器的传动装置的紧凑设计难题。为达到以上目的，本技术采取的技术方案是：在上述技术方案的基础上与现有技术相比，本技术的优点在于：本技术相比传统的十字型四舵结构，采用三舵设计在内部空间占用上更小，有利于微型无人潜航器的紧凑结构设计和降低成本，同时尾部集成结构采用了纵向的平行嵌套的推进传动装置和舵传动装置，有效解决了微型无人潜航器的传动装置的紧凑设计难题。同时，本技术采用了完全独立的三舵设计，任何一个舵都能在水平或者垂直方向上单独产生舵效，通过操作舵机带动舵片能够实现三舵片在某一个方向上的舵效叠加，缓解微型无人潜航器的舵片操控性减弱和稳定性减弱问题。附图说明图1为本技术实施例中微型无人潜航器的三舵式尾部集成结构的结构示意图；图2为本技术实施例中微型无人潜航器的三舵式尾部集成结构的集成推进机构的结构示意图；图3为本技术实施例中微型无人潜航器的三舵式尾部集成结构的舵操纵机构的结构示意图；图4为本技术实施例中微型无人潜航器的三舵式尾部集成结构的舵轴动密封组件的结构示意图；图5为本技术实施例中微型无人潜航器的三舵式尾部集成结构的推进轴动密封组件的结构示意图；图6为本技术实施例中微型无人潜航器的三舵式尾部集成结构的操舵方法中α>0、β>0、γ>0示意图；图7为本技术实施例中微型无人潜航器的三舵式尾部集成结构的操舵方法中α<0、β<0、γ<0示意图；图8为本技术实施例中微型无人潜航器的三舵式尾部集成结构的操舵方法中α＝0、β＝0、γ＝0示意图；图9为本技术实施例中微型无人潜航器的三舵式尾部集成结构的操舵方法中γ>0示意图；图10为本技术实施例中微型无人潜航器的三舵式尾部集成结构的操舵方法中γ<0示意图；图11为本技术实施例中微型无人潜航器的三舵式尾部集成结构的操舵方法中下潜操作时尾视图；图12为本技术实施例中微型无人潜航器的三舵式尾部集成结构的操舵方法中下潜操作时右视图；图13为本技术实施例中微型无人潜航器的三舵式尾部集成结构的操舵方法中上浮操作时尾视图；图14为本技术实施例中微型无人潜航器的三舵式尾部集成结构的操舵方法中上浮操作时右视图；图15为本技术实施例中微型无人潜航器的三舵式尾部集成结构的操舵方法中右转操作时尾视图；图16为本技术实施例中微型无人潜航器的三舵式尾部集成结构的操舵方法中右转操作时顶视图；图17为本技术实施例中微型无人潜航器的三舵式尾部集成结构的操舵方法中左转操作时尾视图；图18为本技术实施例中微型无人潜航器的三舵式尾部集成结构的操舵方法中左转操作时顶视图。图中：1-集成推进机构，11-推进电机，12-推进传动装置，121-电机端狗骨杯，122-传动狗骨，123-螺旋桨端狗骨杯，124-推进轴动密封组件，124a-推进轴，124b-推进轴轴套，124c-推进轴轴承，124d-推进轴动密封O型圈，13-螺旋桨，2-舵操纵机构，21-舵机，22-舵传动装置，221-舵推杆，222-舵轴动密封组件，222a-舵轴，222b-舵轴动密封O型圈，222c-舵轴曲柄，222d-舵轴套，23-舵片，231-第一舵片，232-第二舵片，233-第三舵片，3-舵机支架，4-锥型外壳。具体实施方式以下结合附图及实施例对本技术作进一步详细说明。参见图1所示，本技术实施例提供一种微型无人潜航器的三舵式尾部集成结构，包括：集成推进机构1，集成推进机构1包括依次相连的推进电机11，推进传动装置12和螺旋桨13；三套舵操纵机构2，每套舵操纵机构2包括一舵机21，一舵传动装置22和一舵片23；三套舵操纵机构2围绕推进传动装置12呈120度间隔分布，参见图3所示。参见图2所示，推进传动装置12包括依次相连的电机端狗骨杯121，传动狗骨122，螺旋桨端狗骨杯123和推进轴124a动密封组件124。参见图5所示，推进轴124a动密封组件124包括推进轴124a、套设于推进轴124a外的推进轴轴套124b、位于轴套前后两端的推进轴轴承124c以及位于推进轴轴承124c内侧的推进轴动密封O型圈124d。参见图3和4所示，舵传动装置22包括舵推杆221和舵轴222a动密封组件222。舵轴222a动密封组件222包括依次连接的舵轴222a、舵轴动密封O型圈222b和舵轴曲柄222c，以及套设于舵轴222a和舵轴动密封O型圈222b外的舵轴套222d，舵轴曲柄222c和舵推杆221铰接，舵轴222a和舵片23固定连接。尾部集成结构还包括舵机支架3，三套舵操纵机构2围绕推进传动装置12呈120度间隔分布，且固定于舵机支架3上。尾部集成结构还包括锥型外壳4，集成推进机构1，三套舵操纵机构2均设于锥型外壳4内。本技术中尾部集成结构的工作原理如下：以三所述舵片23之舵轴222a共同所在平面建立坐标系，以三舵片23之舵轴222a延长线交点为坐标原点，水平方向为X轴，垂直方向为Y轴；分别调整三所述舵片23的舵角使三舵片23在Y轴方向产生的合力矩抵消，产生X轴负方向的合力矩，该微型无人潜航器下潜；分别调整三所述舵片23的舵角使三舵片23在Y轴方向产生的合力矩抵消，产生X轴正方向的合力矩，该微型无人潜航器上浮；分别调整三所述舵片23的舵角使三舵片23在X轴方向产生的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微型无人潜航器的三舵式尾部集成结构，其特征在于，包括：集成推进机构(1)，所述集成推进机构(1)包括依次相连的推进电机(11)，推进传动装置(12)和螺旋桨(13)；舵机支架(3)；三套舵操纵机构(2)，每套所述舵操纵机构(2)包括一舵机(21)，一舵传动装置(22)和一舵片(23)；所述三套舵操纵机构(2)围绕所述推进传动装置(12)间隔分布，且固定于所述舵机支架(3)上；锥型外壳(4)，所述集成推进机构(1)、三套所述舵操纵机构(2)以及舵机支架(3)均设于所述锥型外壳(4)内。

【技术特征摘要】
1.一种微型无人潜航器的三舵式尾部集成结构，其特征在于，包括：集成推进机构(1)，所述集成推进机构(1)包括依次相连的推进电机(11)，推进传动装置(12)和螺旋桨(13)；舵机支架(3)；三套舵操纵机构(2)，每套所述舵操纵机构(2)包括一舵机(21)，一舵传动装置(22)和一舵片(23)；所述三套舵操纵机构(2)围绕所述推进传动装置(12)间隔分布，且固定于所述舵机支架(3)上；锥型外壳(4)，所述集成推进机构(1)、三套所述舵操纵机构(2)以及舵机支架(3)均设于所述锥型外壳(4)内。2.如权利要求1所述的一种微型无人潜航器的三舵式尾部集成结构，其特征在于：三套所述舵操纵机构(2)围绕所述推进传动装置(12)呈120度间隔分布。3.如权利要求1所述的一种微型无人潜航器的三舵式尾部集成结构，其特征在于：所述推进传动装置(12)包括依次相连的电机端狗骨杯(121)，传动狗骨(122)，螺旋桨端狗骨杯(123)和推进轴动密封组件(124)。4.如权利要求3所述的一种微型无人潜航器的三舵式尾部集成结构，其特征在于：所述推进轴动密封组件(124)包括推进轴(124a)、套设于推进轴(124a)外的推进轴轴套(124b)、位于轴套前后两端的推进轴轴承(124c)以及位于推进轴轴承(124c)内侧的推进轴动密封O型圈(124d)。5.如权利要求4所述的一种微型无人潜航器的三舵式尾部集成结构，其特征在于：所述舵传动装置(22)包括舵推杆(221)和舵轴动密封组件(222)。6.如权利要求5所述的一种微型无人潜航器的三舵式尾部集成结构，其特征在于：所述舵轴动密封组件(222)包括依次连接的舵轴(222a)、舵轴动密封O型圈(222b)和舵...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈杰睿，闻心怡，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一九研究所，
类型：新型
国别省市：湖北,42