一种水下滑翔机的电磁式紧急抛载装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于水下航行器相关配件技术领域，并公开了一种水下滑翔机的电磁式紧急抛载装置，其包括安装基座、不锈钢轴、铁芯、电磁绕组和铁壳，其中铁芯嵌合设置在不锈钢轴的下端内部，然后连同该不锈钢轴整体套合安装于安装基座的槽腔中，不锈钢轴的上端则通过封盖及压缩弹簧执行封装；此外，在所形成的密封空间内构成有电磁铁单元，在通电时实时高效地通过电磁感应来驱动铁芯执行上下移动，由此驱使不锈钢轴从安装基座中抽离，并使得其上的抛载块被紧急释放。通过本发明专利技术，能够综合利用直驱原理和内外部压力平衡机理，在显著减少传动环节的前提下获得恒定的抛载驱动力，同时具备无需动密封、便于操控、维护复杂性小和可靠性高等特点。

An electromagnetic emergency loading device for Underwater Gliders

The invention belongs to the technical field of underwater vehicle related accessories, and discloses an electromagnetic emergency unloading device for an underwater glider, which comprises a mounting base, a stainless steel shaft, an iron core, an electromagnetic winding and an iron shell, wherein the iron core is embedded in the lower end of the stainless steel shaft, and then assembled together with the stainless steel shaft. In the groove cavity of the mounting base, the upper end of the stainless steel shaft is encapsulated by a cover and a compression spring; in addition, an electromagnet unit is formed in the encapsulating space formed, and the iron core is driven up and down by an electromagnetic induction in real time and efficiently during power-on, thereby driving the stainless steel shaft to be removed from the mounting base, and The throwing blocks on them are released urgently. Through the invention, the direct drive principle and the internal and external pressure balance mechanism can be comprehensively utilized to obtain a constant load-unloading driving force on the premise of significantly reducing the transmission links, and at the same time, the invention has the advantages of no dynamic seal, easy operation, small maintenance complexity and high reliability.

【技术实现步骤摘要】
一种水下滑翔机的电磁式紧急抛载装置
本专利技术属于水下航行器相关配件
，更具体地，涉及一种水下滑翔机的电磁式紧急抛载装置。
技术介绍
随着海洋探测的深入，水下航行器的应用越来越广泛，目前常用的水下航行器主要有两种，一种是譬如采用螺旋桨推进的传统水下航行器，航速一般为3-5kn，但航程和航行时间均受限；另一种是近年来获得蓬勃发展的水下滑翔机，其可通过浮力与重力的比率和姿态角的变化，获得0.5kn左右的航速，并且在航程和航行时间方面均获得较大的提升。面对航洋探测的复杂环境条件，当水下滑翔机出现各类紧急状况时，通常需要配备紧急抛载装置，以便无法正常上浮时能够及时触发抛掉重物块，使得水下滑翔机正常浮出水面并等待回收，也就是说紧急抛载装置构成了水下滑翔机的关键组成部件之一，并直接影响到它的适用性和可靠性。查新检索发现，现有技术针对适用于水下滑翔机的紧急抛载装置的设计方案并不多，目前所提出的紧急抛载装置大多是使用直驱电机的形式。然而，进一步的研究表明，上述现有方案仍具备以下的缺陷或不足：首先，直驱电机的装置往往结构复杂、体积大且不能重复使用，每次使用前需要重新安装调试，因此实用性有限；其次，更重要的是，目前的各类设备均未能充分考虑内外部水压的匹配问题，一般采用动密封，同时存在后期维护复杂、传动环节过多、可靠性不足等问题。相应地，本领域亟需对此作出进一步的研究和改进，以便更好地符合现代化水下滑翔机的高精度高效率紧急抛载应用需求。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种水下滑翔机的电磁式紧急抛载装置，其中通过对该装置的整个构造布局重新进行了设计，并对多个关键组件如不锈钢轴、铁芯、安装基座等的具体结构和相互设置方式进行改进，相应能够综合利用直驱原理和内外部压力平衡机理，在显著减少传动环节的前提下获得恒定的抛载驱动力，同时具备无需动密封、便于操控、维护复杂性小和可靠性高等特点。为实现上述目的，按照本专利技术，提供了一种水下滑翔机的电磁式紧急抛载装置，其特征在于，该水下滑翔机具备由沿轴向方向依次联接的艏部荷载舱、能源舱、姿态调节舱、浮力调节舱和艉部机动舱共同组成的壳体结构，该电磁式紧急抛载装置密封安装于所述艉部机动舱内，并包括安装基座、不锈钢轴、铁芯、电磁绕组和铁壳，其中：所述安装基座呈一端开口的槽体结构，并通过第一密封槽与所述艉部机动舱实现密封连接；所述铁芯被嵌合设置在所述不锈钢轴的下端内部，然后连同该不锈钢轴整体套合安装于所述安装基座的槽腔中；所述不锈钢轴的上端则通过封盖及压缩弹簧执行相对于所述安装基座的封装；所述电磁绕组对应于所述铁芯缠绕在所述安装基座的下端位置处，所述铁壳继续包裹在它的外部；以此方式，所述铁芯、电磁绕组和铁壳三者共同构成了一个封闭的电磁铁单元，并在对此电磁绕组通电的情况下，能够实时高效地通过电磁感应来驱动所述铁芯执行上下移动，由此驱使所述不锈钢轴以恒定驱动力从所述安装基座中抽离，进而使得其上的抛载块被紧急释放。通过以上构思，不锈钢轴的设计不仅可将铁芯完全包裹以防止海水的腐蚀，而且它还能够充分借助于电磁铁单元的驱动来实现驱动力恒定的直接驱动；安装基座的设置方式则能够将电磁绕组与铁芯有效隔离起来，同时借助于内外部其他元件的相互配合，更好地起到水下承压和内外部压力平衡作用；压缩弹簧配套安装在不锈钢轴的上端，可用于在电磁绕组失电后仍保持住不锈钢轴的适当位置。以上这种电磁式抛载装置综合利用了直驱原理和内外部压力平衡机理，不仅传动环节少、可靠性高，而且整体装置无需任何的动密封环节，因而能够更为高效、精确地保障水下滑翔机之类设备的航行安全。作为进一步优选地，所述铁芯上优选加工有第二密封槽，并通过该第二密封槽与所述不锈钢轴实现密封连接。作为进一步优选地，对于所述不锈钢轴而言，优选沿着它自身的轴向方向加工有多个凹形槽，并且这些凹形槽用于在不锈钢轴发生上下移动时提供水的流通路径，由此进一步确保所述铁芯内部与外部之间的压力平衡。作为进一步优选地，上述安装基座、铁芯、不锈钢轴以及封盖等均采用模块化设计。作为进一步优选地，对于采用上述电磁式紧急抛载装置的水下滑翔机而，其优选是一种多工作模式的混合驱动型水下滑翔机，它除了包括由沿轴向方向依次联接的艏部荷载舱、能源舱、姿态调节舱、浮力调节舱和艉部机动舱共同组成的壳体结构之外，还包括固定安装在该壳体中部两侧的水平翼、固定安装在该壳体中部上方的平板天线、安装在该壳体艉部上方的垂直尾舵，其中：所述水平翼呈对称状部分，并用于对水下滑翔机提供向上的升力；所述平板天线内置多个通讯模块，并用于提供水下滑翔机的对外通讯；所述垂直尾舵包括尾舵及其驱动装置，并用于对水下滑翔机的偏航角执行调节；此外，在所述艏部荷载舱内设置有可拆卸更换的观测仪器，用于对海洋环境及其他所需信息进行采集；在所述能源舱内固定安装有电池组，用于对整个水下滑翔机提供电能；在所述姿态调节舱内安装有质心调节装置，该质心调节装置具备可沿着所述壳体轴向方向前后移动的质量包，并用于对水下滑翔机的俯仰角进行调节；在所述浮力调节舱内固定设置有浮力调节装置，并通过对浮力大小的调节来实现水下滑翔机的上浮及下潜操作；在所述艉部机动舱内固定安装有泵喷推进装置，并用于在需要时提供额外推力，由此提高水下滑翔机的航行速度。作为进一步优选地，所述浮力调节装置优选由液压回路和辅助气动回路组成，其中该液压回路包括与之相连的外油囊、油路和内油箱，并且可通过控制液压油在该外油囊与该内油箱之间的不同分布量，使得水下滑翔机的排水体积发生改变进而实现上浮或下潜；该辅助气动回路包括与之相连的外气囊，并且可通过控制导向该外气囊的排气量，辅助所述液压回路来使得水下滑翔机执行上浮或下潜。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，通过对装置整体的结构布局及其关键组件的具体设置方式作出改进和设计，相应不仅采用了电磁感应的原理来实现直驱操作，确保了整体结构更为紧凑及便于操控，而且在电磁驱动的过程中还充分考虑了装置内部与外部的水压匹配性，不再需要采用任何动密封环节，显著减少了传动环节，因而能够更为有效地保障水下滑翔机之类设备的远程航行安全，并且具备稳定性和适应性强、满足模块化需求等多个特点。附图说明图1是按照本专利技术所构建的电磁式紧急抛载装置的整体构造剖视图；图2是按照本专利技术一个优选实施例的、加工有多个凹形槽的不锈钢轴的结构示意图；图3是按照本专利技术另一优选实施例的、运用本专利技术的电磁式紧急抛载装置的水下滑翔机的整个装配示意图。在所有附图中，相同的附图标记表示相同的元件或结构，其中：30-第一密封槽40-铁壳50-第二密封槽60-螺钉70-电磁绕组80-铁芯90-安装基座100-不锈钢轴110-压缩弹簧120-封盖130-凹形槽140-水下滑翔机1-艏部载荷舱2-能源舱3-姿态调节舱4-浮力调节舱5-艉部机动舱6-观测仪器7-电池组8-质心调节装置9-浮力调节装置10-电磁式紧急抛载装置11-垂直尾舵12-泵喷推进装置13-水平翼14-平板天线具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水下滑翔机的电磁式紧急抛载装置，其特征在于，该水下滑翔机具备由沿轴向方向依次联接的艏部荷载舱(1)、能源舱(2)、姿态调节舱(3)、浮力调节舱(4)和艉部机动舱(5)共同组成的壳体结构，该电磁式紧急抛载装置密封安装于所述艉部机动舱(5)内，并包括安装基座(90)、不锈钢轴(100)、铁芯(80)、电磁绕组(70)和铁壳(40)，其中：所述安装基座(90)呈一端开口的槽体结构，并通过第一密封槽(30)与所述艉部机动舱(5)实现密封连接；所述铁芯(80)被嵌合设置在所述不锈钢轴(100)的下端内部，然后连同该不锈钢轴(100)整体套合安装于所述安装基座(90)的槽腔中；所述不锈钢轴的上端则通过封盖(120)及压缩弹簧(110)执行相对于所述安装基座(90)的封装；所述电磁绕组(70)对应于所述铁芯(80)缠绕在所述安装基座的下端位置处，所述铁壳(40)继续包裹在它的外部；以此方式，所述铁芯(80)、电磁绕组(70)和铁壳(40)三者共同构成了一个封闭的电磁铁单元，并在对此电磁绕组通电的情况下，能够实时高效地通过电磁感应来驱动所述铁芯执行上下移动，由此驱使所述不锈钢轴(100)以恒定驱动力从所述安装基座中抽离，进而使得其上的抛载块被紧急释放。...

【技术特征摘要】
1.一种水下滑翔机的电磁式紧急抛载装置，其特征在于，该水下滑翔机具备由沿轴向方向依次联接的艏部荷载舱(1)、能源舱(2)、姿态调节舱(3)、浮力调节舱(4)和艉部机动舱(5)共同组成的壳体结构，该电磁式紧急抛载装置密封安装于所述艉部机动舱(5)内，并包括安装基座(90)、不锈钢轴(100)、铁芯(80)、电磁绕组(70)和铁壳(40)，其中：所述安装基座(90)呈一端开口的槽体结构，并通过第一密封槽(30)与所述艉部机动舱(5)实现密封连接；所述铁芯(80)被嵌合设置在所述不锈钢轴(100)的下端内部，然后连同该不锈钢轴(100)整体套合安装于所述安装基座(90)的槽腔中；所述不锈钢轴的上端则通过封盖(120)及压缩弹簧(110)执行相对于所述安装基座(90)的封装；所述电磁绕组(70)对应于所述铁芯(80)缠绕在所述安装基座的下端位置处，所述铁壳(40)继续包裹在它的外部；以此方式，所述铁芯(80)、电磁绕组(70)和铁壳(40)三者共同构成了一个封闭的电磁铁单元，并在对此电磁绕组通电的情况下，能够实时高效地通过电磁感应来驱动所述铁芯执行上下移动，由此驱使所述不锈钢轴(100)以恒定驱动力从所述安装基座中抽离，进而使得其上的抛载块被紧急释放。2.如权利要求1所述的电磁式紧急抛载装置，其特征在于，所述铁芯上优选加工有第二密封槽(50)，并通过该第二密封槽与所述不锈钢轴实现密封连接。3.如权利要求1或2所述的电磁式紧急抛载装置，其特征在于，对于所述不锈钢轴(100)而言，优选沿着它自身的轴向方向加工有多个凹形槽(130)，并且这些凹形槽用于在不锈钢轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨钢，张建星，李宝仁，高隆隆，傅晓云，杜经民，雷磊，高磊，金培训，邹达明，付俊杰，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42