机动水翼装置制造方法及图纸

机动水翼设备(100)包括：具有顶面(112)和底面(114)的帆板(110)；第一水翼组件(120)；附接至第二支撑单元(131)的可枢转第二水翼(132)；以及推进系统(140)。水翼设备(100)还包括一个或多个感应单元(150)，其设置在第一支撑单元(122)上的预设位置上，以可操作地与第二水翼(132)通信，以自动产生对各种不稳定流体动力效应的校正响应，从而稳定水翼设备(100)。

Mobile hydrofoil

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】机动水翼装置
本专利技术涉及机动水翼装置，并且尤其是涉及具有多个致动单元的机动水翼装置，以产生自动的校正运动(correctivemovement)，从而增加其稳定性。
技术介绍
近年来，个人水上船只(PWC)载具，包括水翼装置，已深受大众喜爱。通常，PWC允许一个、两个或多个驾驶者坐、跪、或站在船只上，且驾驶穿过水体表面。PWC的普及还由于这样的考虑：PWC比传统的机动船便宜；通过小型拖车可较为容易地在陆地上运输；且PWC的存储和维护通常比全尺寸机动船简单。水翼附加至帆板，以实现提速或改进操纵特性，或兼而实现该二者。更高的速度基本是免费获得，因为在比规划船体(planninghull)低得多的拖拽力下操作时，淹没于水中的水翼可以容易地提供足够的升力。水翼帆板设计中的问题在于提供对大量不稳定流体动力效应的快速自动校正响应，从而使驾船者能够控制船只。琼斯(Jones)的美国专利No.4,517,912公开了用于双体船的水翼的控制装置，其旨在通过较小型感应翼的浸没深度来控制主翼的姿势，从而使得主翼的深度以及船只自身的高度保持恒定。琼斯表明，基于对不正确平衡深度预期(incorrectequilibriumdepthexpectation)的分析，其感应翼应该在水面以下的较小深度行进。然而，琼斯并未教导或公开与如何自动产生对大量不稳定流体动力效应的校正响应以使得驾船者能够控制水翼相关的任何(技术)。肖梅特(Chaumette)的美国专利No.4,579,076公开了一种与琼斯相似的机构，其用于独立水翼元件的自动高度校准。在二种装置中，由于在感应翼与由其控制的翼之间的水平距离都较短，因此控制趋于不平顺。这种不平顺在波浪中将尤为严重。因此，需要一种新式且改进的具有自动稳定控制的机动水翼装置，以产生对各种不稳定流体动力效应的校正响应，从而增加水翼装置的稳定性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种机动水翼装置，其自动产生对各种不稳定流体动力效应的校正响应，以稳定水翼装置。本专利技术的另一个目的是提供一种具有一个或多个感应单元的机动水翼装置，从而与多个可移动的致动单元可操作地通信，以产生针对各种不稳定流体动力效应的校正运动。本专利技术的另一个目的是一种机动水翼装置，其具有用于闭环姿态控制(close-loopattitudecontrol)的惯性测量单元(IMU)。在一个方面，水翼装置可包括：具有顶面和底面的帆板；具有第一水翼和第一支撑单元的第一水翼组件；具有第二支撑单元和第二水翼的第二水翼组件；和推进系统。在一个实施例中，第一支撑单元的一端附接至帆板底面的预设位置，预设位置位于帆板的中心部分和后端之间；且第一支撑单元的另一端附接至靠近第一水翼的中心部分。此外，第二支撑单元从第一水翼的前端朝向帆板的前端延伸，且连接至靠近帆板前端的第二水翼。推进系统构造为向水翼装置提供动力。在一个实施例中，推进系统设置在如下讨论的第一致动单元之间。在另一个实施例中，水翼装置可包括一个或多个感应单元，其设置在第一水翼组件的第一支撑单元的预设位置上。在示范性实施例中，第一水翼组件具有一对第一致动单元，其铰接地位于第一水翼两侧的后缘(trailingedge)上。与飞机的每一个机翼上的副翼(ailerons)控制飞机翻滚运动(即绕飞机纵轴运动)相似，第一水翼组件的第一致动单元构造为使得水翼装置绕其纵轴或翻滚轴稳定。第一致动单元可通过控制单元与感应单元可操作地通信，从而当感应单元检测到水翼装置绕其纵轴(产生)偏转时，偏转信号将被传输至控制单元，其中该控制单元构造为控制第一致动单元的运动以校正该偏转。例如，当感应单元检测到可导致水翼装置以逆时针方向旋转的偏转时，偏转信号可被传输至控制单元，其中该控制单元构造为触发第一致动单元，以产生适当的校正运动从而稳定该水翼装置。更具体而言，当控制单元接收到来自感应单元关于偏转的偏转信号时，控制单元触发第一致动单元中的一个向上运动，同时触发第一致动单元中的另一个向下运动，以产生具有校正运动的校正的顺时针扭矩，从而消除由于逆时针方向的偏转而产生的影响，进而进一步稳定水翼。同样地，当感应单元检测到可导致水翼装置以顺时针方向翻滚的偏转时，另一个偏转信号可被传输至控制单元，以触发第一致动单元，从而产生适当的校正运动以稳定水翼装置。更具体而言，当控制单元接收到来自感应单元关于偏转的偏转信号时，触发致动单元中的一个向下运动，同时致动单元向上运动，以产生具有校正运动的校正的逆时针扭矩，从而消除由于顺时针方向的偏转而产生的影响，进而进一步稳定水翼。除了第一水翼组件，第二水翼组件也可产生校正运动，以消除水翼装置绕其横轴的偏转。与铰接地位于水平尾翼(tailplane)两侧的升降舵控制飞机的俯仰(即当其通过增加或减少攻角而使得机头向上倾斜或向下倾斜时，增加或减少由机翼产生的升力)相似，第二水翼组件的第二致动单元构造为绕其横轴或俯仰轴稳定水翼装置。在另一个实施例中，第二致动单元也可与感应单元可操作地通信，因此当感应单元检测到水翼装置绕其横轴的偏转时，偏转信号将首先被传输至控制单元，然后将触发第二致动单元，以校正偏转。例如，当感应单元检测到可导致水翼装置从其前端上仰的偏转时，偏转信号可被传输至控制单元，以触发第二致动单元，从而产生适当的校正运动以稳定水翼装置。更具体而言，当控制单元接收到来自感应单元关于偏转的偏转信号时，触发两个第二致动单元都向上运动，以产生具有校正运动的校正扭矩，从而消除偏转的影响，进而进一步稳定水翼。同样地，当感应单元检测到可导致水翼装置从其前端下俯的偏转时，另一个偏转信号可被传输至控制单元以触发第二致动单元，从而产生适当的校正运动以稳定水翼装置。更具体而言，控制单元触发两个第二致动单元都向下运动，以产生伴随校正运动的校正扭矩，从而消除由顺时针方向的偏转而产生的影响，进而进一步稳定水翼。水翼装置在其预设位置处可包括惯性测量单元(IMU)。应注意的是通常将IMU与使用原始IMU测量方法(rawIMUmeasurements)的惯性导航系统合并使用，以计算相对于全球参考系(globalreferenceframe)的姿势、角速率、线速度和位置。在一个实施例中，用户可站在帆板的顶面通过移动他/她自身的重心(CG)来控制水翼装置。更具体而言，水翼装置可包括一个或多个感应装置，用以检测用户的重心或其改变，从而使用户能够通过驾驶、加速和制动来控制水翼。在另一个实施例中，水翼的控制可通过用户手中的手持装置完成。在一个实施例中，用户可站在帆板的顶面通过移动他/她自身的重心(CG)来控制水翼装置。更具体而言，水翼装置可包括一个或多个感应装置，用以检测用户的重心或其改变，从而能够使用户通过驾驶、加速和制动来控制水翼。在另一个实施例中，水翼的控制可通过用户手中的手持装置完成。在另一个实施例中，用户可坐在帆板上来控制水翼装置。附图说明图1是本专利技术中机动水翼装置的一方面的示意图。图2示出产生校正运动C1以消除偏本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机动水翼设备，包括：/n帆板，所述帆板具有顶面和底面；/n第一水翼组件，所述第一水翼组件连接至所述帆板，所述组件具有：第一水翼、将所述帆板联接至所述第一水翼的第一支撑单元、以及经由第二支撑单元铰接地连接至所述第一水翼的第二水翼；/n推进系统，所述推进系统连接至所述帆板，以向所述水翼设备提供动力；/n感应单元，所述感应单元检测所述水翼设备的偏转运动；以及/n控制单元，所述控制单元控制所述第二水翼，以产生增加所述水翼设备稳定性的校正运动。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171108 US 15/807,5091.一种机动水翼设备，包括：
帆板，所述帆板具有顶面和底面；
第一水翼组件，所述第一水翼组件连接至所述帆板，所述组件具有：第一水翼、将所述帆板联接至所述第一水翼的第一支撑单元、以及经由第二支撑单元铰接地连接至所述第一水翼的第二水翼；
推进系统，所述推进系统连接至所述帆板，以向所述水翼设备提供动力；
感应单元，所述感应单元检测所述水翼设备的偏转运动；以及
控制单元，所述控制单元控制所述第二水翼，以产生增加所述水翼设备稳定性的校正运动。


2.如权利要求1所述的机动水翼设备，其中当所述感应单元检测到可导致所述水翼设备以向前或向后的方式倾斜的倾斜偏转运动时，所述控制单元构造为通过触发所述第二水翼响应于所述倾斜偏转运动，从而产生适当的校正枢转运动以稳定所述水翼设备。


3.如权利要求2所述的机动水翼设备，其中所述第二支撑单元从所述第一水翼的前端延伸，且所述第二水翼设置在所述第一水翼的前方。


4.如权利要求3所述的机动水翼设备，其中整个所述第二水翼相对于所述第二支撑单元枢转。


5.如权利要求4所述的机动水翼设备，其中所述第二水翼不具有副翼且不具有襟翼...

【专利技术属性】
技术研发人员：田瑜，
申请(专利权)人：优机国际有限公司，
类型：发明
国别省市：中国香港;81