一种新型可下潜无人航行器制造技术

本实用新型专利技术属于海洋无人运载器技术领域，公开了一种新型可下潜无人航行器，包括中空的下舱体和设置在下舱体上的盖板，下舱体内设有气、液两种压载方式的浮力调节模块，盖板上设置有桅杆，桅杆上连接有可折叠的风帆，风帆包括主帆板，主帆板一侧连接有阻力板，主帆板与桅杆同向设置，主帆板和桅杆均与盖板转动连接；本实用新型专利技术提出的新型无人航行器拥有多达四种航态，相较现有的两航态无人航行器，本实用新型专利技术适用的应用场景更多，操作性能和续航能力更强。力更强。力更强。

【技术实现步骤摘要】
一种新型可下潜无人航行器


[0001]本技术涉及海洋无人运载器
，具体涉及一种新型可下潜无人航行器。

技术介绍

[0002]随着人类对海洋探索的深入，作为能够替代人类进行危险场景作业的海洋无人航行器有着广阔的应用前景；但是传统的海洋无人航行器有着功能性单一，续航能力有限的缺点，因此，具有多航态的海洋无人航行器越来越受到重视。
[0003]然而，现有的多航态无人航行器有着如下缺点：
[0004]第一：应用场景单一；现有的多航态无人航行器多为水面波浪艇和水下滑翔机这两种航态。水面波浪艇只能够利用海洋环境中的风、浪、流等进行运动，水下滑翔机通过改变自身的浮力进行锯齿形运动；上述两种航态的巡航速度都较低，只能运用于水文观测等低机动性任务，对于动态目标跟踪等对机动性要求高的任务无能为力。
[0005]第二：生存能力弱；现有的多航态无人航行器不额外配备动力装置，因此其不能够及时的规避外部目标的威胁，不能够及时驶离危险区域。
[0006]因此，急需要一种海洋无人运载器，其既有长时间水面、水下多应用场景工作的能力又能够具有较强的生存能力。

技术实现思路

[0007]为解决现有技术中存在的问题，本技术提供了一种新型可下潜无人航行器，该无人航行器既有长时间水面、水下多应用场景工作的能力又能够具有较强的生存能力和续航能力。
[0008]为实现上述目的，本技术的技术方案为：
[0009]一种新型可下潜无人航行器，包括中空的下舱体和设置在下舱体上的盖板，下舱体内设有浮力调节模块、控制模块、能源模块，下舱体底部设有动力执行模块，盖板上设有传感器模块和导航通信模块，还设有与能源模块连接的太阳能板，还设有可绕其中轴线旋转的桅杆；盖板上转动连接有可折叠的风帆；风帆包括与桅杆固定设置的主帆板，主帆板一侧转动连接有阻力板，主帆板与桅杆方向一致；主帆板和桅杆均与盖板转动连接，主帆板和桅杆可绕盖板在竖直面内转动。
[0010]进一步地，主帆板通过联动装置与盖板在竖直面内转动连接；主帆板与阻力板通过带传动装置连接，阻力板沿带传动装置向主帆板上旋转折叠，折叠后的阻力板和主帆板的板面贴合。
[0011]进一步地，带传动装置包括连接板，连接板两端均通过传动轴转动连接有支架，两个支架分别固定在主帆板和阻力板上，两个传动轴分别固定在支架上，两个传动轴通过带传动连接。
[0012]进一步地，联动装置包括机壳，机壳为中空的四方体的箱体结构，机壳通过翻转机
构与盖板在竖直面内转动连接，机壳内还设有控制桅杆绕其轴线旋转的旋转机构。
[0013]进一步地，旋转机构为与桅杆同轴设置的旋转轴，旋转轴伸出机壳与桅杆固定连接，旋转轴连接有旋转电机，旋转电机设置在机壳内。
[0014]进一步地，浮力调节模块包括一套靠近航行器艏部设置的气体压载装置和两套靠近航行器艉部设置的液体压载装置，两套液体压载装置对称设置在无人航行器长度方向的中线两侧。
[0015]进一步地，气体压载装置包括带有气泵的蓄气罐和气囊，蓄气罐和气囊通过软管连接，气泵可以将蓄气罐中的浮升气体充入气囊，也可将气囊中的浮升气体压缩进蓄气罐中；液体压载装置包括蓄水罐和压载泵，蓄水罐和压载泵通过软管连接，压载泵的进出水管穿过舱体与外部连通，可以通过压载泵向蓄水罐中注水或排水。
[0016]进一步地，桅杆上套设有过渡带轮，过渡带轮包括圆筒形的套筒，套筒两端均设有带轮，其中一个带轮连接有调节电机，调节电机设置在联动装置的机壳内，另一个带轮与带传动装置连接。
[0017]进一步地，盖板上沿无人航行器长度方向设置有凹槽，凹槽在航行器艏端为盲端，在航行器艉端为开口端，风帆设置在凹槽内。
[0018]与现有技术相比，本技术的有益效果为：
[0019]（1）较现有的双航态海洋无人运载器，本装置设置了可折叠的风帆，设计了带传动装置和联动装置来折叠和展开风帆，无人航行器内还设置了浮力调节模块来调节无人航行器的重心，航行器艉部还设置有推进器，有更强的机动能力，在复杂的环境下可快速切换多种航行模式，有效提高了无人航行器的生存能力和续航能力。
[0020]在水面工作时可以利用风力驱动无人航行器运动；通过联动装置的翻转轴将风帆展开至竖直状态，然后通过旋转轴调节主帆板的旋转角度，通过带传动装置调整阻力板与主帆板之间的夹角，可以有效增大风帆与风的接触面积，通过风即可驱动装置在水面运动，可以有效提高装置的续航能力，具有水面帆板船的功能。
[0021]在海况较恶劣时进行快速及时的进行规避时，通过带传动装置旋转收起阻力板，通过翻转轴将风帆折叠至航行器体中心线附近，然后通过浮力调节模块将无人航行器下潜直至桅杆顶端露出水面，而且此时无人航行器在水下的深度较浅，在天气较好时可以通过太阳能板对无人航行器进行充电，有效提高了装置在恶劣海况下的生存能力和续航能力，具有半潜式无人航行器的功能。
[0022]在遇到危险情况需要紧急下潜进行躲避时，带传动装置和联动装置迅速将风帆折叠进盖板上的凹槽内，使风帆更加稳固，降低水下航行的阻力，达到更好的在水中运动的效果；通过调节浮力调节装置调节无人航行器的重心，配合推推进器使无人航行器以一定角度快速下潜，到达一定深度后调节重心至平衡状态，无人航行器艉部的推进器推动无人航行器快速驶离危险区域，提高了复杂环境下的生存能力，具有水下自治机器人功能。
[0023]当无人航行器需在水下运行但动力不足时，可以通过浮力调节模块调整无人航行器的重心使无人航行器获得一定的俯仰角，无人航行器在浮力的作用下开始以一定的角度上升或下降，通过间歇性的调整重心位置，无人航行器在重力和浮力的作用下可沿锯齿形的路径向前运动，能耗更小，续航能力更长，且可以躲避外部危险目标，不易被侦查和捕获，具有水下滑翔机功能。
[0024]（2）风帆的主帆板和阻力板之间设有角度调节装置，角度调节装置通过带传动进行驱动，可以实现调整阻力板绕主帆板边缘旋转角度的目的，从而有效增大风帆与风的接触面积，调整风向与风帆的角度，将风力的利用达到最大化；而且，以带传动的方式进行驱动，能够有效降低阻力板过载对装置产生的损害，提高装置的稳定性和耐用性。
[0025]（3）联动装置可驱动风帆展开或折叠进盖板上的凹槽内，亦可驱动风帆自转和驱动阻力板绕主帆板旋转，通过电机控制旋转的角度更加准确。
[0026]（4）无人航行器靠近艏部设置有气体压载装置，通过向气囊内充入浮升气体或将气体压缩进蓄气罐来调节无人航行器的重心；无人航行器靠近艉部设置有液体压载装置，液体压载装置通过向蓄水罐内加注或排除液体来调节无人航行器的重心；气体压载装置和液体压载装置的混合使用，能够有效提高装置重心调节的稳定性，调节时更加方便便捷。
[0027]（5）本技术所提出的新型可下潜无人航行器能够实现超长航时的作业；对于普通海洋无人运载器来说，其动力来源方式单一，多为电池或燃油，在能源耗尽之前必须返航，因此续航时间较短；本技术涉及的无本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型可下潜无人航行器，包括中空的下舱体和设置在下舱体上的盖板，下舱体内设有浮力调节模块，盖板上设置有桅杆，其特征在于，所述桅杆上连接有可折叠的风帆，所述风帆包括与桅杆相连接的主帆板，主帆板一侧连接有阻力板；所述主帆板与桅杆方向一致；所述主帆板和桅杆均与盖板转动连接。2.根据权利要求1所述的新型可下潜无人航行器，其特征在于，所述主帆板通过联动装置与盖板转动连接；所述主帆板与阻力板通过带传动装置连接，阻力板沿带传动装置向主帆板上旋转折叠。3.根据权利要求2所述的新型可下潜无人航行器，其特征在于，所述带传动装置包括连接板，连接板两端均通过传动轴转动连接有支架，两个支架分别固定在主帆板和阻力板上，两个传动轴通过带传动连接。4.根据权利要求3所述的新型可下潜无人航行器，其特征在于，所述联动装置包括机壳，机壳通过翻转机构与盖板在竖直面内转动连接，机壳内还设有控制桅杆绕其轴线旋转的旋转机构。5.根据权利要求4所述的新型可下潜无人航行器，其特征在于，所述翻转机构为沿无人航行器宽度...

【专利技术属性】
技术研发人员：王曰英，周卫祥，吴乃龙，路楠，成敏，
申请(专利权)人：王曰英，
类型：新型
国别省市：