一种水下滑翔机保型搭载的整流减阻机构制造技术

本发明专利技术一种水下滑翔机保型搭载的整流减阻机构，属于水下滑翔机对AUV的保形搭载的技术领域；包括可动保形架和SMA变形柔性条带；所述可动保形架为环形结构，沿周向安装于水下滑翔机的AUV舱口处，通过外扩和收敛实现舱口的打开和关闭；所述SMA变形柔性条带沿周向安装于可动保形架内侧的边缘处，包括U形SMA片、聚氨酯弹性支承片和柔性橡胶条；U形SMA片固定于聚氨酯弹性支承片上，组成弹性运动组件；多组弹性运动组件分别插入柔性橡胶条的内侧，装有弹性运动组件的柔性橡胶条固定于可动保形架内侧。通过SMA变形柔性条带和可动保形架的配合，在航行时封闭水下滑翔机与搭载AUV之间的冗余间隙，形成平滑过渡壁面，实现抑制紊流生成，减小阻力，提升保形效果。提升保形效果。提升保形效果。

【技术实现步骤摘要】
一种水下滑翔机保型搭载的整流减阻机构


[0001]本专利技术属于水下滑翔机对AUV的保形搭载的
，具体涉及一种水下滑翔机保型搭载的整流减阻机构。

技术介绍

[0002]随着海洋资源开发和利用的深入，越来越多的水下航行器(Underwater Autonomous Vehicle，AUV)被应用到海洋探测和开发中去。但AUV所携带的能源有限，故利用水下滑翔机携带AUV到达预定海域后，再释放AUV执行任务，可大大提高AUV的续航能力与滞留时间。
[0003]水下AUV搭载方法一般有外挂搭载、坞舱搭载、保形搭载等形式，其中保形搭载结构简单，所需空间较小，且对水下滑翔机水动力性能影响较小，因此保形搭载方式最适用于水下滑翔机搭载AUV。现有的保形搭载技术为了使AUV在收放过程中不与水下滑翔机发生干涉，AUV与水下滑翔机之间存在一定的冗余空隙；然而在航行时，暴露在外的冗余空隙，以及水下滑翔机与AUV之间不光滑的表面，会导致紊流的产生，增加水下滑翔机的航行阻力，影响保形搭载的效果。
[0004]形状记忆合金(shape memory alloys，SMA)是通过热弹性与马氏体相变及其逆变而具有形状记忆效应的由两种以上金属元素所构成的材料。在不同的温度下，由SMA制成的物体可以展现出完全不同的外形。
[0005]基于此，提出一种水下滑翔机保形搭载的整流减阻机构。在水下滑翔机平时搭载AUV时，保形架关闭，插有SMA的柔性条带紧密贴附在AUV与水下滑翔机的壁面，从而封闭水下滑翔机与AUV之间的间隙，并为水下滑翔机与AUV之间提供一个平滑过度壁面，从而提升整流减阻的效果；当需要收放AUV时，保形架打开，柔性条带因SMA变形而变形，冗余空隙不再被封闭，使AUV可以安全收放。

技术实现思路

[0006]要解决的技术问题：
[0007]为了避免现有技术的不足之处，本专利技术提供一种水下滑翔机保型搭载的整流减阻机构，通过SMA变形柔性条带和可动保形架的配合安装，解决了上述现有技术存在的问题，降低水下滑翔机保形搭载AUV的阻力，提高保形搭载的效果。
[0008]本专利技术的技术方案是：一种水下滑翔机保型搭载的整流减阻机构，所述整流减阻机构安装于水下滑翔机的AUV舱口，包括可动保形架和SMA变形柔性条带；
[0009]所述可动保形架为环形结构，沿周向安装于水下滑翔机的AUV舱口处，通过外扩和收敛实现舱口的打开和关闭；
[0010]所述SMA变形柔性条带沿周向安装于可动保形架内侧的边缘处；包括U形SMA片、聚氨酯弹性支承片和柔性橡胶条；所述U形SMA片固定于聚氨酯弹性支承片上，组成弹性运动组件；多组弹性运动组件分别插入柔性橡胶条的内侧，装有弹性运动组件的柔性橡胶条固
定于可动保形架内侧；
[0011]当水下滑翔机保型搭载AUV航行时，可动保形架关闭，U形SMA片未通电，柔性橡胶条在聚氨酯弹性片的弹性作用下，紧密地贴附在AUV的下表面，封闭水下滑翔机与AUV之间的冗余空隙并形成一个平滑过渡壁面；当需要收放AUV时，U形SMA片通电升温，产生拉力，拉动柔性橡胶条脱离与AUV的接触，同时可动保形架打开，为AUV的进出让出空间。
[0012]本专利技术的进一步技术方案是：所述可动保形架包括沿周向设置的多个保形架单元；所述保形架单元包括保形架、曲柄、导向可动铰和导轨，所述保形架的内侧通过曲柄与水下滑翔机AUV舱内壁铰接，外侧通过导向可动铰与导轨铰接；所述导轨设置于AUV舱外的水下滑翔机壳体上，并与曲柄的铰接位置相对；驱动曲柄转动，同时带动保形架在导向可动铰的导向作用下沿导轨方向运动，实现可动保形架的开合。
[0013]本专利技术的进一步技术方案是：所述保形架为条形板结构，周向设置的四个保形架单元的保形架分别安装于水下滑翔机AUV舱口的四个边，构成矩形入口。
[0014]本专利技术的进一步技术方案是：所述保形架单元包括两个曲柄和两个导向可动铰，分别对称安装于保形架的两端；所述曲柄的铰接端位于水下滑翔机AUV舱内壁的竖直凹槽内，固定端固定于保形架内侧边缘；所述导向可动铰的铰接端位于导轨内，固定端固定于保形架外侧边缘；所述导轨位于水下滑翔机AUV舱内壁的竖直凹槽正下方，与保形架的长边垂直。
[0015]本专利技术的进一步技术方案是：所述导向可动铰中间为直杆，其两端分别为铰接端和固定端；所述铰接端为圆柱状滑块，滑块的中心轴垂直于导向可动铰的直杆，其两端与导轨的两侧滑道间隙配合，能够沿导轨做直线运动。
[0016]本专利技术的进一步技术方案是：所述保形架内侧设置有凹槽，将安装有弹性运动组件的柔性橡胶条一侧插入保形架的凹槽，再通过紧固件固定。
[0017]本专利技术的进一步技术方案是：所述U形SMA片的上下板面之间为中空结构，用于插装聚氨酯弹性支承片。
[0018]本专利技术的进一步技术方案是：所述聚氨酯弹性支承片的端面外缘处设置有多个凸起，与U形SMA片上的通孔相对设置；将聚氨酯弹性支承片插入U形SMA片后，通过凸起与通孔的配合实现两者的固定。
[0019]本专利技术的进一步技术方案是：所述聚氨酯弹性支承片位于U形SMA片的缺口位置开有通孔，将弹性运动组件装入柔性橡胶条后，紧固件穿过聚氨酯弹性支承片的通孔将弹性运动组件和柔性橡胶条固定于保形架内侧。
[0020]本专利技术的进一步技术方案是：多个所述弹性运动组件沿柔性橡胶条的长度方向均布。
[0021]有益效果
[0022]本专利技术的有益效果在于：本专利技术的水下滑翔机保形搭载的整流减阻机构，提供了一种用于水下滑翔机保形搭载AUV的整流减阻优化方案。通过SMA变形柔性条带和可动保形架在航行时封闭水下滑翔机与其所搭载的AUV之间的冗余间隙，并形成一个平滑过渡壁面，实现抑制紊流生成，减小阻力，提升保形效果。
附图说明
[0023]图1为本整流减阻机构效果比较示意图。
[0024]图2为弹性运动组件外观示意图。
[0025]图3为SMA变形柔性条带部件外观示意图。
[0026]图4为SMA变形柔性条带部件的安装示意图。
[0027]图5为可动保形架部件下部示意图。
[0028]图6为可动保形架部件上部示意图。
[0029]图7为整流减阻机构(去除水下滑翔机)示意图。
[0030]图8为AUV示意图。
[0031]图9为水下滑翔机搭载AUV示意图。
[0032]图10为水下滑翔机释放AUV示意图。
[0033]附图标记说明：1
‑
柔性橡胶条；2
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弹性运动组件；3
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聚氨酯弹性支承片；4
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U形SMA片；5
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保形架；6
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导轨；7
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曲柄；8
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水下滑翔机外壳；9
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导向可动铰；10
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水下滑翔机AUV舱；11
‑
SMA变形柔性条带；12
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水下滑翔机保型搭载的整流减阻机构，其特征在于：所述整流减阻机构安装于水下滑翔机的AUV舱口，包括可动保形架和SMA变形柔性条带；所述可动保形架为环形结构，沿周向安装于水下滑翔机的AUV舱口处，通过外扩和收敛实现舱口的打开和关闭；所述SMA变形柔性条带沿周向安装于可动保形架内侧的边缘处；包括U形SMA片、聚氨酯弹性支承片和柔性橡胶条；所述U形SMA片固定于聚氨酯弹性支承片上，组成弹性运动组件；多组弹性运动组件分别插入柔性橡胶条的内侧，装有弹性运动组件的柔性橡胶条固定于可动保形架内侧；当水下滑翔机保型搭载AUV航行时，可动保形架关闭，U形SMA片未通电，柔性橡胶条在聚氨酯弹性片的弹性作用下，紧密地贴附在AUV的下表面，封闭水下滑翔机与AUV之间的冗余空隙并形成一个平滑过渡壁面；当需要收放AUV时，U形SMA片通电升温，产生拉力，拉动柔性橡胶条脱离与AUV的接触，同时可动保形架打开，为AUV的进出让出空间。2.根据权利要求1所述水下滑翔机保型搭载的整流减阻机构，其特征在于：所述可动保形架包括沿周向设置的多个保形架单元；所述保形架单元包括保形架、曲柄、导向可动铰和导轨，所述保形架的内侧通过曲柄与水下滑翔机AUV舱内壁铰接，外侧通过导向可动铰与导轨铰接；所述导轨设置于AUV舱外的水下滑翔机壳体上，并与曲柄的铰接位置相对；驱动曲柄转动，同时带动保形架在导向可动铰的导向作用下沿导轨方向运动，实现可动保形架的开合。3.根据权利要求2所述水下滑翔机保型搭载的整流减阻机构，其特征在于：所述保形架为条形板结构，周向设置的四个保形架单元的保形架分别安装于水下滑翔机AUV舱口的四个边，构成矩形入口。4.根据权利要求2或3所述水下滑翔机保型搭载的整...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜晓旭，郭鋆，潘光，宋保维，高剑，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：