一种可驻底的水下潜航器及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种可驻底的水下潜航器及其控制方法，涉及水下舰艇技术领域。所述水下潜航器包括潜航器本体、可折叠翼机构、姿态调节装置、尾部推进器、应急抛载系统、电池以及控制模块，所述可折叠翼机构分别与电池以及控制模块连接，所述可折叠翼机构包括可折叠翼与收放机构，所述可折叠翼包括支撑足、辅助推进器以及若干翼板，相邻的所述翼板之间相互铰接并形成若干折痕，所述收放机构通过若干铰接杆与所述可折叠翼的折痕铰接，可使得所述可折叠翼沿折痕朝所述潜航器本体的艏部方向折叠来进行驻底。本发明专利技术通过将可折叠翼朝艏部方向折叠来进行驻底，防止潜航器在海底暗流的作用下发生翻滚，并利用支撑足提高稳定性，避免潜航器倾覆或沉陷。倾覆或沉陷。倾覆或沉陷。

【技术实现步骤摘要】
一种可驻底的水下潜航器及其控制方法


[0001]本专利技术涉及水下舰艇
，尤其涉及一种可驻底的水下潜航器及其控制方法。

技术介绍

[0002]海洋自古以来就与人类的生产、生活以及均是活动密切相关，海底蕴藏着丰富的油气资源和各种稀有矿产，众多的自然灾害，如台风、海啸、地震等都发源于海洋和海底，同时海洋也是人类军事活动的主要战场之一。
[0003]按照观测的维度，海洋观测平台可以分为海气界面观测平台、剖面观测平台以及海底观测平台，其中海底观测平台主要包括以AUV为代表的潜航器系统和深海着陆器。但AUV的能源问题成为了限制其长期使用的重大障碍，深海着陆器不具备可操纵性且观测范围有限。并且目前的潜航器驻留在海底时，由于受到海底暗流作用，潜航器容易偏离位置，甚至导致潜航器在海底翻滚损坏潜航器表面所搭载的各种器件，使得潜航器无法稳定驻留在海底，无法对海底进行长时序观测。

技术实现思路

[0004]针对上述潜航器在海底暗流的作用下容易翻滚，发生位置偏移，导致无法稳定驻留在海底进行长时序观测的问题，本专利技术提供了一种可驻底的水下潜航器及其控制方法。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种可驻底的水下潜航器，包括潜航器本体、姿态调节装置、尾部推进器、应急抛载系统、电池以及控制模块，所述控制模块分别与所述姿态调节装置、尾部推进器以及应急抛载系统连接，所述电池与各部连接进行供电，所述潜航器本体后部具有若干尾翼。还包括可折叠翼机构，所述可折叠翼机构分别与电池以及控制模块连接，所述可折叠翼机构包括可折叠翼与收放机构，所述可折叠翼包括支撑足、辅助推进器以及若干翼板，各所述翼板上固定有太阳能板，相邻的所述翼板之间相互铰接并形成若干折痕，所述收放机构包括移动部与推动部，所述移动部通过若干铰接杆与所述可折叠翼的折痕铰接，所述推动部与移动部连接，并可带动所述移动部，使得所述可折叠翼沿折痕，朝所述潜航器本体的艏部方向折叠来进行驻底。
[0006]进一步地，所述可折叠翼机构呈伞状，各所述折痕包括第一折痕与第二折痕，所述第一折痕与第二折痕间隔设置。
[0007]进一步地，所述收放机构设置在位于所述潜航器本体前部的收放舱内，所述移动部呈环状，所述推动部为液压缸，所述液压缸的端部与所述移动部可动连接，带动所述移动部沿所述收放舱进行移动。
[0008]进一步地，所述移动部具有若干铰接槽，各所述铰接杆的内侧端部设置有呈圆柱状的铰接部，所述铰接部相适配设置在所述铰接槽内，并与所述铰接槽的左右两侧铰接。
[0009]进一步地，各所述铰接槽呈U型，均匀设置在所述移动部的外部。
[0010]进一步地，所述收放舱设置有可与所述铰接杆相适配的若干滑槽，各所述铰接杆
的中部与所述滑槽铰接，外侧穿出所述滑槽与所述第一折痕铰接，各所述翼板中位于所述第一折痕两侧与第二折痕两侧的折叠方向相反。
[0011]进一步地，所述支撑足固定于各所述翼板中邻近所述第二折痕的位置处，所述辅助推进器设置在各所述翼板的外部。
[0012]一种可驻底的水下潜航器的控制方法，应用于如上述可驻底的水下潜航器，所述姿态调节装置包括俯仰姿态调节机构、横滚姿态调节机构以及浮力驱动调节机构，其特征在于，包括以下步骤：S1：所述潜航器在下潜驻底时，所述控制模块通过所述浮力驱动调节机构将外油囊中的液压油泵回到内油囊内，变为负浮力状态，同时所述俯仰姿态调节机构移动配重块，调整重心上移，使所述潜航器的艏部下俯，所述可折叠翼机构通过所述推动部使得所述可折叠翼沿折痕，朝所述潜航器本体的艉部方向进行折叠，调整所述可折叠翼与潜航器本体之间的夹角变为最小，减少阻力进行快速下潜；S2：所述潜航器将要着陆时，通过声呐探测仪搜寻海底的平坦表面，所述可折叠翼机构将所述可折叠翼沿折痕伸展开进行减速，随后所述可折叠翼沿折痕朝所述潜航器本体的艏部方向进行折叠，调整为半开合状态，同时所述控制模块控制所述尾部推进器与辅助推进器同时转动，提供向上的推进力进行着陆缓冲；S3：所述潜航器驻底时，通过所述可折叠翼机构上的若干所述支撑足支撑在海底表面，并利用所述潜航器本体外侧所搭载的若干传感器对海底进行数据采集；S4：当所述潜航器需要进行能源补充与信息传递时，所述控制模块通过所述浮力驱动调节机构将内油囊中的液压油泵入到外油囊内，变为正浮力状态，所述可折叠翼机构使得所述可折叠翼沿折痕朝所述潜航器本体的艉部方向进行折叠，调整所述可折叠翼与潜航器本体之间的夹角变为最小，同时所述俯仰姿态调节机构移动配重块，调整重心下移，使所述潜航器的艏部上仰进行上浮；S5：所述潜航器上浮至水面时，所述控制模块通过所述收放机构调整所述可折叠翼伸展成展开状态，进行数据传输并通过所述太阳能板补充能量。
[0013]进一步地，S4中所述潜航器在上浮时，所述控制模块控制所述尾部推进器与辅助推进器同时启动提供推进力。
[0014]本专利技术的有益效果是：本专利技术通过将可折叠翼朝潜航器本体的艏部方向折叠来进行驻底，同时调整潜航器的重心与浮力，防止潜航器在海底暗流的作用下发生翻滚。潜航器通过可折叠翼的支撑足来提高在海底进行驻底时的稳定程度，防止潜航器发生倾覆或沉陷的问题，延长驻底时间，利用所搭载的传感器对海底进行长时序观测。
附图说明
[0015]图1所示为本专利技术一种实施方式的结构原理示意图。
[0016]图2所示为图1的一侧视图。
[0017]图3所示为潜航器驻底状态示意图。
[0018]图4所示为可折叠翼机构的结构示意图。
[0019]图5所示为移动部的机构示意图。
[0020]图6所示为可驻底的潜航器控制方法的示意图。
[0021]附图标记说明：1、潜航器本体；2、收放舱；201、滑槽；3、尾翼；4、尾部推进器；5、可折叠翼机构；501、翼板；502、移动部；503、铰接杆；504、第一折痕；505、第二折痕；6、支撑足；7、辅助推进器。
具体实施方式
[0022]本专利技术公开了一种可驻底的水下潜航器及其控制方法，以下结合附图对本专利技术的一种实施方式作具体描述。
[0023]结合图1和图2所示，一种可驻底的水下潜航器包括潜航器本体1、姿态调节装置、尾部推进器4、应急抛载系统、电池以及控制模块，控制模块包括通信单元、水下控制单元以及太阳能转化单元。水下控制单元分别与可折叠翼机构5、姿态调节装置、应急抛载系统以及尾部推进器4连接，电池分别与各部连接进行供电。潜航器本体1外侧可拆卸固定有若干传感器，传感器包括但不限于温盐深传感器、溶解氧传感器以及叶绿素计。潜航器本体1的艏部设置有声呐探测仪，潜航器本体1的后侧外侧具有若干尾翼3，应急抛载系统与尾部推进器4设置在潜航器本体1的尾端。
[0024]如图3所示，可折叠翼机构5呈伞状，套在潜航器本体1外。可折叠翼机构5包括可折叠翼与收放机构，收放机构通过若干铰接杆503与可折叠翼连接。可折叠翼包括支撑足6、辅助推进器7以及若干翼板501，各翼板501上固定有太阳能板，相邻的翼本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可驻底的水下潜航器，包括潜航器本体（1）、姿态调节装置、尾部推进器（4）、应急抛载系统、电池以及控制模块，所述控制模块分别与所述姿态调节装置、尾部推进器（4）以及应急抛载系统连接，所述电池与各部连接进行供电，所述潜航器本体（1）后部具有若干尾翼（3），其特征在于：还包括可折叠翼机构（5），所述可折叠翼机构（5）分别与电池以及控制模块连接，所述可折叠翼机构（5）包括可折叠翼与收放机构，所述可折叠翼包括支撑足（6）、辅助推进器（7）以及若干翼板（501），各所述翼板（501）上固定有太阳能板，相邻的所述翼板（501）之间相互铰接并形成若干折痕，所述收放机构包括移动部（502）与推动部，所述移动部（502）通过若干铰接杆（503）与所述可折叠翼的折痕铰接，所述推动部与移动部（502）连接，并可带动所述移动部（502），使得所述可折叠翼沿折痕，朝所述潜航器本体（1）的艏部方向折叠来进行驻底。2.根据权利要求1所述的一种可驻底的水下潜航器，其特征在于：所述可折叠翼机构（5）呈伞状，各所述折痕包括第一折痕（504）与第二折痕（505），所述第一折痕（504）与第二折痕（505）间隔设置。3.根据权利要求2所述的一种可驻底的水下潜航器，其特征在于：所述收放机构设置在位于所述潜航器本体（1）前部的收放舱（2）内，所述移动部（502）呈环状，所述推动部为液压缸，所述液压缸的端部与所述移动部（502）可动连接，带动所述移动部（502）沿所述收放舱（2）进行移动。4.根据权利要求3所述的一种可驻底的水下潜航器，其特征在于：所述移动部（502）具有若干铰接槽，各所述铰接杆（503）的内侧端部设置有呈圆柱状的铰接部，所述铰接部相适配设置在所述铰接槽内，并与所述铰接槽的左右两侧铰接。5.根据权利要求4所述的一种可驻底的水下潜航器，其特征在于：各所述铰接槽呈U型，均匀设置在所述移动部（502）的外部。6.根据权利要求3所述的一种可驻底的水下潜航器，其特征在于：所述收放舱设置有可与所述铰接杆（503）相适配的若干滑槽（201），各所述铰接杆（503）的中部与所述滑槽（201）铰接，外侧穿出所述滑槽（201）与所述第一折痕（504）铰接，各所述翼板（501）中位于所述第一折痕（504）两侧与第二折痕（505）两...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈云赛，张栋，姜清华，刘增凯，李志彤，蔡世杰，黄心成，代昕伯，
申请(专利权)人：青岛哈尔滨工程大学创新发展中心，
类型：发明
国别省市：