CN105059518A - 一种水下航行器的转向装置 - Google Patents

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    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H25/00—Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements

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Abstract

本发明公开了一种水下航行器的转向装置，包括永磁体、传动机构和电机；电机通过传动机构驱动永磁体绕轴转动；永磁体转动方向与永磁体的磁极方向相互垂直。将本发明固定在水下航行器上；电机通过传动机构驱动永磁体转动至指定方向；利用永磁体受到的地球磁场的力矩作用使得水下航行器发生转动；永磁体的磁极方向与地球磁场方向一致时，永磁体受到地球磁场的力矩作用为零，所以水下航行器的转向运动最终将在永磁体受到的力矩作用为零的方向上停止，一次水下航行器的转向运动结束。本发明相对于现有的重心调节机构系统、推进器系统以及舵机系统，其结构组成大大简化。采用本发明进行水下航行器的转向操作，转向的控制策略大大简化，耗能相应降低。

Description

一种水下航行器的转向装置
技术领域
本发明涉及一种水下航行器控制技术，特别是一种水下航行器的转向装置。
背景技术
随着海洋监测活动日益增加，一些特殊形式的水下航行器应运而生，比如ARGO浮标、水下滑翔器等，这些水下航行器往往对航速要求不高，甚至需要悬浮水中作业，在很低的航速甚至是零航速情况下，不要求转向速度，转向所需力矩很小。而水下航行器受水体干扰，其方向会发生改变，因此需要不断修正自己的方向，又或者因为作业任务的需要，水下航行器要主动改变方向，无论是被动的方向修正，还是主动的改变方向，水下航行器需要合适的装置和方法来实现转向功能。
一般水下航行器采用重心调节转向、推进器转向、舵转向等方式实施转向操作。比如，水下滑翔器采用重心调节方式改变方向，重心向水下滑翔器侧向移动，水下滑翔器横摇运动，并形成转向力矩；有的水下航行器采用侧向推进器的侧向推力形成转向力矩；也有的水下航行器航行过程中，通过调控舵的转角，形成侧向力，并实现转向操作；但以上各方式，驱动系统和相关控制策略都很复杂和困难，也都将导致宝贵的大量的能量消耗，频繁的转向操作将严重影响水下航行器的连续作业时间和航程。
发明内容
为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种结构简单、控制策略简单，耗能较低的水下航行器的转向装置。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种水下航行器的转向装置，包括永磁体、传动机构和电机；所述电机通过传动机构驱动永磁体绕轴转动；所述永磁体转动方向与永磁体的磁极方向相互垂直。
本发明所述的永磁体为一整块强力磁铁。
本发明所述的永磁体为多块强力磁铁组合，多块磁铁的磁极方向一致。
本发明的工作原理如下：将本发明固定在水下航行器上；电机通过传动机构驱动永磁体转动至指定方向；利用永磁体受到的地球磁场的力矩作用使得水下航行器发生转动；永磁体的磁极方向与地球磁场方向一致时，永磁体受到地球磁场的力矩作用为零，所以水下航行器的转向运动最终也将在永磁体受到的力矩作用为零的方向上停止，一次水下航行器的转向运动结束。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明的结构很简单，相对于现有的重心调节机构系统、推进器系统以及舵机系统，其结构组成大大简化。
2、采用本发明进行水下航行器的转向操作，避免了转向过程中的反复多次操作才能实现一次转向的情况，一次驱动即可完成转向要求，转向的控制策略大大简化，耗能也相应降低。
附图说明
本发明共有附图2张，其中：
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的另一结构示意图。
图中：1、永磁体，2、传动机构，3、电机。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步地描述。如图1所示，一种水下航行器的转向装置，包括永磁体1、传动机构2和电机3；所述电机3通过传动机构2驱动永磁体1绕轴转动；所述永磁体1转动方向与永磁体1的磁极方向相互垂直。
本发明所述的永磁体1为一整块强力磁铁。
如图2所示，本发明所述的永磁体1为多块强力磁铁组合，多块磁铁的磁极方向一致。

Claims (3)

1.一种水下航行器的转向装置，其特征在于：包括永磁体(1)、传动机构(2)和电机(3)；所述电机(3)通过传动机构(2)驱动永磁体(1)绕轴转动；所述永磁体(1)转动方向与永磁体(1)的磁极方向相互垂直。
2.根据权利要求1所述的一种水下航行器的转向装置，其特征在于：所述的永磁体(1)为一整块强力磁铁。
3.根据权利要求1所述的一种水下航行器的转向装置，其特征在于：所述的永磁体(1)为多块强力磁铁组合，多块磁铁的磁极方向一致。
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