CN105923131B - 一种带有非定常升阻比调节机构的水下滑翔机机翼 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水下滑翔机机翼调节技术领域，尤其涉及一种带有非定常升阻比调节机构的水下滑翔机机翼。其包括机翼，所述机翼上连接有调节机构，所述调节机构包括固定支架、联动部分和油路控制部分，所述联动部分和油路控制部分均安装在所述固定支架上，所述机翼与所述联动部分相连，所述油路控制部分与所述联动部分相互配合，形成通过油路控制部分控制可调节角度的机翼。本发明能够改变机翼的升阻比，从而最大效率的提升滑翔机机翼浮力在水平方向上贡献的分量，进而增加滑翔机的续航能力，大大提高了水下滑翔机的运动效率，即：提高了水下滑翔机的续航里程。

Description

一种带有非定常升阻比调节机构的水下滑翔机机翼

技术领域

本发明涉及水下滑翔机机翼调节技术领域，尤其涉及一种带有非定常升阻比调节机构的水下滑翔机机翼。

背景技术

目前国内外现有的传统滑翔机大都采用固定机翼，即：机翼和机身间的角度相对固定；然而，滑翔机在下潜或上浮时，其运动时产生的升力主要作用在机翼上，而机翼的升阻比为又定值，因为在相同的深度情况下，当滑翔机从最高运动到最低或者从最低运动到最高处时，由于滑翔机的航向角相对固定，因此机翼的升阻比便固定，因此造成水下滑翔机的滑翔的距离为定值。因此，在不改变滑翔机机构或电池容量的情况下，滑翔机的水下滑翔距离为定值，水平滑翔距离无法增加。

现有技术：1、专利“201310217453.5”公布了一种增加水下滑翔机续航能力的被动可转动机翼装置，利用水下滑翔机做锯齿形运动时，下潜状态下由于水动力的影响，机翼向上旋转达到一定角度后停止于机翼连接板的上凹槽处。上浮状态下同样由于水动力的影响，机翼向下旋转一定角度后停止在机翼连接板的下凹槽处。该专利虽然能对滑翔机的续航有提升作用，但是作用并不明显，原因如下：滑翔机在上浮运动或下潜运动时，滑翔机攻角是改变的，但是机翼的角度受水动力和凹槽的影响，只能处于极端位置，使得机翼的升阻比实质也是固定的，这对滑翔机提升续航能力是非常不利的。

2、专利“201310380249.5”公布了一种旋翼调节式水下滑翔机运动控制机构，直接利用旋翼调节滑翔机姿态，通过改变旋翼的角度，进而利用其升力在水平方向的分量改变滑翔机的转弯半径和运动方向。这种方法理论可行，但是实际应用中，滑翔机的下潜深度较深，使用电机控制角度，对电机本身的密封性要求特别高，对滑翔机的深水化作业非常不利。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何克服现有技术的不足，提供一种带有非定常升阻比调节机构的水下滑翔机机翼，用以改变机翼在水下的升阻比，从而提高水下滑翔机的续航里程。

本发明为实现上述目的采用的技术方案是：一种带有非定常升阻比调节机构的水下滑翔机机翼，包括机翼，所述机翼上连接有调节机构，所述调节机构包括固定支架、联动部分和油路控制部分，所述联动部分和油路控制部分均安装在所述固定支架上，所述机翼与所述联动部分相连，所述油路控制部分与所述联动部分相互配合，形成通过油路控制部分控制可调节角度的机翼。

进一步，所述油路控制部分包括上油囊、阀体控制器和下油囊，所述上油囊和下游囊分别连接在所述阀体控制器的两端，所述联动部分包括调节支架、直角摆杆、联动摆杆、联动主轴、联轴器和横轴，联动主轴通过轴承安装在所述调节支架的下端，所述联轴器的侧面连接在所述联动主轴的一端，所述联轴器的两端连接有横轴，所述横轴的上端与所述联动摆杆上端相连，所述联动摆杆的中部套接在所述联动主轴上，所述直角摆杆的中部铰接在所述调节支架的前端，并连接，所述直角摆杆的下端套接在所述联动主轴上，位于所述联动摆杆的后端，所述上油囊与所述直角摆杆的一端相连接，用以带动直角摆杆的转动。

进一步，所述上油囊的顶部设有挡板，挡板的下端固定有直角连杆，所述直角连杆的下端与所述直角摆杆的上端铰接。

进一步，所述所述直角摆杆的下端铰接有套管，所述套管套接在所述横轴上，能够前后滑动。

进一步，所述联动摆杆的中部设有通孔，通过通孔套接在所述联动主轴上，位于所述套管的前端，所述联动摆杆的上端与所述联轴器铰接。

进一步，所述联动摆杆包括两个铰接在一起的分支摆杆，其中一个分支摆杆的上端与所述联轴器铰接，另一个分支摆杆的中部设有通孔，通过通孔套接在所述联动主轴上。

进一步，所述联轴器与所述横轴之间可相对转动。

本发明的优点在于能够改变机翼的升阻比，从而最大效率的提升滑翔机机翼浮力在水平方向上贡献的分量，进而增加滑翔机的续航能力，大大提高了水下滑翔机的运动效率，即：提高了水下滑翔机的续航里程。

附图说明

图1本发明整体结构示意图。

图2本发明联动部分结构示意图。

图3本发明联动部分侧视图。

图4本发明当电磁阀位于中间工位时油路控制部分结构示意图。

图5本发明当电磁阀位于左工位时油路控制部分结构示意图。

图6本发明当电磁阀位于右工位时油路控制部分结构示意图。

图7本发明水下滑翔机和机翼的前进攻角分别为α＝0°、β＝0°时的示意图。

图8本发明水下滑翔机和机翼的前进攻较分别为α<0°、β<0°时的示意图。

图9本发明水下滑翔机和机翼的前进攻较分别为α>0°、β>0°时的示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种带有非定常升阻比调节机构的水下滑翔机机翼，包括机翼1，所述机翼1上连接有调节机构，所述调节机构包括固定支架2、联动部分3和油路控制部分4，所述联动部分3和油路控制部分4均安装在所述固定支架2上，所述油路控制部分4与所述联动部分3相互配合，形成通过油路控制部分4控制可调节角度的机翼1。

所述油路控制部分4包括上油囊41、阀体控制器42和下油囊43，所述上油囊41和下游囊43分别连接在所述阀体控制器42的两端；

所述阀体控制器42内部设有电磁阀421、高压泵422和上油囊41和下油囊42的连接管路，如图所示，当阀体控制器42中的电磁阀421位于中间工位时，上油囊41和下油囊43处于平衡状态，两者的行程固定，当阀体控制器42中的电磁阀421位于左工位时，下油囊43内的油经过阀体控制器42导向上油囊41，上油囊41的端部行程增加，下油囊43行程减少；当阀体控制器42中的电磁阀421位于右工位时，上油囊41内的油经过阀体控制器42导向下油囊43，上油囊41的行程减少，下油囊43的形成增减；

所述联动部分3包括调节支架31、直角摆杆32、联动摆杆33、联动主轴34、联轴器35和横轴36，联动主轴34通过轴承安装在所述调节支架31的下端，所述联轴器35的侧面连接在所述联动主轴34的一端，所述联轴器35的两端连接有横轴36，所述联动摆杆33的上端与所述联轴器35铰接，所述直角摆杆32的中部铰接在所述调节支架31的前端，所述直角摆杆32的下端铰接有套管321，所述套管321套接在所述横轴36上，能够前后滑动，所述联动摆杆33包括两个铰接在一起的分支摆杆，其中一个分支摆杆的上端与所述联轴器35铰接，另一个分支摆杆的中部设有通孔，通过通孔套接在所述联动主轴34上，位于所述套管321的前端，并与套管321连接，所述上油囊41的顶部设有挡板411，挡板411的下端固定有直角连杆412，所述直角连杆412的下端与所述直角摆杆32的上端铰接，用以带动直角摆杆412的转动；

所述机翼1固定在所述横轴36的端部。

所述联轴器35与所述横轴36之间可相对转动。

本发明的工作原理是：当电磁阀421位于中间工位时，上油囊41和下油囊43平衡，行程固定，此时由于上油囊41顶部的挡板411位移为零，进而，直角摆杆32未被直角连杆412带动，不能带动套管321的移动，联动摆杆33位置位置不变，机翼1被设定在水平位置，此时水下滑翔机设定前进攻角为α＝0°，机翼1前进攻角为β＝0°，水下滑翔机和机翼1姿态如图7所示；

当需要水下滑翔机从悬浮静止状态向上浮运动状态改变时，首先调节水下滑翔机内的浮力调节模块，使浮力>重力，滑翔机上浮，此时滑翔机前进攻角α和机翼1前进攻角β相同(该角度较大，根据水下滑翔机的机械结构不同而不同，大致在15°—45°之间)；若此角度较大(一般认为α>20°)，此时水下滑翔机上浮浮力较大，浮力在水平方向上为水下滑翔机前进提供的动力较少，则水下滑翔机的有效续航较小。

若调节机翼1前进攻角β，使之在合适的角度(一般β<10°)，则可以有效利用滑翔机的浮力，并尽可能增加浮力在水平方向上为滑翔机前进提供的动力。

当电磁阀421位于左工位时，由于上油囊41的行程增加，遂顶部挡板411向上位移，直角摆杆32被直角连杆412向上拉动，导致套管321后移带动联动摆杆33后移，进一步实现横轴36在联轴器35上的转动，使横轴36处于仰角状态，根据现有的对水下滑翔机姿态调整最适角度进入工作状态的技术水平，调整水下滑翔机的姿态为下潜状态，前进攻角为α<0°，实现机翼1的前进攻角β<0°，α<β，水下滑翔机和机翼1的姿态如图8所示；

当需要水下滑翔机从悬浮静止状态向下潜运动状态改变时，首先调节水下滑翔机浮力调节模块，使浮力<重力，水下滑翔机下潜，此时水下滑翔机前进攻角α和机翼1前进攻角β相同(该角度较大，根据滑翔机的机械结构不同而不同，大致在-15°—-45°之间)；若此角度较大(一般认为α<-20°)，此时水下滑翔机下潜重力较大，重力在水平方向上为水下滑翔机前进提供的动力较少，则水下滑翔机的有效续航较小。

若调节机翼1前进攻角β，使之在合适的角度(一般β>-10°)，则可以有效利用水下滑翔机的重力，并尽可能增加重力在水平方向上为水下滑翔机前进提供的动力。

当电磁阀421位于右工位时，由于上油囊41的行程减少，少于上油囊41行程固定时的平衡状态，遂顶部挡板411向下位移，直角摆杆32被直角连杆412向下拉动，导致套管321前移带动联动摆杆33前移，进一步实现横轴36在联轴器35上的转动，使横轴36处于俯角状态，根据现有的对水下滑翔机姿态调整最适角度进入工作状态的技术水平，调整水下滑翔机的姿态为上浮状态，前进攻角α>0°，实现机翼1的前进攻角β>0°，α>β，水下滑翔机和机翼1的姿态如图9所示。

上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所作出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种带有非定常升阻比调节机构的水下滑翔机机翼，包括机翼，其特征在于，所述机翼上连接有调节机构，所述调节机构包括固定支架、联动部分和油路控制部分，所述联动部分和油路控制部分均安装在所述固定支架上，所述机翼与所述联动部分相连，所述油路控制部分与所述联动部分相互配合，形成通过油路控制部分控制可调节角度的机翼；

所述油路控制部分包括上油囊、阀体控制器和下油囊，所述上油囊和下油囊分别连接在所述阀体控制器的两端，所述联动部分包括调节支架、直角摆杆、联动摆杆、联动主轴、联轴器和横轴，联动主轴通过轴承安装在所述调节支架的下端，所述联轴器的侧面连接在所述联动主轴的一端，所述联轴器的两端连接有横轴，所述横轴的上端与所述联动摆杆上端相连，所述联动摆杆的中部套接在所述联动主轴上，所述直角摆杆的中部铰接在所述调节支架的前端，所述直角摆杆的下端套接在所述联动主轴上，所述直角摆杆位于所述联动摆杆的后端，所述直角摆杆与所述联动摆杆连接，所述上油囊与所述直角摆杆的一端相连接，用以带动直角摆杆的转动。

2.根据权利要求1所述的一种带有非定常升阻比调节机构的水下滑翔机机翼，其特征在于：所述上油囊的顶部设有挡板，挡板的下端固定有直角连杆，所述直角连杆的下端与所述直角摆杆的上端铰接。

3.根据权利要求2所述的一种带有非定常升阻比调节机构的水下滑翔机机翼，其特征在于：所述直角摆杆的下端铰接有套管，所述套管套接在所述横轴上，能够前后滑动。

4.根据权利要求1所述的一种带有非定常升阻比调节机构的水下滑翔机机翼，其特征在于：所述联动摆杆的中部设有通孔，通过通孔套接在所述联动主轴上，所述联动摆杆的上端与所述联轴器铰接。

5.根据权利要求1或4所述的一种带有非定常升阻比调节机构的水下滑翔机机翼，其特征在于：所述联动摆杆包括两个铰接在一起的分支摆杆，其中一个分支摆杆的上端与所述联轴器铰接，另一个分支摆杆的中部设有通孔，通过通孔套接在所述联动主轴上。

6.根据权利要求1所述的一种带有非定常升阻比调节机构的水下滑翔机机翼，其特征在于：所述联轴器与所述横轴之间可相对转动。