CN106585931A - 具有自主航行及姿态控制能力的航行器及控制方法 - Google Patents

具有自主航行及姿态控制能力的航行器及控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106585931A
CN106585931A CN201611195534.XA CN201611195534A CN106585931A CN 106585931 A CN106585931 A CN 106585931A CN 201611195534 A CN201611195534 A CN 201611195534A CN 106585931 A CN106585931 A CN 106585931A
Authority
CN
China
Prior art keywords
propeller
plate
rov
guiding gutter
circular guiding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201611195534.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN106585931B (zh
Inventor
周怀利
李涛
段振华
肖志勇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CSIC XI'AN DONG YI SCIENCE TECHNOLOGY & INDUSTRY GROUP Co Ltd
Original Assignee
CSIC XI'AN DONG YI SCIENCE TECHNOLOGY & INDUSTRY GROUP Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CSIC XI'AN DONG YI SCIENCE TECHNOLOGY & INDUSTRY GROUP Co Ltd filed Critical CSIC XI'AN DONG YI SCIENCE TECHNOLOGY & INDUSTRY GROUP Co Ltd
Priority to CN201611195534.XA priority Critical patent/CN106585931B/zh
Publication of CN106585931A publication Critical patent/CN106585931A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106585931B publication Critical patent/CN106585931B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
    • B63G8/00—Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
    • B63G8/001—Underwater vessels adapted for special purposes, e.g. unmanned underwater vessels; Equipment specially adapted therefor, e.g. docking stations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
    • B63G8/00—Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
    • B63G8/14—Control of attitude or depth
    • B63G8/16—Control of attitude or depth by direct use of propellers or jets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • 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
    • B63H25/46—Steering or dynamic anchoring by jets or by rudders carrying jets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
    • B63G8/00—Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
    • B63G8/001—Underwater vessels adapted for special purposes, e.g. unmanned underwater vessels; Equipment specially adapted therefor, e.g. docking stations
    • B63G2008/002—Underwater vessels adapted for special purposes, e.g. unmanned underwater vessels; Equipment specially adapted therefor, e.g. docking stations unmanned
    • B63G2008/004—Underwater vessels adapted for special purposes, e.g. unmanned underwater vessels; Equipment specially adapted therefor, e.g. docking stations unmanned autonomously operating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Toys (AREA)

Abstract

本发明涉及一种具有自主航行及姿态控制能力的航行器及控制方法。该具有自主航行及姿态控制能力的航行器设计为正六面体结构，在每个面的中心位置采用半嵌入方式设计一个圆形导流槽，每个导流槽中配置一台可正反转的推进器，六个面共配置六台推进器，航行器经过质心测量及配平，达到重心与浮心重合。每相邻面上的推进器互相垂直，每相对应的两个面上的两台推进器同时同向运行、或同时反向运行、单台推进器运行等不同运行状态可以为这两个面提供三个坐标轴方向上的平移、旋转等六自由度位置姿态控制。

Description

具有自主航行及姿态控制能力的航行器及控制方法
技术领域
本发明涉及一种水下航行器，特别是具有自主航行及姿态控制能力的航行器及控制方法。
背景技术
通常水下航行器外形为长圆柱形、椭球形或水滴形，在尾部设置一台或数台推进器，通过舵板或鳍保持水中状态稳定。这种外形及动力布局存在位置、姿态控制精度低，无法悬停，运动状态可操纵性差，特别是低速时运动稳定性差等缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种位置、姿态控制精度高，悬停和运动状态可操纵性及低速运动稳定性好的具有自主航行及姿态控制能力的航行器及控制方法。
本发明的目的是这样实现的，具有自主航行及姿态控制能力的航行器，其特征是：至少包括一正六面本体，在正六面本体的六个面各有一个圆形导流槽，六个面的六个圆形导流槽采用半嵌入结构，六个面的六个圆形导流槽分别固定有一台推进器，其中，
六个面中的左侧板和右侧板的圆形导流槽为对称上下分布，左侧板和右侧板的圆形导流槽安装上下推进器；
六个面中的前板和后板的圆形导流槽为对称的水平分布，前板和后板的圆形导流槽安装左右推进器；
六个面中的底板和顶板的圆形导流槽为对称的水平分布，与前板和后板的圆形导流槽水平垂直，底板和顶板的圆形导流槽安装前后推进器；
所述的正六面本体及通过正六面本体圆形导流槽安装的上下推进器、左右推进器和前后推进器构成整体，整体重心与浮心重合。
所述的六个面的六个圆形导流槽每相邻两个面上的圆形导流槽方向互相垂直，每相对面上的圆形导流槽互相平行。
所述的圆形导流槽通过焊接与左侧板、右侧板、前板、后板底板和顶板固定为一体。
所述的左侧板、右侧板、前板、后板、底板与正六面本体通过焊接固定，顶板和正六面本体为螺丝固定一体；顶板和正六面本体之间有密封圈。
所述的左侧板、右侧板、前板、后板、底板和顶板焊接固定的圆形导流槽分别在左侧板、右侧板、前板、后板、底板和顶板的中间位置。
所述的上下推进器、左右推进器、前后推进器共六个推进器通过如下方式进行控制：
左侧板和右侧板安装的上下推进器同时同向运转，控制航行器做上下运动；单台推进器运转或两台推进器同时反向运转，控制航行器在垂直方向上顺、逆时针转动；
前板和后板上的安装的左右推进器同时同向运转，控制航行器在水中左右水平运动；单台推进器运转或两台推进器同时反向运转，航行器在水平方向顺、逆时针转动；
底板和顶板上安装的前后推进器同时同向运转，控制航行器在水中前后水平运动；
单台推进器运转或两台推进器同时反向运转，航行器在水中前后方向上顺、逆时针转动；
左右推进器与前后推进器同时同向运转，控制航行器在水平方向+45o或-45o方向运动。
本发明的有益效果是：
具有自主航行及姿态控制能力的航行器设计为正六面体结构，在每个面的中心位置采用半嵌入方式设计一个圆形导流槽，每个导流槽中配置一台可正反转的推进器，六个面共配置六台推进器，航行器经过质心测量及配平，达到重心与浮心重合。每相邻面上的推进器互相垂直，每相对应的两个面上的两台推进器同时同向运行、或同时反向运行、单台推进器运行等不同运行状态可以为这两个面提供三个坐标轴方向上的平移、旋转等六自由度位置姿态控制。
附图说明
下面结合实施例附图对本发明作进一步说明：
图1是本发明实施例主视图；
图2是本发明实施例左视图；
图3是本发明实施例俯视图；
图4是本发明实施例立体示意图。
图中，1、左侧板；2、底板；3、顶板；4、顶板固定件；5、导流罩固定件；6、前后推进器；7、导流罩；8、右侧板；9、支撑块；10、后板；11、左右推进器；12、前板；13、上下推进器。
具体实施方式
如图1、图2、图3、图4所示，具有自主航行及姿态控制能力的航行器，其特征是：至少包括一正六面本体，在正六面本体的六个面（中心位置）各有一个圆形导流槽，六个面的六个圆形导流槽采用半嵌入结构，六个面的六个圆形导流槽分别固定有一台推进器，其中，
六个面中的左侧板1和右侧板8的圆形导流槽为对称上下分布，左侧板1和右侧板8的圆形导流槽安装上下推进器13；
六个面中的前板12和后板10的圆形导流槽为对称的水平分布，前板12和后板10的圆形导流槽安装左右推进器11；
六个面中的底板2和顶板3的圆形导流槽为对称的水平分布，与前板12和后板10的圆形导流槽水平垂直，底板2和顶板3的圆形导流槽安装前后推进器6。
正六面本体及通过正六面本体圆形导流槽安装的上下推进器13、左右推进器11和前后推进器6整体重心与浮心重合。
每相邻两个面上的圆形导流槽方向互相垂直，每相对面上的圆形导流槽互相平行。
圆形导流槽通过焊接与左侧板1、右侧板8、前板12、后板10底板2和顶板3固定为一体。
左侧板1、右侧板8、前板12、后板10、底板2与正六面本体通过焊接固定，顶板3和正六面本体为螺丝固定一体。顶板3和正六面本体之间有密封圈。
左侧板1、右侧板8、前板12、后板10、底板2和顶板3焊接固定的圆形导流槽分别在左侧板1、右侧板8、前板12、后板10、底板2和顶板3的中间位置。
每个导流槽内安装一台推进器（可正反向运转），导流槽安装推进器部位设计分离式导流罩，推进器安装后导流罩通过螺装固定；
具有自主航行及姿态控制能力的航行器的控制方法，上下推进器13、左右推进器11、前后推进器6共六个推进器通过如下方式进行控制：
左侧板1和右侧板8安装的上下推进器13同时同向运转，控制航行器做上下运动；单台推进器运转或两台推进器同时反向运转，控制航行器在垂直方向上顺、逆时针转动；
前板12和后板10上的安装的左右推进器11同时同向运转，控制航行器在水中左右水平运动；单台推进器运转或两台推进器同时反向运转，航行器在水平方向顺、逆时针转动；
底板2和顶板3上安装的前后推进器6同时同向运转，控制航行器在水中前后水平运动；
单台推进器运转或两台推进器同时反向运转，航行器在水中前后方向上顺、逆时针转动；
左右推进器11与前后推进器6同时同向运转，控制航行器在水平方向+45o或-45o方向运动。

Claims (6)

1.具有自主航行及姿态控制能力的航行器，其特征是：至少包括一正六面本体，在正六面本体的六个面各有一个圆形导流槽，六个面的六个圆形导流槽采用半嵌入结构，六个面的六个圆形导流槽分别固定有一台推进器，其中，
六个面中的左侧板（1）和右侧板（8）的圆形导流槽为对称上下分布，左侧板（1）和右侧板（8）的圆形导流槽安装上下推进器（13）；
六个面中的前板（12）和后板（10）的圆形导流槽为对称的水平分布，前板（12）和后板（10）的圆形导流槽安装左右推进器（11）；
六个面中的底板（2）和顶板（3）的圆形导流槽为对称的水平分布，与前板（12）和后板（10）的圆形导流槽水平垂直，底板（2）和顶板（3）的圆形导流槽安装前后推进器（6）；
所述的正六面本体及通过正六面本体圆形导流槽安装的上下推进器（13）、左右推进器（11）和前后推进器（6）构成整体，整体重心与浮心重合。
2.根据权利要求1所述的具有自主航行及姿态控制能力的航行器，其特征是：所述的六个面的六个圆形导流槽每相邻两个面上的圆形导流槽方向互相垂直，每相对面上的圆形导流槽互相平行。
3.根据权利要求1所述的具有自主航行及姿态控制能力的航行器，其特征是：所述的圆形导流槽通过焊接与左侧板（1）、右侧板（8）、前板（12）、后板（10）、底板（2）和顶板（3）固定为一体。
4.根据权利要求1所述的具有自主航行及姿态控制能力的航行器，其特征是：所述的左侧板（1）、右侧板（8）、前板（12）、后板（10）、底板（2）与正六面本体通过焊接固定，顶板（3）和正六面本体为螺丝固定一体；顶板（3）和正六面本体之间有密封圈。
5.根据权利要求1所述的具有自主航行及姿态控制能力的航行器，其特征是：所述的左侧板（1）、右侧板（8）、前板（12）、后板（10）底板（2）和顶板（3）焊接固定的圆形导流槽分别在左侧板（1）、右侧板（8）、前板（12）、后板（10）、底板（2）和顶板（3）的中间位置。
6.具有自主航行及姿态控制能力的航行器的控制方法，其特征是：所述的上下推进器（13）、左右推进器（11）、前后推进器（6）共六个推进器通过如下方式进行控制：
左侧板（1）和右侧板（8）安装的上下推进器（13）同时同向运转，控制航行器做上下运动；单台推进器运转或两台推进器同时反向运转，控制航行器在垂直方向上顺、逆时针转动；
前板（12）和后板（10）上的安装的左右推进器（11）同时同向运转，控制航行器在水中左右水平运动；单台推进器运转或两台推进器同时反向运转，航行器在水平方向顺、逆时针转动；
底板（2）和顶板（3）上安装的前后推进器（6）同时同向运转，控制航行器在水中前后水平运动；
单台推进器运转或两台推进器同时反向运转，航行器在水中前后方向上顺、逆时针转动；
左右推进器（11）与前后推进器（6）同时同向运转，控制航行器在水平方向+45o或-45o方向运动。
CN201611195534.XA 2016-12-22 2016-12-22 具有自主航行及姿态控制能力的航行器及控制方法 Active CN106585931B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611195534.XA CN106585931B (zh) 2016-12-22 2016-12-22 具有自主航行及姿态控制能力的航行器及控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611195534.XA CN106585931B (zh) 2016-12-22 2016-12-22 具有自主航行及姿态控制能力的航行器及控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106585931A true CN106585931A (zh) 2017-04-26
CN106585931B CN106585931B (zh) 2018-02-06

Family

ID=58600578

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611195534.XA Active CN106585931B (zh) 2016-12-22 2016-12-22 具有自主航行及姿态控制能力的航行器及控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106585931B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108082422A (zh) * 2017-12-15 2018-05-29 中国南方电网有限责任公司调峰调频发电公司 水下机器人运动控制装置
CN110601089A (zh) * 2019-09-16 2019-12-20 中国船舶科学研究中心（中国船舶重工集团公司第七0二研究所） 一种载人潜水器高精度深海铺缆装备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120055390A1 (en) * 2010-08-31 2012-03-08 Atlas Elektronik Gmbh Unmanned underwater vehicle and method for operating an unmanned underwater vehicle
CN203876968U (zh) * 2014-03-19 2014-10-15 国家深海基地管理中心 深海载人潜水器驾驶舱操作台
CN104401473A (zh) * 2014-09-18 2015-03-11 中国海洋大学 一种水下声学滑翔机
CN104443321A (zh) * 2014-12-15 2015-03-25 北京理工大学 一种水中盘形航行器
CN206351770U (zh) * 2016-12-22 2017-07-25 中船重工西安东仪科工集团有限公司 具有自主航行及姿态控制能力的航行器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120055390A1 (en) * 2010-08-31 2012-03-08 Atlas Elektronik Gmbh Unmanned underwater vehicle and method for operating an unmanned underwater vehicle
CN203876968U (zh) * 2014-03-19 2014-10-15 国家深海基地管理中心 深海载人潜水器驾驶舱操作台
CN104401473A (zh) * 2014-09-18 2015-03-11 中国海洋大学 一种水下声学滑翔机
CN104443321A (zh) * 2014-12-15 2015-03-25 北京理工大学 一种水中盘形航行器
CN206351770U (zh) * 2016-12-22 2017-07-25 中船重工西安东仪科工集团有限公司 具有自主航行及姿态控制能力的航行器

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108082422A (zh) * 2017-12-15 2018-05-29 中国南方电网有限责任公司调峰调频发电公司 水下机器人运动控制装置
CN108082422B (zh) * 2017-12-15 2020-09-11 中国南方电网有限责任公司调峰调频发电公司 水下机器人运动控制装置
CN110601089A (zh) * 2019-09-16 2019-12-20 中国船舶科学研究中心（中国船舶重工集团公司第七0二研究所） 一种载人潜水器高精度深海铺缆装备

Also Published As

Publication number Publication date
CN106585931B (zh) 2018-02-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108313241B (zh) 基于rov平台的电磁吸附水下工作机器人
JP6484387B2 (ja) 駆動部内蔵式のロールオーバ浮動式マルチハビタット潜水装置
US10011337B2 (en) Water drone
CN104648643A (zh) 一种水下机器人推进装置的布置结构
CN110282129A (zh) 一种十字型共轴倾转旋翼两栖无人机
CN105235841B (zh) 一种高机动性潜水器
CN105346695A (zh) 一种四旋翼微型水下航行器
CN106218840A (zh) 一种基于涡旋运动的碟形水下航行器
CN208915401U (zh) 一种基于矢量推进的水下直升机
CN101596931A (zh) 一种三螺旋桨主动矢量推进的方法
CN1709766A (zh) 浮力和推进器双驱动方式远程自治水下机器人
CN103818526A (zh) 一种带推进器的水面平台
CN106585931A (zh) 具有自主航行及姿态控制能力的航行器及控制方法
CN106347609A (zh) 碟形水下滑翔机器人
JP2020536781A (ja) アジマススラスター、船舶、浮遊式プラットフォーム、潜水装置及び潜水艦
KR20190108353A (ko) 수중 이동장치
CN101628620A (zh) 水下飞机
CN104527952A (zh) 一种微型自主式水下航行器
CN109050838A (zh) 基于矢量推进的水下直升机
CN109693772A (zh) 一种多关节混合驱动水下航行器
CN105059505A (zh) 一种圆碟形水下滑翔器
CN206351770U (zh) 具有自主航行及姿态控制能力的航行器
CN103818534A (zh) 一种水下滑翔器的方向调节装置及其控制方法
CN113002744A (zh) 一种四旋翼水下航行器
CN103085956A (zh) 前驱流体助力船

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant