CN107985537B - 一种新型涵道式两栖潜航器 - Google Patents

Abstract

一种新型涵道式两栖潜航器属于潜航器技术领域，目的在于解决现有技术中存在的功能单一的问题。本发明包括：机身；对称设置在机身两侧的机翼，机翼为可旋转结构；设置在机身上端后方的尾翼；对称设置在机身下端后方两侧的尾部推进器；设置在机身内部的两个涵道螺旋桨机构，涵道螺旋桨机构的涵道外壳上端和机身的上壳接触，涵道螺旋桨机构的涵道桨叶和水平面平行；设置在机身的上壳上的两组换向机构，两组换向机构分别和两个涵道螺旋桨机构对应调整两个涵道螺旋桨机构输出力的方向；以及固定设置在机身内部的的电池组、电源调节器、电调组和主控制器，电池组通过电源线与电源调节器连接，电源调节器与电调组连接；主控制器控制整个潜航器运行。

Description

一种新型涵道式两栖潜航器

技术领域

本发明属于潜航器技术领域，具体涉及一种新型涵道式两栖潜航器。

背景技术

由于地形和交通状况的多样性及复杂性，功能单一的交通工具已经无法满足人们的需求，功能单一的交通工具也造成了严重的资源浪费；随着世界各国对海洋资源的不断深入研究，不论是近海还是深海都是各国探究争夺的区域。潜航器是实现海洋开发利用的重要工程装备。它通过搭载各种电子设备、机械装置，快速地潜浮于深海复杂环境中，实现对海洋的勘探、科考、开发、作业等，其技术水平在一定程度上标志着国家海洋资源勘探开发甚至海洋权益维护能力。

目前，潜航器主要包括有人驾驶潜航器及无人潜航器两大类，无人潜航器主要分为无人自治潜航器(AUV)和水下遥控潜航器(ROV)两种传统型。无论是有人驾驶还是无人驾驶的潜航器，均只能实现水下不同深度的航行，潜航器功能单一，在遇特殊情况时，不能选择其他路径。

发明内容

本发明的目的在于提出一种新型涵道式两栖潜航器，解决现有技术中存在的功能单一的问题。

为实现上述目的，本发明的一种新型涵道式两栖潜航器包括：

机身；

对称设置在机身两侧的机翼，所述机翼为可旋转结构，实现机翼处于水平面和竖直面两个姿态的调整；

设置在机身上端后方的尾翼；

对称设置在机身下端后方两侧的尾部推进器；

设置在机身内部的两个涵道螺旋桨机构，所述涵道螺旋桨机构的涵道外壳上端和所述机身的上壳接触，涵道螺旋桨机构的涵道桨叶和水平面平行；

设置在机身的上壳上的两组换向机构，两组所述换向机构分别和两个所述涵道螺旋桨机构对应调整两个所述涵道螺旋桨机构输出力的方向；

以及固定设置在机身内部的的电池组、电源调节器、电调组和主控制器，电池组通过电源线与电源调节器连接，电源调节器与电调组连接；主控制器控制整个潜航器运行。

所述涵道螺旋桨机构包括两组涵道机构以及带动两组涵道机构转动的动力驱动机构；

所述涵道机构包括：

固定设置在机身内部的圆柱形涵道外壳，所述机身的上壳和所述涵道外壳对应位置为通孔结构；

设置在涵道外壳内中间位置的涵道支撑架；

以及设置在所述涵道外壳内的涵道桨叶，所述涵道桨叶通过动力驱动机构带动转动。

所述动力驱动单元包括：

涵道电机，

以及输入轴的一端和所述涵道电机输出轴连接的动力传动机构，两组涵道机构的涵道桨叶通过涵道桨毂分别固定在动力传动机构的两个输出轴的一端，同步带动两组涵道机构的涵道桨叶转动。

所述动力传动机构还包括：

和输入轴另一端连接的锥齿轮Ⅰ；

同时与锥齿轮Ⅰ啮合的两个锥齿轮Ⅱ；

分别与两个锥齿轮Ⅱ同轴设置的两个锥齿轮Ⅲ；

以及分别与两个锥齿轮Ⅲ啮合的两个锥齿轮Ⅳ，两个锥齿轮Ⅳ分别和两个输出轴的另一端固定连接。

所述换向机构包括：

固定在机身的上壳和所述涵道外壳对应位置的通孔结构处的内框；

并排设置的多个叶片，每个所述叶片中间开有中心孔，多个第一转轴分别穿过每个叶片的中心孔两端通过轴承连接在内框上；

和每个叶片下部通过第二转轴铰接的换向连杆；

以及和所述换向连杆一端固定连接的液压缸。

所述尾部推进器包括：

固定在机身下端后方侧面的尾部涵道；

固定连接在尾部涵道内部的推进支撑架；

固定在所述推进支撑架上的推进电机；

以及和所述推进电机输出轴通过推进桨毂连接的推进桨叶，所述推进桨叶和行进方向垂直。

所述机翼包括：

固定在机身内部的侧翼电机，所述侧翼电机的输出轴穿过机身，所述侧翼电机和电池组连接；

固定在机身的外侧壁上的主翼；

一端穿过主翼与侧翼电机输出轴通过联轴器连接的侧翼连杆；

以及和所述侧翼连杆另一端键连接的副翼。

本发明的有益效果为：本发明的一种新型涵道式两栖潜航器可以同时实现水下行使以及低空飞行，可以采用多种路径行进。在水下行驶时，尾部推进器可以控制前后前进的速度，两个涵道螺旋桨机构控制下潜的深度与速度，应用尾部推进器的差速可以实现左右变向，通过叶片角度可以进行斜向潜浮。

在水下飞向空中时，可以通过转动侧边机翼变为垂直角度以减小上浮阻力，通过涵道螺旋桨机构进行上浮以及低空飞行。

在飞行运行过程中由电源调节器调节电池组的使用情况，由主控制器控制整机运行状况。

附图说明

图1为本发明的一种新型涵道式两栖潜航器整体结构示意图；

图2为本发明的一种新型涵道式两栖潜航器结构侧视图；

图3为本发明的一种新型涵道式两栖潜航器结构主视图；

图4为本发明的一种新型涵道式两栖潜航器结构俯视图；

图5为本发明的一种新型涵道式两栖潜航器除去上壳结构示意图；

图6为本发明的一种新型涵道式两栖潜航器中涵道螺旋桨机构示意图；

图7为本发明的一种新型涵道式两栖潜航器中涵道螺旋桨机构原理图；

图8为本发明的一种新型涵道式两栖潜航器中换向机构俯视图；

图9为本发明的一种新型涵道式两栖潜航器中换向机构原理图；

图10为本发明的一种新型涵道式两栖潜航器中尾部推进器结构示意图；

图11为本发明的一种新型涵道式两栖潜航器中尾部推进器原理图；

图12为本发明的一种新型涵道式两栖潜航器中机翼结构示意图；

其中：1、机身，101、上壳，2、机翼，201、侧翼电机，202、主翼，203、侧翼连杆，204、副翼，3、涵道螺旋桨机构，301、涵道外壳，302、涵道支撑架，303、涵道桨叶，304、涵道桨毂，305、涵道电机，306、锥齿轮Ⅰ，307、锥齿轮Ⅱ，308、锥齿轮Ⅲ，309、锥齿轮Ⅳ，4、换向机构，401、内框，402、叶片，403、第一转轴，404、第二转轴，405、换向连杆，406、液压缸，5、尾部推进器，501、尾部涵道，502、推进支撑架，503、推进电机，504、推进桨毂，505、推进桨叶，6、电池组，7、电源调节器，8、电调组，9、主控制器，10、尾翼。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

参见附图1-附图5，本发明的一种新型涵道式两栖潜航器包括：

机身1；

对称设置在机身1两侧的机翼2，所述机翼2为可旋转结构，实现机翼2处于水平面和竖直面两个姿态的调整；

设置在机身1上端后方的尾翼10；

对称设置在机身1下端后方两侧的尾部推进器5；

设置在机身1内部的两个涵道螺旋桨机构3，所述涵道螺旋桨机构3的涵道外壳301上端和所述机身1的上壳101接触，涵道螺旋桨机构3的涵道桨叶303和水平面平行；

设置在机身1的上壳101上的两组换向机构4，两组所述换向机构4分别和两个所述涵道螺旋桨机构3对应调整两个所述涵道螺旋桨机构3输出力的方向；

以及固定设置在机身1内部的的电池组6、电源调节器7、电调组8和主控制器9，电池组6通过电源线与电源调节器7连接，电源调节器7与电调组8连接，电调组8分别与每个电机通过电线连接；主控制器9分别通过通讯线和每个电机、电源调节器7以及电调组8接控制潜航器运行。

参见附图6和附图7，所述涵道螺旋桨机构3包括两组涵道机构以及带动两组涵道机构转动的动力驱动机构；

所述涵道机构包括：

固定设置在机身1内部的圆柱形涵道外壳301，所述机身1的上壳101和所述涵道外壳301对应位置为通孔结构；

设置在涵道外壳301内中间位置的涵道支撑架302；

以及设置在所述涵道外壳301内的涵道桨叶303，所述涵道桨叶303通过动力驱动机构带动转动。

所述动力驱动单元包括：

涵道电机305，

以及输入轴的一端和所述涵道电机305输出轴连接的动力传动机构，两组涵道机构的涵道桨叶303通过涵道桨毂304分别固定在动力传动机构的两个输出轴的一端，同步带动两组涵道机构的涵道桨叶303转动。

所述动力传动机构还包括：

和输入轴另一端连接的锥齿轮Ⅰ306；

同时与锥齿轮Ⅰ306啮合的两个锥齿轮Ⅱ307；

分别与两个锥齿轮Ⅱ307同轴设置的两个锥齿轮Ⅲ308；

以及分别与两个锥齿轮Ⅲ308啮合的两个锥齿轮Ⅳ309，两个锥齿轮Ⅳ309分别和两个输出轴的另一端固定连接。

涵道电机305转动带动动力传动机构的输入轴转动，输入轴带动固定在输入轴上的锥齿轮Ⅰ306转动，锥齿轮Ⅰ306带动与之啮合的两个锥齿轮Ⅱ307转动，每个锥齿轮Ⅱ307带动与之啮合的锥齿轮Ⅲ308转动，每个锥齿轮Ⅲ308带动与之啮合的锥齿轮Ⅳ309转动，每个锥齿轮Ⅳ309带动和其固定连接的输出轴转动，进而带动涵道桨叶303转动。

参见附图8和附图9，所述换向机构4包括：

固定在机身1的上壳101和所述涵道外壳301对应位置的通孔结构处的内框401；

并排设置的多个叶片402，每个所述叶片402中间开有中心孔，多个第一转轴403分别穿过每个叶片402的中心孔两端通过轴承连接在内框401上；

和每个叶片402下部通过第二转轴404铰接的换向连杆405；

以及和所述换向连杆405一端固定连接的液压缸406。

通过液压缸406的伸缩运动带动换向连杆405往复运动，进而带动多个叶片402改变角度，调整每一组涵道螺旋桨机构3输出力的方向。

参见附图10和附图11，所述尾部推进器5包括：

固定在机身1下端后方侧面的尾部涵道501；

固定连接在尾部涵道501内部的推进支撑架502；

固定在所述推进支撑架50上的推进电机503；

以及和所述推进电机503输出轴通过推进桨毂504连接的推进桨叶505，所述推进桨叶505和行进方向垂直。

参见附图12，所述机翼2包括：

固定在机身1内部的侧翼电机201，所述侧翼电机201的输出轴穿过机身1，所述侧翼电机201和电池组6连接；

固定在机身1的外侧壁上的主翼202；

一端穿过主翼202与侧翼电机201输出轴通过联轴器连接的侧翼连杆203；

以及和所述侧翼连杆203另一端键连接的副翼204。

Claims (6)

1.一种新型涵道式两栖潜航器，包括：

机身(1)；

对称设置在机身(1)两侧的机翼(2)；

设置在机身(1)上端后方的尾翼(10)；

其特征在于，

所述机翼(2)为可旋转结构，实现机翼(2)处于水平面和竖直面两个姿态的调整；

对称设置在机身(1)下端后方两侧的尾部推进器(5)；

所述潜航器还包括：

设置在机身(1)内部的两个涵道螺旋桨机构(3)，所述涵道螺旋桨机构(3)的涵道外壳(301)上端和所述机身(1)的上壳(101)接触，涵道螺旋桨机构(3)的涵道桨叶(303)和水平面平行；

设置在机身(1)的上壳(101)上的两组换向机构(4)，两组所述换向机构(4)分别和两个所述涵道螺旋桨机构(3)对应调整两个所述涵道螺旋桨机构(3)输出力的方向；

以及固定设置在机身(1)内部的的电池组(6)、电源调节器(7)、电调组(8)和主控制器(9)，电池组(6)通过电源线与电源调节器(7)连接，电源调节器(7)与电调组(8)连接；主控制器(9)控制整个潜航器运行；

所述换向机构(4)包括：

固定在机身(1)的上壳(101)和所述涵道外壳(301)对应位置的通孔结构处的内框(401)；

并排设置的多个叶片(402)，每个所述叶片(402)中间开有中心孔，多个第一转轴(403)分别穿过每个叶片(402)的中心孔两端通过轴承连接在内框(401)上；

和每个叶片(402)下部通过第二转轴(404)铰接的换向连杆(405)；

以及和所述换向连杆(405)一端固定连接的液压缸(406)。

2.根据权利要求1所述的一种新型涵道式两栖潜航器，其特征在于，所述涵道螺旋桨机构(3)包括两组涵道机构以及带动两组涵道机构转动的动力驱动机构；

所述涵道机构包括：

固定设置在机身(1)内部的圆柱形涵道外壳(301)，所述机身(1)的上壳(101)和所述涵道外壳(301)对应位置为通孔结构；

设置在涵道外壳(301)内中间位置的涵道支撑架(302)；

以及设置在所述涵道外壳(301)内的涵道桨叶(303)，所述涵道桨叶(303)通过动力驱动机构带动转动。

3.根据权利要求2所述的一种新型涵道式两栖潜航器，其特征在于，所述动力驱动单元包括：

涵道电机(305)，

以及输入轴的一端和所述涵道电机(305)输出轴连接的动力传动机构，两组涵道机构的涵道桨叶(303)通过涵道桨毂(304)分别固定在动力传动机构的两个输出轴的一端，同步带动两组涵道机构的涵道桨叶(303)转动。

4.根据权利要求3所述的一种新型涵道式两栖潜航器，其特征在于，所述动力传动机构还包括：

和输入轴另一端连接的锥齿轮Ⅰ(306)；

同时与锥齿轮Ⅰ(306)啮合的两个锥齿轮Ⅱ(307)；

分别与两个锥齿轮Ⅱ(307)同轴设置的两个锥齿轮Ⅲ(308)；

以及分别与两个锥齿轮Ⅲ(308)啮合的两个锥齿轮Ⅳ(309)，两个锥齿轮Ⅳ(309)分别和两个输出轴的另一端固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种新型涵道式两栖潜航器，其特征在于，所述尾部推进器(5)包括：

固定在机身(1)下端后方侧面的尾部涵道(501)；

固定连接在尾部涵道(501)内部的推进支撑架(502)；

固定在所述推进支撑架(502)上的推进电机(503)；

以及和所述推进电机(503)输出轴通过推进桨毂(504)连接的推进桨叶(505)，所述推进桨叶(505)和行进方向垂直。

6.根据权利要求1所述的一种新型涵道式两栖潜航器，其特征在于，所述机翼(2)包括：

固定在机身(1)内部的侧翼电机(201)，所述侧翼电机(201)的输出轴穿过机身(1)，所述侧翼电机(201)和电池组(6)连接；

固定在机身(1)的外侧壁上的主翼(202)；

一端穿过主翼(202)与侧翼电机(201)输出轴通过联轴器连接的侧翼连杆(203)；

以及和所述侧翼连杆(203)另一端键连接的副翼(204)。

Images