CN108163165A - 一种回旋体潜水设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种回旋体潜水设备：包括外壳体、设置于外壳体内的内壳体以及设置于内外壳体之间的机械悬浮支撑机构，所述机械悬浮支撑机构包括若干个用于供内壳体相对外壳体回旋滑动的可制动轨道结构；所述内壳体与设置于外壳体外的主动力输出设备相连，外壳体上设置有呈环状排列的多个辅助动力输出设备。本发明通过机械悬浮支撑机构将内壳体支撑在外壳体内，内外壳体通过轨道在辅助动力输出设备配合下可相对滑动，且内壳体于轨道上可以制动，从而实现潜水设备快速的转向，避免现有潜水设备在转向时仅能通过大弧度动作缓慢实现，使得潜水设备具备更好的机动灵活性、隐蔽性，实际应用意义巨大。

Description

一种回旋体潜水设备
技术领域
本发明涉及船舶设计制造领域，具体涉及一种水下航行器。
背景技术
目前水下航行器，其上下运行动作低效，转向运行动作局限化，能量的利用率低，自身结构缺陷导致隐蔽性、生存能力低，技术落后。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种回旋体潜水设备。
为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：
包括外壳体、设置于外壳体内的内壳体以及设置于内外壳体之间的机械悬浮支撑机构，所述机械悬浮支撑机构包括若干个用于供内壳体相对外壳体回旋滑动的可制动轨道结构；所述内壳体与设置于外壳体外的主动力输出设备相连，外壳体上设置有呈环状排列的多个辅助动力输出设备。
优选的，所述机械悬浮支撑机构具体包括多个沿外壳体的壁面固定的支撑管体，支撑管体上设置有多个呈线型排列的轴承组，不同支撑管体的多个高度位置处(例如多个高度不同的水平面上)的轴承组上设置有支撑轨道面，相同高度位置的支撑轨道面构成环状排列的内壳支撑轨道，内壳体通过不同高度位置的多个内壳支撑轨道可旋转的支撑于外壳体内。
优选的，潜水设备转向时，所述主动力输出设备停止，各辅助动力输出设备沿圆周切向推进，使内外壳体相对转动，外壳体转动到转向目标角度时辅助动力输出设备停止，同时，支撑管体上的轴承组经制动停止，使内壳体与外壳体停止相对转动，然后主动力输出设备启动，推动潜水设备前进或后退。
优选的，所述外壳体和内壳体采用中部截面积大于两端截面积的空心回转体结构。
优选的，所述轴承组包括两个端面相对且内圈均与支撑管体相连的轴承。
优选的，所述支撑管体上的轴承组依次相连，位于支撑管体端部的轴承组与设置于外壳体上的制动设备相连。
优选的，所述内壳体内包括动力能量转换室，外壳体为腔体结构(由内外两层形成的夹层)，腔体结构内设置有能量储存设备，支撑管体内设置有内外壳体能量输出接收线路。
优选的，所述能量储存设备选自电池组。
优选的，所述主动力输出设备及辅助动力输出设备选自推进方向可调(通过机械转向系统，例如汽车车轮转向驱动等)的螺旋推进器。
本发明的有益效果体现在：
本发明通过机械悬浮支撑机构将内壳体支撑在外壳体内，内外壳体通过轨道在辅助动力输出设备配合下可相对滑动，且内壳体于轨道上可以制动，从而实现潜水设备快速的转向，避免现有潜水设备在转向时仅能通过大弧度动作缓慢实现，使得潜水设备具备更好的机动灵活性、隐蔽性，实际应用意义巨大。
进一步的，通过采用多个高度位置处的轴承组支撑内壳体，使内壳体既可以相对于外壳体回旋，达到机械悬浮，同时，通过将轴承组的活动态改变为固定态，即可对内壳体进行制动，快速、精确的完成潜水设备方向调整和机动。
附图说明
图1为本发明的纵剖视图(不含外壳动力输出点和机械悬浮支撑机构)；
图2为本发明的横剖视图；
图3为机械悬浮支撑机构组件示意图；
图中：1-第一内壳动力输出点，2-外壳体，3-内壳机械悬浮腔，4-内壳体，5-出入口和投射口，6-投射物品储存室，7-中心设备控制区，8-动力能量转换室，9-水压控制仓，10-第二内壳动力输出点，11-机械悬浮支撑机构，12-外壳动力输出点，13-内外壳体能量输出接收线路管，14-轴承组，15-凹槽。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做详细说明。
参见图1、图2以及图3，本发明所述回旋体潜水设备采用内外回转体结构，包括外壳体2以及内壳体4，内壳体4支撑于外壳体2内，内外壳体可相对动作运行(回旋)，潜水设备具备前进、后退，上升、下降，顺、逆时针转动，以及角度等7种动作。
所述外壳体2分内外两层，外壳体2内层与内壳体4之间的空腔(即内壳机械悬浮腔3)有多种设备布局，包括内外壳体能量输出接收线路以及内壳体支撑结构；外壳体2外层布置动力输出点和防护装甲。外壳体2为两个开口相对、上下堆叠的碟子状。
所述外壳体2外层上布置的动力输出点采用以下动力布局：外壳体中部周向分布12～18个等角度间隔动力输出点(即外壳动力输出点12)，输出点具体通过螺旋推进器实现动力输出，可使潜水设备作上升、下降，顺、逆时针转动，以及角度等5种动作。
所述外壳体2内外两层之间可以作为能量储存室，安装电池组。
所述内壳体4上下两端自外壳体2内伸出，设置两个动力输出点(即第一内壳动力输出点1和第二内壳动力输出点10)，使潜水设备作前进、后退2种动作。
所述内壳体4的支撑采用机械悬浮，使内外壳体可做相对运动，运动动作阻尼和电磁悬浮相同。机械悬浮具体结构为：包括沿外壳体2内层呈纺锤状排列的多个内外壳体能量输出接收线路管13，管体外壁上设置有多个圆柱体轴承组14，每个圆柱体轴承组14包括两个端面相对且内圈均与管体相连的轴承，圆柱体轴承组14之间依次连接为一体，从而可以利用设置在外壳体内层上的制动机构(例如采用夹具或摩擦盘)完成轴承组相对旋转运动的制动。圆柱体轴承组上留凹槽15，用以形成环状轨道面(如果管体排列的足够密，则各个处于同一水平高度的凹槽间的间隙可以忽略不计，但即便管体数量有限，也仍旧可以形成轨道面)，内壳体上设置有内壳支撑轨道连接点，嵌入轨道面内。
所述内壳体4分内外两层，内层龙骨骨架连接并支撑外层，外层形状如两个开口相对、上下堆叠的碟子状，内层内隔离分割成五个舱室，五个舱室功能独立，自上而下依次为出入口和投射口5、投射物品储存室6、中心设备控制区7、动力能量转换室8及水压控制仓9。
上述潜水设备的动作过程描述如下：
上升和下降：主要由外壳动力输出点12完成，由第一内壳动力输出点1和第二内壳动力输出点10为辅助。升降动作效率高。
前进和后退：主要由第一内壳动力输出点1和第二内壳动力输出点10完成。
顺、逆时针转动：需要换向时，第一内壳动力输出点1和第二内壳动力输出点10停止，外壳动力输出点12使内外壳体相对转动，外壳体转动到换向目标角度时外壳动力输出点12停止，部分或全部管体上的轴承组经制动停止，内壳体与外壳体因克服摩擦而停止相对转动，然后第一内壳动力输出点1和第二内壳动力输出点10启动，推进潜水设备前进或后退。
角度：主要由外壳动力输出点12完成，对应侧输出点上的螺旋推进器调整推进方向，使潜水设备达到倾斜姿态。

Claims (9)

1.一种回旋体潜水设备，其特征在于：包括外壳体(2)、设置于外壳体(2)内的内壳体(4)以及设置于内外壳体之间的机械悬浮支撑机构(11)，所述机械悬浮支撑机构(11)包括若干个用于供内壳体(4)相对外壳体(2)回旋滑动的可制动轨道结构；所述内壳体(4)与设置于外壳体(2)外的主动力输出设备相连，外壳体(2)上设置有呈环状排列的多个辅助动力输出设备。
2.根据权利要求1所述一种回旋体潜水设备，其特征在于：所述机械悬浮支撑机构(11)具体包括多个沿外壳体(2)的壁面设置的支撑管体，支撑管体上设置有多个呈线型排列的轴承组(14)，不同支撑管体的多个高度位置处的轴承组(14)上设置有支撑轨道面，相同高度位置的支撑轨道面构成环状排列的内壳支撑轨道，内壳体(4)通过不同高度位置的多个内壳支撑轨道可旋转的支撑于外壳体(2)内。
3.根据权利要求2所述一种回旋体潜水设备，其特征在于：所述主动力输出设备停止的情况下，辅助动力输出设备使内外壳体相对转动，外壳体(2)转动到转向目标角度时辅助动力输出设备停止，同时，支撑管体上的轴承组经制动停止，使内壳体(4)与外壳体(2)停止相对转动，然后主动力输出设备启动，推动潜水设备前进或后退。
4.根据权利要求1所述一种回旋体潜水设备，其特征在于：所述外壳体(2)和内壳体(4)采用中部截面积大于两端截面积的空心回转体结构。
5.根据权利要求2所述一种回旋体潜水设备，其特征在于：所述轴承组(14)包括两个端面相对且内圈均与支撑管体相连的轴承。
6.根据权利要求2所述一种回旋体潜水设备，其特征在于：所述支撑管体上的轴承组(14)依次相连，位于支撑管体端部的轴承组(14)与设置于外壳体(2)上的制动设备相连。
7.根据权利要求1所述一种回旋体潜水设备，其特征在于：所述内壳体(4)内包括动力能量转换室(8)，外壳体(2)为腔体结构，腔体结构内设置有能量储存设备，支撑管体内设置有内外壳体能量输出接收线路。
8.根据权利要求7所述一种回旋体潜水设备，其特征在于：所述能量储存设备选自电池组。
9.根据权利要求1所述一种回旋体潜水设备，其特征在于：所述主动力输出设备及辅助动力输出设备选自螺旋推进器。
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