CN110803271B - 一种用于波浪滑翔器的水下牵引机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于波浪滑翔器的水下牵引机，包括成对称结构的牵引机主梁侧板Ⅰ和牵引机主梁侧板Ⅱ、翼板、防护板Ⅰ、防护板Ⅱ、套环、机翼限位组件、钛合金轴Ⅰ、钛合金轴Ⅱ、主梁支撑、轴套Ⅰ、轴套Ⅱ。在牵引机主梁侧板Ⅰ和牵引机主梁侧板ⅠⅠ上开有通孔，螺栓依次穿过牵引机主梁侧板Ⅰ、套环、牵引机主梁侧板ⅠⅠ组装成框架式结构，机翼限位组件一侧固定在钛合金轴Ⅱ上，另一侧固定在螺栓上，并且将机翼限位组件中的拉簧用压簧代替，可以对机翼的摆动幅度进行限制。本发明成本低，精度高，稳定性强，用压簧代替拉簧，延长了牵引机的使用寿命，同时为水面波浪滑翔器提供了稳定且持续的动力。
Description
技术领域
本发明涉及水面无人航行器技术领域，特别是一种用于波浪滑翔器的水下牵引机。
背景技术
波浪滑翔器是一型充分利用波浪能和太阳能实现前向驱动的双体构型水面无人航行器。而其获取波浪动力的核心部件为其水下牵引机，所以高效率的水下牵引机，可以为波浪滑翔器提供稳定持续的动力，对波浪滑翔器技术的发展具有重要意义。传统波浪滑翔器的水下牵引机，采用封闭的钢结构，主要存在以下三个方面不足：1）传统水下牵引机采用封闭式钢结构的设计，制造成本高；2）传统的水下牵引机采用焊接拼接的方式进行组装，难以保证精度； 3）传统的水下牵引机采用拉簧拉动翼板转动，由于拉簧的疲劳寿命较短，直接影响了波浪滑翔器的使用寿命。因此在波浪滑翔器国产化批量化的大趋势下，亟需一种价格低廉，设计简单且精度和可靠性有保证的水下牵引机。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种用于波浪滑翔器的水下牵引机，该牵引机较传统的方式，具有更低的制造成本、更高的精度以及更佳的稳定性，同时在一定程度上能够延长牵引机的使用寿命，为水面波浪滑翔器提供稳定且持续的动力。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采用的技术方案是：一种用于波浪滑翔器的水下牵引机，包括成对称结构的牵引机主梁侧板Ⅰ和牵引机主梁侧板Ⅱ、翼板、防护板Ⅰ、防护板Ⅱ、套环、机翼限位组件、钛合金轴Ⅰ、钛合金轴Ⅱ、主梁支撑、轴套Ⅰ、轴套Ⅱ。所述牵引机主梁侧板Ⅰ和所述牵引机主梁侧板Ⅱ由激光切割工艺加工而成，并在所述牵引机主梁侧板Ⅰ和所述牵引机主梁侧板Ⅱ上用激光切割工艺加工通孔和月牙弧限位孔，并用螺栓依次穿过所述牵引机主梁侧板Ⅰ上的通孔、所述套环、所述牵引机主梁侧板Ⅱ上的通孔，并用螺母紧固，使所述牵引机主梁侧板Ⅰ和所述牵引机主梁侧板Ⅱ平行安装，所述牵引机主梁侧板Ⅰ和所述牵引机主梁侧板Ⅱ之间的距离即为所述套环的长度，所述套环的作用为保持所述牵引机主梁侧板Ⅰ和所述牵引机主梁侧板Ⅱ之间距离不变，所述防护板Ⅰ用螺钉紧固在所述牵引机主梁侧板Ⅰ之上，所述防护板Ⅱ用螺钉紧固在所述牵引机主梁侧板Ⅱ之上。
所述翼板套在垂直安装在所述牵引机主梁侧板Ⅰ和所述牵引机主梁侧板Ⅱ的两根互相平行的钛合金轴Ⅰ和钛合金轴Ⅱ之上，并用螺钉紧固；所述钛合金轴Ⅰ与所述牵引机主梁侧板Ⅰ和所述牵引机主梁侧板Ⅱ通过所述轴套Ⅰ、所述轴套Ⅱ和所述主梁支撑连接，所述轴套Ⅰ和所述轴套Ⅱ成对称结构套在所述钛合金轴Ⅰ之上，所述轴套Ⅰ和所述轴套Ⅱ外侧均紧靠在翼板内侧，所述轴套Ⅰ和所述轴套Ⅱ内侧均卡在所述主梁支撑内部，所述主梁支撑则整体套在所述牵引机主梁侧板Ⅰ和所述牵引机主梁侧板Ⅱ之间；所述钛合金轴Ⅱ依次穿过所述牵引机主梁侧板Ⅰ月牙弧限位孔、所述机翼限位组件复位弹簧缸上的限位孔、所述牵引机主梁侧板Ⅱ月牙弧限位孔，所述钛合金轴Ⅱ与所述机翼限位组件复位弹簧缸上的限位孔通过安装在限位孔内的隔离环连接。
所述机翼限位组件由限位杆聚四氟衬套、复位弹簧活塞杆、隔离环、复位弹簧缸、复位弹簧、限位杆组成，所述限位杆上一侧开有限位孔，并通过限位孔固定在所述牵引机主梁侧板Ⅰ和牵引机主梁侧板Ⅱ之间的螺栓之上，所述限位杆另一侧与所述复位弹簧活塞杆连接；所述复位弹簧活塞杆一部分套在所述复位弹簧内部，并和所述复位弹簧整体套在所述复位弹簧缸内，复位弹簧采用拉簧，所述复位弹簧缸开有限位孔，并通过隔离环与所述钛合金轴Ⅱ连接，所述限位杆聚四氟衬套、复位弹簧活塞杆、隔离环、复位弹簧缸、复位弹簧、限位杆通过有机结合，使机翼限位组件可以绕钛合金轴Ⅱ转动，并可以使复位弹簧在复位弹簧缸内直线运动。
所述轴套Ⅰ、轴套Ⅱ、钛合金轴Ⅰ、钛合金轴Ⅱ、防护板Ⅰ、防护板Ⅱ、主梁支撑、机翼限位组件、翼板、牵引机主梁侧板Ⅰ、牵引机主梁侧板Ⅱ通过有机结合，将所述翼板通过钛合金轴Ⅰ和钛合金轴Ⅱ固定在所述牵引机主梁侧板Ⅰ和牵引机主梁侧板Ⅱ之上，使所述翼板只能在月牙弧限位孔内转动，而不能前后左右移动，组成本发明。
本发明具有的优点和积极效果是：采用激光切割工艺制造牵引机主梁侧板，并通过螺栓将两主梁侧板连接成框架式结构，降低了制造的成本；采用套环、轴套对两牵引机主梁侧板进行定位，摒弃了传统的焊接拼接的方式，极大地保证了牵引机的制造精度；牵引机采用框架式结构，使牵引机有足够空间加装不同类型的传感器，同时可以通过加装配重块改变牵引机的质心，提升了水下牵引机的稳定性；通过仿生学原理，仿生鸟类在空中滑翔时的形态，对波浪滑翔器仿生水下牵引机进行多翼板设计，减小其水下牵引机前向运动的阻力，同等情况下能给水面母船提供更大前向动力；通过牵引机的机翼限位组件重新设计，通过压簧代替拉簧，由于压簧比拉簧具有更长的疲劳寿命，可以有效的提高波浪滑翔器水下牵引机的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的内部结构示意图；
图3为本发明的机翼限位组件内部结构示意图；
图4为本发明的机翼限位组件的位置关系局部放大示意图。
图中：1、牵引机主梁侧板Ⅰ；2、翼板；3、防护板Ⅰ；4、防护板Ⅱ；5、牵引机主梁侧板Ⅱ； 6、套环；7、机翼限位组件；7-1、限位杆聚四氟衬套；7-2、复位弹簧活塞杆；7-3、隔离环；7-4、限位杆；7-5、复位弹簧缸；7-6、复位弹簧；8、钛合金轴Ⅰ；9、钛合金轴Ⅱ；10、主梁支撑；11、轴套Ⅰ；12、轴套Ⅱ。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参阅图1～图4，一种用于波浪滑翔器的水下牵引机，包括成对称结构的牵引机主梁侧板Ⅰ1和牵引机主梁侧板Ⅱ5、翼板2、防护板Ⅰ3、防护板Ⅱ4、套环6、机翼限位组件7、钛合金轴Ⅰ8、钛合金轴Ⅱ9、主梁支撑10、轴套Ⅰ11、轴套Ⅱ12。所述牵引机主梁侧板Ⅰ1和所述牵引机主梁侧板Ⅱ5由激光切割工艺加工而成，并在所述牵引机主梁侧板Ⅰ1和所述牵引机主梁侧板Ⅱ5上用激光切割工艺加工通孔和月牙弧限位孔，并用螺栓依次穿过所述牵引机主梁侧板Ⅰ1上的通孔、所述套环6、所述牵引机主梁侧板Ⅱ5上的通孔，并用螺母紧固，使所述牵引机主梁侧板Ⅰ1和所述牵引机主梁侧板Ⅱ5平行安装，所述牵引机主梁侧板Ⅰ1和所述牵引机主梁侧板Ⅱ5之间的距离即为所述套环6的长度，所述套环6的作用为保持所述牵引机主梁侧板Ⅰ1和所述牵引机主梁侧板Ⅱ5之间距离不变，所述防护板Ⅰ3用螺钉紧固在所述牵引机主梁侧板Ⅰ1之上，所述防护板Ⅱ4用螺钉紧固在所述牵引机主梁侧板Ⅱ5之上。
所述翼板2套在垂直安装在所述牵引机主梁侧板Ⅰ1和所述牵引机主梁侧板Ⅱ5的两根互相平行的钛合金轴Ⅰ8和钛合金轴Ⅱ9之上，并用螺钉紧固；所述钛合金轴Ⅰ8与所述牵引机主梁侧板Ⅰ1和所述牵引机主梁侧板Ⅱ5通过所述轴套Ⅰ11、所述轴套Ⅱ12和所述主梁支撑10连接，所述轴套Ⅰ11和所述轴套Ⅱ12成对称结构套在所述钛合金轴Ⅰ8之上，所述轴套Ⅰ11和所述轴套Ⅱ12外侧均紧靠在翼板2内侧，所述轴套Ⅰ11和所述轴套Ⅱ12内侧均卡在所述主梁支撑10内部，所述主梁支撑10则整体套在所述牵引机主梁侧板Ⅰ1和所述牵引机主梁侧板Ⅱ5之间；所述钛合金轴Ⅱ12依次穿过所述牵引机主梁侧板Ⅰ1月牙弧限位孔、所述机翼限位组件7复位弹簧缸7-5上的限位孔、所述牵引机主梁侧板Ⅱ5月牙弧限位孔，所述钛合金轴Ⅱ12与所述机翼限位组件7复位弹簧缸7-5上的限位孔通过安装在限位孔内的隔离环7-3连接。
所述机翼限位组件7由限位杆聚四氟衬套7-1、复位弹簧活塞杆7-2、隔离环7-3、限位杆7-4、复位弹簧缸7-5、复位弹簧7-6组成，所述限位杆7-4上一侧开有限位孔，并通过限位孔固定在所述牵引机主梁侧板Ⅰ1和牵引机主梁侧板Ⅱ5之间的螺栓之上，所述限位杆另一侧与所述复位弹簧活塞杆7-2连接；所述复位弹簧活塞杆7-2一部分套在所述复位弹簧7-6内部，并和所述复位弹簧7-6整体套在所述复位弹簧缸7-5内，复位弹簧7-6采用拉簧，所述复位弹簧缸7-5开有限位孔，并通过隔离环7-3与所述钛合金轴Ⅱ9连接，所述限位杆聚四氟衬套7-1、复位弹簧活塞杆7-2、隔离环7-3、限位杆7-4、复位弹簧缸7-5、复位弹簧7-6通过有机结合，使机翼限位组件7可以绕钛合金轴Ⅱ9转动，并可以使复位弹簧7-6在复位弹簧缸7-5内直线运动。
所述轴套Ⅰ11、轴套Ⅱ12、钛合金轴Ⅰ8、钛合金轴Ⅱ9、防护板Ⅰ3、防护板Ⅱ4、主梁支撑10、机翼限位组件7、翼板2、牵引机主梁侧板Ⅰ1、牵引机主梁侧板Ⅱ5通过有机结合，将所述翼板2通过钛合金轴Ⅰ8和钛合金轴Ⅱ9固定在所述牵引机主梁侧板Ⅰ1和牵引机主梁侧板Ⅱ5之上，使所述翼板2只能在月牙弧限位孔内转动，而不能前后左右移动，组成本发明。
所述机翼限位组件7中的复位弹簧7-6使用压簧，海面波浪的垂直起伏通过铠装缆带动水下牵引机的起伏，牵引机的起伏带动翼板2上下摆动，每次起伏后机翼限位组件7都可以将机翼2拉回原位，由于同规格下的压簧比拉簧具有更长的疲劳寿命，进而将机翼限位组件7中的复位弹簧7-6用压簧代替拉簧能提高波浪滑翔器的使用寿命。
安装时，将所述套环6套在牵引机所有用于连接牵引机主梁侧板Ⅰ1和牵引机主梁侧板Ⅱ5螺栓上面，用于使牵引机主梁侧板Ⅰ1和牵引机主梁侧板Ⅱ5平行安装，使牵引机整体成框架式结构，可以降低牵引机的制造成本并提高精度，同时框架式结构有更多的空间安装配重块，进而改变牵引机的质心，使牵引机具有更强的稳定性。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种用于波浪滑翔器的水下牵引机，其特征在于，包括成对称结构的牵引机主梁侧板Ⅰ和牵引机主梁侧板Ⅱ、翼板、防护板Ⅰ、防护板Ⅱ、套环、机翼限位组件、钛合金轴Ⅰ、钛合金轴Ⅱ、主梁支撑、轴套Ⅰ、轴套Ⅱ，
所述牵引机主梁侧板Ⅰ和所述牵引机主梁侧板Ⅱ由激光切割工艺加工而成，并在所述牵引机主梁侧板Ⅰ和所述牵引机主梁侧板Ⅱ上用激光切割工艺加工通孔和月牙弧限位孔，
所述牵引机主梁侧板Ⅰ、所述套环、所述牵引机主梁侧板Ⅱ依次用螺栓连接，并用螺母紧固，使所述牵引机主梁侧板Ⅰ和所述牵引机主梁侧板Ⅱ平行安装，
所述牵引机主梁侧板Ⅰ和所述牵引机主梁侧板Ⅱ之间的距离即为所述套环的长度，所述套环的作用为保持所述牵引机主梁侧板Ⅰ和所述牵引机主梁侧板Ⅱ之间距离不变，
所述防护板Ⅰ用螺钉紧固在所述牵引机主梁侧板Ⅰ之上，所述防护板Ⅱ用螺钉紧固在所述牵引机主梁侧板Ⅱ之上，
所述翼板套在垂直安装在所述牵引机主梁侧板Ⅰ和所述牵引机主梁侧板Ⅱ的两根互相平行的钛合金轴Ⅰ和钛合金轴Ⅱ之上，并用螺钉紧固，
所述钛合金轴Ⅰ与所述牵引机主梁侧板Ⅰ和所述牵引机主梁侧板Ⅱ通过所述轴套Ⅰ、所述轴套Ⅱ和所述主梁支撑连接，
所述轴套Ⅰ和所述轴套Ⅱ成对称结构套在所述钛合金轴Ⅰ之上，所述轴套Ⅰ和所述轴套Ⅱ外侧均紧靠在翼板内侧，所述轴套Ⅰ和所述轴套Ⅱ内侧均卡在所述主梁支撑内部，
所述主梁支撑则整体套在所述牵引机主梁侧板Ⅰ和所述牵引机主梁侧板Ⅱ之间，
所述钛合金轴Ⅱ依次穿过所述牵引机主梁侧板Ⅰ月牙弧限位孔、所述机翼限位组件复位弹簧缸上的限位孔、所述牵引机主梁侧板Ⅱ月牙弧限位孔，所述钛合金轴Ⅱ与所述机翼限位组件复位弹簧缸上的限位孔通过安装在限位孔内的隔离环连接，
所述机翼限位组件由限位杆聚四氟衬套、复位弹簧活塞杆、隔离环、复位弹簧缸、复位弹簧、限位杆组成，
所述限位杆上一侧开有限位孔，并通过限位孔固定在所述牵引机主梁侧板Ⅰ和牵引机主梁侧板Ⅱ之间的螺栓之上，所述限位杆另一侧与所述复位弹簧活塞杆连接，
所述复位弹簧活塞杆一部分套在所述复位弹簧内部，并和所述复位弹簧整体套在所述复位弹簧缸内，复位弹簧采用拉簧，
所述复位弹簧缸开有限位孔，并通过隔离环与所述钛合金轴Ⅱ连接。
2.根据权利要求1所述的用于波浪滑翔器的水下牵引机，其特征在于，所述牵引机主梁侧板Ⅰ和所述牵引机主梁侧板Ⅱ采用激光切割工艺加工而成。
3.根据权利要求1所述的用于波浪滑翔器的水下牵引机，其特征在于，在所述牵引机主梁侧板Ⅰ和所述牵引机主梁侧板Ⅱ之间安装所述套环。
4.根据权利要求1所述的用于波浪滑翔器的水下牵引机，其特征在于，所述牵引机主梁侧板Ⅰ、所述牵引机主梁侧板Ⅱ和钛合金轴之间用轴套固定连接。
5.根据权利要求1所述的用于波浪滑翔器的水下牵引机，其特征在于，所述机翼限位组件中的复位弹簧采用压簧代替拉簧。
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| CN110803271A (zh) | 2020-02-18 |
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Legal Events
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