CN112824226B - 一种用于挂载声学传感器的潜航器延展翼 - Google Patents

一种用于挂载声学传感器的潜航器延展翼 Download PDF

Info

Publication number
CN112824226B
CN112824226B CN201911144316.7A CN201911144316A CN112824226B CN 112824226 B CN112824226 B CN 112824226B CN 201911144316 A CN201911144316 A CN 201911144316A CN 112824226 B CN112824226 B CN 112824226B
Authority
CN
China
Prior art keywords
vertical
horizontal
wing
hinged
lead screw
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.)
Active
Application number
CN201911144316.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112824226A (zh
Inventor
王顺礼
刘文智
叶秀芬
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.)
Harbin Engineering University
Original Assignee
Harbin Engineering University
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 Harbin Engineering University filed Critical Harbin Engineering University
Priority to CN201911144316.7A priority Critical patent/CN112824226B/zh
Publication of CN112824226A publication Critical patent/CN112824226A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112824226B publication Critical patent/CN112824226B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • B63G8/39—Arrangements of sonic watch equipment, e.g. low-frequency, sonar
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于挂载声学传感器的潜航器延展翼，水平延展臂对称设置，分别铰接在第一支架的两侧，水平翼一端连接在水平延展臂上；水平延展臂驱动机构安装在第一支架上，并且水平延展臂驱动机构通过水平铰接杆与水平延展臂铰接；竖直延展臂一端铰接在安装基板的底部，另一端与竖直翼一端固定连接；第二支架安装在安装基板上，并且竖直延展臂驱动机构安装在第二支架上；安装基板上开设有供竖直铰接杆穿过的条形贯穿孔，竖直延展臂驱动机构通过竖直铰接杆与竖直延展臂铰接。本发明可挂载小体积探测声呐换能器，形成立体声呐探测阵，提高探测精度；主要用应用于潜航器在海洋大深度下目标物搜寻探测过程时挂载小体积声呐换能器实现定位定向。

Description

一种用于挂载声学传感器的潜航器延展翼
技术领域
本发明涉及海洋探测技术领域，更具体的说是涉及一种用于挂载声学传感器的潜航器延展翼。
背景技术
伴随海洋科学研究和海上安全保障能力建设进展，以海底油气管线监测和失事飞机及轮船搜救等为代表的海洋工程实施和应急搜寻作业，对高性能深海潜航器及水下目标探测技术与装备提出了更高要求。
纵观当前国内外水下潜器技术状况，虽然目前已取得了长足进步和诸多突破，但在水下应急搜救领域对深海潜航器来说仍存在着声呐探测精度差、载荷能力弱、能源利用率不高、作业功能单一等问题，因此，迫切需要一种能够适装于潜航器上的装置，以此提高探测声呐的精度、同时在载荷能力不变的情况下更换传感器便可应用与不同的场景，从侧面提高载荷能力及使用效率，解决功能单一等问题。
因此，如何提供一种适装于潜航器上的挂载声学传感器的潜航器延展翼是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种用于挂载声学传感器的潜航器延展翼，在其上可挂载小体积探测声呐换能器，形成立体声呐探测阵，由于换能器之间的间距大，从而提高探测精度；主要用应用于潜航器在海洋大深度下目标物搜寻探测过程时挂载小体积声呐换能器实现定位定向，进而把得到位置信息传输给潜航器，使得潜航器向目标物运动。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种用于挂载声学传感器的潜航器延展翼，包括安装基板和安装在所述安装基板上的水平延展翼和竖直延展翼；
所述水平延展翼包括第一支架、水平延展臂、水平翼、水平延展臂驱动机构和水平铰接杆；其中所述水平延展臂对称设置，分别铰接在所述第一支架的两侧，所述水平翼一端连接在所述水平延展臂上；所述水平延展臂驱动机构安装在所述第一支架上，并且所述水平延展臂驱动机构通过所述水平铰接杆与所述水平延展臂铰接；
所述竖直延展翼包括第二支架、竖直延展臂、竖直翼、竖直延展臂驱动机构和竖直铰接杆；其中所述竖直延展臂一端铰接在所述安装基板的底部，另一端与所述竖直翼一端固定连接；所述第二支架安装在所述安装基板上，并且所述竖直延展臂驱动机构安装在所述第二支架上；所述安装基板上开设有供所述竖直铰接杆穿过的条形贯穿孔，所述竖直延展臂驱动机构通过所述竖直铰接杆与所述竖直延展臂铰接。
优选的，在上述一种用于挂载声学传感器的潜航器延展翼中，所述水平延展臂驱动机构包括水平驱动电机、水平丝杠和水平丝杠滑块，所述水平丝杠与所述水平驱动电机的旋转轴连接，所述水平丝杠滑块安装在所述水平丝杠上，所述水平丝杠滑块的侧面与所述水平铰接杆端部铰接。
优选的，在上述一种用于挂载声学传感器的潜航器延展翼中，所述竖直延展臂驱动机构包括竖直驱动电机、竖直丝杠和竖直丝杠滑块，所述竖直丝杠与所述竖直驱动电机的旋转轴连接，所述竖直丝杠滑块安装在所述竖直丝杠上，所述竖直丝杠滑块的顶面与所述竖直铰接杆端部铰接。
优选的，在上述一种用于挂载声学传感器的潜航器延展翼中，所述安装基板呈L形，所述水平延展翼和所述竖直延展翼分别安装在所述安装基板的两个平面上。
优选的，在上述一种用于挂载声学传感器的潜航器延展翼中，所述水平铰接杆和所述竖直铰接杆均为两端设置万向节的万向节连杆；所述水平铰接杆的两端分别与所述水平延展臂和所述水平丝杠滑块铰接；所述竖直铰接杆的两端分别与所述竖直延展臂和所述竖直丝杠滑块铰接。
优选的，在上述一种用于挂载声学传感器的潜航器延展翼中，所述第一支架两侧分别设置有用于对所述水平延展翼进行限位的限位柱。
优选的，在上述一种用于挂载声学传感器的潜航器延展翼中，所述水平翼和所述竖直翼均为复合翼结构，且剖面为平椭圆型；所述复合翼结构采用铝合金方管和半圆柱形深海固体浮力材料构成，两个半圆柱形深海固体浮力材料粘接在所述空心铝合金方管的两侧。
优选的，在上述一种用于挂载声学传感器的潜航器延展翼中，所述水平翼和所述竖直翼的另一端分别安装有声学传感器，所述声学传感器的导线通过所述空心铝合金方管的管腔进行走线。
优选的，在上述一种用于挂载声学传感器的潜航器延展翼中，所述第一支架呈T字形，所述水平延展臂驱动机构安装在所述第一支架的长轴位置上，所述水平延展臂安装在短轴位置上；所述第二支架呈三角形，所述竖直延展臂驱动机构安装在所述第二支架的斜面上。
优选的，在上述一种用于挂载声学传感器的潜航器延展翼中，所述水平延展臂通过陶瓷轴承铰接在所述第一支架的两侧。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种用于挂载声学传感器的潜航器延展翼，主要由水平延展翼与竖直延展翼两部分组成，分别通过安装基板固定镶嵌在潜航器的艇身中间部位与底部，其上远离艇身的位置可搭载不同类型的小体积声学传感器，形成立体声呐探测阵，由于换能器之间的间距大，从而提高探测精度，传统的探测声呐只有定向功能，使用延展翼挂载声呐后不仅精度高，同时可实现定向定位。
当潜航器运动时，该翼该可以收拢到潜航器的体内，从而不会影响潜航器的整体流体动力学性能，当需要进行高精度探测时，可展开该翼形成立体声学探测阵列，以此提高大深度下声学传感器的感知效果，以此提高探测精度。
传统的潜航器一旦成型，其上搭载的声学设备基本上都以固定，不能随便更换，而使用该延展翼后不受传感器的种类影响，换能器体积可以做的很小，对潜航器整体来说提高了性能。同时延展翼在不用时可以收拢与潜航器体内，不对潜航产生额外阻力，流体力学性能良好。
主要用应用于潜航器在海洋大深度下目标物搜寻探测过程时挂载小体积声呐换能器实现定位定向，进而把得到位置信息传输给潜航器，使得潜航器向目标物运动。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明延展状态的结构示意图；
图2附图为本发明收纳状态的结构示意图；
图3附图为复合翼结构的剖视图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种用于挂载声学传感器的潜航器延展翼，在其上可挂载小体积探测声呐换能器，形成立体声呐探测阵，由于换能器之间的间距大，从而提高探测精度；主要用应用于潜航器在海洋大深度下目标物搜寻探测过程时挂载小体积声呐换能器实现定位定向，进而把得到位置信息传输给潜航器，使得潜航器向目标物运动。
一种用于挂载声学传感器的潜航器延展翼，包括安装基板1和安装在安装基板1上的水平延展翼2和竖直延展翼3；
水平延展翼2包括第一支架21、水平延展臂22、水平翼23、水平延展臂驱动机构24和水平铰接杆25；其中水平延展臂22对称设置，分别铰接在第一支架21的两侧，水平翼23一端连接在水平延展臂22上；水平延展臂驱动机构24安装在第一支架21上，并且水平延展臂驱动机构24通过水平铰接杆25与水平延展臂22铰接；
竖直延展翼3包括第二支架31、竖直延展臂32、竖直翼33、竖直延展臂驱动机构34和竖直铰接杆35；其中竖直延展臂32一端铰接在安装基板1的底部，另一端与竖直翼33一端固定连接；第二支架31安装在安装基板1上，并且竖直延展臂驱动机构34安装在第二支架31上；安装基板1上开设有供竖直铰接杆35穿过的条形贯穿孔36，竖直延展臂驱动机构34通过竖直铰接杆35与竖直延展臂32铰接。
为了进一步优化上述技术方案，水平延展臂驱动机构24包括水平驱动电机241、水平丝杠242和水平丝杠滑块243，水平丝杠242与水平驱动电机241的旋转轴连接，水平丝杠滑块243安装在水平丝杠242上，水平丝杠滑块243的侧面与水平铰接杆25端部铰接，通过控制水平驱动电机241的转动带动水平丝杠242转动，驱动水平丝杠滑块243运动，进而使得万向节连杆带动水平延展臂22转动，最终带动水平翼23旋转，实现了收拢与展开这一动作。
为了进一步优化上述技术方案，竖直延展臂驱动机构34包括竖直驱动电机341、竖直丝杠342和竖直丝杠滑块343，竖直丝杠342与竖直驱动电机341的旋转轴连接，竖直丝杠滑块343安装在竖直丝杠342上，竖直丝杠滑块343的顶面与竖直铰接杆35端部铰接，通过控制竖直驱动电机341的转动带动竖直丝杠342转动，驱动竖直丝杠滑块343运动，进而使得万向节连杆带动竖直延展臂32转动，最终带动竖直翼33旋转，实现了收拢与展开这一动作。
为了进一步优化上述技术方案，安装基板1呈L形，水平延展翼2和竖直延展翼3分别安装在安装基板1的两个平面上。
为了进一步优化上述技术方案，水平铰接杆25和竖直铰接杆35均为两端设置万向节的万向节连杆；水平铰接杆25的两端分别与水平延展臂22和水平丝杠滑块243铰接；竖直铰接杆35的两端分别与竖直延展臂32和竖直丝杠滑块343铰接。
为了进一步优化上述技术方案，第一支架21两侧分别设置有用于对水平延展翼2进行限位的限位柱26。
为了进一步优化上述技术方案，水平翼23和竖直翼33处于收纳状态时，镶嵌于潜航器的外表面，以潜航器艇身处于同一平面，未有凸出，水平翼23总长度为4米，竖直翼33长度为1.5米，构成一个立体等腰三角形声呐探测阵，经计算，增大距离会使得精度更高，但由于通用潜航器尺寸限制，延展翼不易过大，否则无法安装，因此以6米长潜航器为参考计算分析出水平翼23与竖直翼33之间的小体积声呐换能器安装的最佳距离为4米与1.5米方可实现最佳探测效果；水平翼23和竖直翼33均为复合翼结构，且剖面为平椭圆型；复合翼结构采用铝合金方管5和半圆柱形深海固体浮力材料6构成，两个半圆柱形深海固体浮力材料6粘接在空心铝合金方管5的两侧。
为了进一步优化上述技术方案，水平翼23和竖直翼33的另一端分别安装有声学传感器4，声学传感器4的导线通过空心铝合金方管5的管腔进行走线，线缆可以从铝合金空心管中延伸到控制舱中，不外露，防止使用过程中的损伤。
铝合金空心方管、线缆、换能器在水中整体为负浮力处于下沉状态，因此使用正浮力的深海固体浮力材料6来平衡下沉力，是的延展翼型处于零浮力状态，从而不会改变潜航器的整体静力学状态。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种用于挂载声学传感器的潜航器延展翼，其特征在于，包括安装基板和安装在所述安装基板上的水平延展翼和竖直延展翼；
所述水平延展翼包括第一支架、水平延展臂、水平翼、水平延展臂驱动机构和水平铰接杆；其中所述水平延展臂对称设置，分别铰接在所述第一支架的两侧，所述水平翼一端连接在所述水平延展臂上；所述水平延展臂驱动机构安装在所述第一支架上，并且所述水平延展臂驱动机构通过所述水平铰接杆与所述水平延展臂铰接；
所述竖直延展翼包括第二支架、竖直延展臂、竖直翼、竖直延展臂驱动机构和竖直铰接杆；其中所述竖直延展臂一端铰接在所述安装基板的底部，另一端与所述竖直翼一端固定连接；所述第二支架安装在所述安装基板上，并且所述竖直延展臂驱动机构安装在所述第二支架上；所述安装基板上开设有供所述竖直铰接杆穿过的条形贯穿孔，所述竖直延展臂驱动机构通过所述竖直铰接杆与所述竖直延展臂铰接；
所述水平延展臂驱动机构包括水平驱动电机、水平丝杠和水平丝杠滑块，所述水平丝杠与所述水平驱动电机的旋转轴连接，所述水平丝杠滑块安装在所述水平丝杠上，所述水平丝杠滑块的侧面与所述水平铰接杆端部铰接；
所述竖直延展臂驱动机构包括竖直驱动电机、竖直丝杠和竖直丝杠滑块，所述竖直丝杠与所述竖直驱动电机的旋转轴连接，所述竖直丝杠滑块安装在所述竖直丝杠上，所述竖直丝杠滑块的顶面与所述竖直铰接杆端部铰接；
所述安装基板呈L形，所述水平延展翼和所述竖直延展翼分别安装在所述安装基板的两个平面上；
所述第一支架两侧分别设置有用于对所述水平延展翼进行限位的限位柱；
所述水平翼和所述竖直翼的另一端分别安装有声学传感器。
2.根据权利要求1所述的一种用于挂载声学传感器的潜航器延展翼，其特征在于，所述水平铰接杆和所述竖直铰接杆均为两端设置万向节的万向节连杆；所述水平铰接杆的两端分别与所述水平延展臂和所述水平丝杠滑块铰接；所述竖直铰接杆的两端分别与所述竖直延展臂和所述竖直丝杠滑块铰接。
3.根据权利要求1所述的一种用于挂载声学传感器的潜航器延展翼，其特征在于，所述水平翼和所述竖直翼均为复合翼结构，且剖面为平椭圆型；所述复合翼结构采用空心铝合金方管和半圆柱形深海固体浮力材料构成，两个半圆柱形深海固体浮力材料粘接在所述空心铝合金方管的两侧。
4.根据权利要求3所述的一种用于挂载声学传感器的潜航器延展翼，其特征在于，所述声学传感器的导线通过所述空心铝合金方管的管腔进行走线。
5.根据权利要求1所述的一种用于挂载声学传感器的潜航器延展翼，其特征在于，所述第一支架呈T字形，所述水平延展臂驱动机构安装在所述第一支架的长轴位置上，所述水平延展臂安装在短轴位置上；所述第二支架呈三角形，所述竖直延展臂驱动机构安装在所述第二支架的斜面上。
6.根据权利要求1所述的一种用于挂载声学传感器的潜航器延展翼，其特征在于，所述水平延展臂通过陶瓷轴承铰接在所述第一支架的两侧。
CN201911144316.7A 2019-11-20 2019-11-20 一种用于挂载声学传感器的潜航器延展翼 Active CN112824226B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911144316.7A CN112824226B (zh) 2019-11-20 2019-11-20 一种用于挂载声学传感器的潜航器延展翼

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911144316.7A CN112824226B (zh) 2019-11-20 2019-11-20 一种用于挂载声学传感器的潜航器延展翼

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112824226A CN112824226A (zh) 2021-05-21
CN112824226B true CN112824226B (zh) 2022-06-17

Family

ID=75907142

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911144316.7A Active CN112824226B (zh) 2019-11-20 2019-11-20 一种用于挂载声学传感器的潜航器延展翼

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112824226B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113734363B (zh) * 2021-11-08 2022-02-08 陕西易合交通科技有限公司 浮筏式潜航器水下定位导航系统挂载装置及挂载方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2412853A1 (fr) * 1977-12-20 1979-07-20 Inst Francais Du Petrole Sonar pour obtenir une representation topographique d'une surface immergee et des couches sous-jacentes
DE102011116613A1 (de) * 2011-10-20 2013-04-25 Atlas Elektronik Gmbh Unbemanntes Unterwasserfahrzeug und Verfahren zum Lokalisieren und Untersuchen eines am Gewässergrund eines Gewässers angeordenten Objekts sowie System mit dem unbemannten Unterwasserfahrzeug
CN205539451U (zh) * 2016-04-15 2016-08-31 青岛卓建海洋工程勘测技术有限公司 海洋勘探船底部声呐设备安装结构
CN108910032A (zh) * 2018-06-25 2018-11-30 哈尔滨工程大学 一种仿飞鱼可收缩式滑翔翼机器人
CN109747801A (zh) * 2019-01-25 2019-05-14 哈尔滨工程大学 一种用于水下滑翔机的四元十字阵声学检测系统
CN111874195A (zh) * 2020-08-11 2020-11-03 中国科学院沈阳自动化研究所 一种全海深近海底自主水下机器人结构

Also Published As

Publication number Publication date
CN112824226A (zh) 2021-05-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108639286B (zh) 一种四旋翼球状水下机器人的控制方法
US7874886B2 (en) Communication float
CN109367738B (zh) 一种水下自主作业机器人及其作业方法
CN104527953A (zh) 一种圆碟形水下滑翔器及其工作方法
CN108656885A (zh) 倾转旋翼海空两栖机器人
CN108394542B (zh) 一种波浪能驱动的仿蝠鲼水下推进装置
CN1709766A (zh) 浮力和推进器双驱动方式远程自治水下机器人
CN112824226B (zh) 一种用于挂载声学传感器的潜航器延展翼
JP2001515587A (ja) 係留型水質検査装置
CN109131807A (zh) 一种仿生蓝点魟水下推进器
CN111361702A (zh) 基于空化射流技术的船底清洗潜水器系统及其使用方法
CN110539867B (zh) 一种仿真水质检测机器海豚
CN103507938A (zh) 平台供应船的动力定位系统
JP2008120304A (ja) 水中航走体及び水中航走体の移動方法
CN111498066B (zh) 一种水下弱磁信号收集机器人及其探测目标物的方法
CN105752301A (zh) 自倾潜水器
US7311496B1 (en) Apparatus and method for generating electric energy in a fluid environment
CN112357028B (zh) 一种探测水下植物的航行器
CN207650654U (zh) 一种具有避障功能的水下无人测量船
CN108791767A (zh) 一种用于水下的探测拖体
CN111319740B (zh) 一种深海可延展艇体潜航器
CN203975197U (zh) 多组合推进式柔性仿生机器鱼
CN209366433U (zh) 一种仿生蓝点魟水下推进器
CN109050844B (zh) 一种观光潜水器
CN115871867A (zh) 一种适应水下复杂工作环境的检测和辅助作业机器人装置

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