CN114179635A - 一种三栖艇动力系统及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种三栖艇动力系统及其使用方法，涉及无人艇技术领域，针对现有的三栖艇在使用过程中出现掉落损坏很容易导致柴油泄漏污染环境和三栖艇停驶占用面积较大的问题，现提出如下方案，其包括三栖艇本体，所述三栖艇本体的内部安装有锂电池组，所述锂电池组用于该装置的电源供应，所述三栖艇本体的侧壁安装有伸缩机构，所述伸缩机构用于三栖艇本体两翼的收缩；所述伸缩机构包括滑动杆、固定杆和电动伸缩杆，且所述滑动杆远离固定杆的一端与三栖艇本体的两翼相连接。本发明三栖艇动力系统将柴油动力更换成锂电池组动力能够有效的减少柴油泄漏，且减少了环境的污染，同时也能够有效的减少停驶占用面积，方便使用。
Description
技术领域
本发明涉及无人艇技术领域，尤其涉及一种三栖艇动力系统及其使用方法。
背景技术
近年来海洋权益越来越受到各国重视，不仅军事装备的自动化、智能化、无人化趋势越来越明显，而且人们也开始追求更方便、更快捷的生活方式以及更加多样化的娱乐方式，用于海洋能源开发、海上巡航及海底勘测等用途的船舶和海洋结构物成为相关领域专家学者们的研究倾向，其中三栖艇的动力问题却一直备受学术界讨论，现已问世的三栖艇一般采用柴油机作为动力核心，以柴油作为动力的三栖艇在功能上更接近与船，与三栖艇能应对复杂情况初衷所违背，而三栖艇在海上出现损坏掉落很容易导致柴油泄漏污染海洋环境，并且三栖艇在停驶时，由于两翼较大从而导致占用的停驶面积较大，因此，为了解决此类问题，我们提出了一种三栖艇动力系统及其使用方法。
发明内容
本发明提出的一种三栖艇动力系统，解决了三栖艇在使用过程中出现掉落损坏很容易导致柴油泄漏污染环境和三栖艇停驶占用面积较大的问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种三栖艇动力系统，包括三栖艇本体，所述三栖艇本体的内部安装有锂电池组，所述锂电池组用于该装置的电源供应，所述三栖艇本体的侧壁安装有伸缩机构，所述伸缩机构用于三栖艇本体两翼的收缩；
所述伸缩机构包括滑动杆、固定杆和电动伸缩杆，所述滑动杆的一端与固定杆相连接，且所述滑动杆远离固定杆的一端与三栖艇本体的两翼相连接，所述固定杆远离滑动杆的一端与三栖艇本体相连接，所述电动伸缩杆套设在固定杆的内部。
优选的，所述滑动杆的顶端安装有直流电机，所述直流电机的输出端安装有飞行型螺旋桨，所述直流电机的型号为金刚3660直流无刷电机，所述飞行型螺旋桨的型号为Phantom4。
优选的，所述三栖艇本体的内部安装有交流电机，所述交流电机的输出端穿过三栖艇本体安装有水中螺旋桨，所述水中螺旋桨为CRM-0168型号的四叶螺旋桨作为水上推进系统的推进器。
优选的，所述电动伸缩杆的活塞杆端部与滑动杆相连接，所述电动伸缩杆远离滑动杆的一端与三栖艇本体相连接。
优选的，所述三栖艇本体的两翼底端安装有橡胶轮，所述橡胶轮以三栖艇本体的两翼呈对称设置。
优选的，所述锂电池组的电源输出端与DC-DC转换器相连接，且DC-DC转换器对电压和电流进行调节控制，而DC-DC转换器与DC-AC逆变器进行连接，DC-AC逆变器与交流电机相连接。
一种如上述的一种三栖艇动力系统的使用方法，其特征在于，包括如下:
通过锂电池组对该装置进行供电，且锂电池组输出直流电，通过DC-DC转换器对电压和电流进行调节控制，然后输送给DC-AC逆变器，若连接直流电机则不需要经过DC-AC逆变器，接着再输送给交流电机或者输送给脉冲宽度调制器，再输送给直流电机，而直流电机带动飞行型螺旋桨进行旋转驱动，然后通过交流电机带动水中螺旋桨进行旋转推进行驶。
还包括，使用时，通过启动电动伸缩杆，电动伸缩杆带动滑动杆在固定杆内部滑动，从而通过滑动杆将三栖艇本体的两翼进行收缩，从而能够有效的减少停驶占用面积
本发明的有益效果为：
1、通过锂电池组对该装置进行供电，且锂电池组输出直流电，通过DC-DC转换器对电压和电流进行调节控制，然后输送给DC-AC逆变器，若连接直流电机则不需要经过DC-AC逆变器，接着再输送给交流电机或者输送给脉冲宽度调制器，再输送给直流电机，而直流电机带动飞行型螺旋桨进行旋转驱动，然后通过交流电机带动水中螺旋桨进行旋转推进行驶，从而将柴油更换成锂电池组能够有效的减少环境的污染。
2、通过启动电动伸缩杆，电动伸缩杆带动滑动杆在固定杆内部滑动，从而通过滑动杆将三栖艇本体的两翼进行收缩，从而能够有效的减少停驶占用面积。
3、使用方法简单、有效。
综上所述，有效减少了环境的污染，同时也能够有效的减少停驶占用面积，方便使用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的拆分结构示意图。
图3为本发明的伸缩结构拆分示意图。
图4为本发明的结构正视图。
图5为本发明的锂电池组控制流程示意图。
图中标号：1、三栖艇本体；2、交流电机；3、伸缩机构；301、滑动杆；302、固定杆；303、电动伸缩杆；4、飞行型螺旋桨；5、水中螺旋桨；6、橡胶轮；7、锂电池组；8、直流电机。
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。
参照图1-图5所示，一种三栖艇动力系统，包括三栖艇本体1，所述三栖艇本体1的内部安装有锂电池组7，所述锂电池组7用于该装置的电源供应，所述三栖艇本体1的侧壁安装有伸缩机构3，所述伸缩机构3用于三栖艇本体1两翼的收缩；
所述伸缩机构3包括滑动杆301、固定杆302和电动伸缩杆303，所述滑动杆301的一端与固定杆302相连接，且所述滑动杆301远离固定杆302的一端与三栖艇本体1的两翼相连接，所述固定杆302远离滑动杆301的一端与三栖艇本体1相连接，所述电动伸缩杆303套设在固定杆302的内部。
如图2和图3所示，所述滑动杆301的顶端安装有直流电机8，所述直流电机8的输出端安装有飞行型螺旋桨4，所述直流电机8的型号为金刚3660直流无刷电机，所述飞行型螺旋桨4的型号为Phantom4，所述三栖艇本体1的内部安装有交流电机2，所述交流电机2的输出端穿过三栖艇本体1安装有水中螺旋桨5，所述水中螺旋桨5为CRM-0168型号的四叶螺旋桨作为水上推进系统的推进器，所述电动伸缩杆303的活塞杆端部与滑动杆301相连接，所述电动伸缩杆303远离滑动杆301的一端与三栖艇本体1相连接，所述水中螺旋桨5由桨毂和桨叶构成；其叶面是指从船艉向船艏方向看，所看到的桨叶面，其背面则称为叶背；桨叶与桨毂连接处通常称为叶根，桨叶的最外端称为叶梢；当水中螺旋桨5正向旋转时，与水先接触的螺旋桨边称为导边，后接触螺旋桨边称为随边；螺旋桨旋转时，叶梢的圆形轨迹称为梢圆，我们常说的螺旋桨的直径就是梢圆的直径，而螺旋桨盘面积就是梢圆的面积，三栖艇本体1于水上航行时，通过水中螺旋桨5动力推进，同时由飞行型螺旋桨4的差速旋转，利用船舶回转性使船舶作圆弧运动，以控制其于水面行驶时进行船舶避让、避碰、灵活掉头；
三栖无人艇可考虑单独飞行状态进行驱动，其驱动使用时，其重力全部依靠飞行型螺旋桨桨叶产生的升力以克服，因而该桨叶需要承受较大力与力矩，出于对结构强度考虑，螺旋桨桨叶选用炭纤维糊制，芯材使用的是桐木条，糊制使用的浆料则由环氧树脂和聚乙酰胺按1:1调制；需连接到桨毂的一端则预埋有带有小段弯曲的螺杆，其中弯曲段的设计是为了防止桨叶在快速旋转中从螺杆上滑脱；
处于悬停运动是三栖艇在悬停状态时，四个飞行型螺旋桨4的转速相等，前后端转速和左右端转速方向相反，产生上升的合力与自身重力相等，从而使得三栖艇总扭矩为零，三栖艇静止在空中，最终实现悬停状态；前后运动是三栖艇在水平面降低时前方两个电机转速减小升力，后方电机转速保持不变，保证反扭矩平衡；与俯仰远动同理，三栖艇将倾斜一定的角度，从而使三栖艇在水平方向上受到一定的力，从而实现向前飞行驱动行驶，向后飞行驱动行驶也是如此；
垂直运动是四个飞行翼的转速一致时，一起增加或减小四个飞行翼的转速，三栖艇将进行垂直运动，这是三栖艇最简单的实现，且最简易高度避障或其它需求的飞行垂直运动需求的状态；
俯仰运动是三栖艇的俯仰运动是在保持机身左右端螺旋桨转速不变的前提下，通过改变前后端螺旋桨转速形成前后旋翼升力差，从而在机身前后端对称轴上形成一定力矩，引起角方向上的角加速度实现控制的，减小三栖艇本体1船头两个飞行型螺旋桨4的转速，增加三栖艇本体1船尾两个飞行型螺旋桨4的转速，则该装置向前倾斜飞行驱动行驶；反之，则该装置向后倾斜飞行驱动行驶；
偏航运动是三栖艇的偏转运动是通过两两控制四个飞行型螺旋桨4转速实现控制的，当前后端螺旋桨的转速相等并大于左右端螺旋桨转速时，因为前者沿顺时针方向旋转，后者相反，总的反扭矩沿逆时针方向，引起逆时针偏航运动；反之，则会引起三栖艇的顺时针偏航运动；
如图4和图5所示，所述三栖艇本体1的两翼底端安装有橡胶轮6，所述橡胶轮6以三栖艇本体1的两翼呈对称设置，所述锂电池组7的电源输出端与DC-DC转换器相连接，且DC-DC转换器对电压和电流进行调节控制，而DC-DC转换器与DC-AC逆变器进行连接，DC-AC逆变器与交流电机2相连接，橡胶轮6以确保三栖艇本体1在陆面上稳定行驶，其动力来源于四个飞行型螺旋桨4，运行原理与飞行驱动相同。
工作原理：该装置在使用时，先将该装置移动至合适的位置，然后根据实际的需求选择行驶的方式，当需要行驶时，通过锂电池组7对该装置通电，且锂电池组7输出直流电，通过DC-DC转换器对电压和电流进行调节控制，然后输送给DC-AC逆变器，接着再输送给交流电机2或者输送给脉冲宽度调制器，若连接直流电机8则不需要经过DC-AC逆变器，同时DC-DC转换器直接输送给直流电机8，最后通过直流电机8带动飞行型螺旋桨4进行旋转，而交流电机2带动水中螺旋桨5进行旋转推进，飞行型螺旋桨4带动该装置进行起飞驱动，而该装置飞行驱动行驶的状态有悬停状态、前后运动、垂直运动、俯仰运动和偏航运动，五种运动状态，当该装置出现损坏掉落至水中时，该装置在打捞上来后电池仍然可以进行回收利用，从而减少了对环境的污染，当该装置使用完毕后进行停驶时，启动电动伸缩杆303，通过电动伸缩杆303带动滑动杆301在固定杆302内部进行伸缩，从而能够有效的将三栖艇本体1的两翼进行收缩停驶，减少了三栖艇停驶占用面积。
一种如上述的一种三栖艇动力系统的使用方法，包括如下:
通过锂电池组对该装置进行供电，且锂电池组输出直流电，通过DC-DC转换器对电压和电流进行调节控制，然后输送给DC-AC逆变器，若连接直流电机则不需要经过DC-AC逆变器，接着再输送给交流电机或者输送给脉冲宽度调制器，再输送给直流电机，而直流电机带动飞行型螺旋桨进行旋转驱动，然后通过交流电机带动水中螺旋桨进行旋转推进行驶；
通过水中螺旋桨5动力推进，同时由飞行型螺旋桨4的差速旋转，利用船舶回转性使船舶作圆弧运动，以控制其于水面行驶时进行船舶避让、避碰、灵活掉头；
该装置飞行驱动行驶的状态有悬停状态、前后运动、垂直运动、俯仰运动和偏航运动，五种运动状态；
使用时，通过启动电动伸缩杆，电动伸缩杆带动滑动杆在固定杆内部滑动，从而通过滑动杆将三栖艇本体的两翼进行收缩，从而能够有效的减少停驶占用面积。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种三栖艇动力系统，包括三栖艇本体(1)，其特征在于，所述三栖艇本体(1)的内部安装有锂电池组(7)，所述锂电池组(7)用于该装置的电源供应，所述三栖艇本体(1)的侧壁安装有伸缩机构(3)，所述伸缩机构(3)用于三栖艇本体(1)两翼的收缩；
所述伸缩机构(3)包括滑动杆(301)、固定杆(302)和电动伸缩杆(303)，所述滑动杆(301)的一端与固定杆(302)相连接，且所述滑动杆(301)远离固定杆(302)的一端与三栖艇本体(1)的两翼相连接，所述固定杆(302)远离滑动杆(301)的一端与三栖艇本体(1)相连接，所述电动伸缩杆(303)套设在固定杆(302)的内部。
2.根据权利要求1所述的一种三栖艇动力系统，其特征在于，所述滑动杆(301)的顶端安装有直流电机(8)，所述直流电机(8)的输出端安装有飞行型螺旋桨(4)，所述直流电机(8)的型号为金刚3660直流无刷电机，所述飞行型螺旋桨(4)的型号为Phantom4。
3.根据权利要求1所述的一种三栖艇动力系统，其特征在于，所述三栖艇本体(1)的内部安装有交流电机(2)，所述交流电机(2)的输出端穿过三栖艇本体(1)安装有水中螺旋桨(5)，所述水中螺旋桨(5)为CRM-0168型号的四叶螺旋桨作为水上推进系统的推进器。
4.根据权利要求1所述的一种三栖艇动力系统，其特征在于，所述电动伸缩杆(303)的活塞杆端部与滑动杆(301)相连接，所述电动伸缩杆(303)远离滑动杆(301)的一端与三栖艇本体(1)相连接。
5.根据权利要求1所述的一种三栖艇动力系统，其特征在于，所述三栖艇本体(1)的两翼底端安装有橡胶轮(6)，所述橡胶轮(6)以三栖艇本体(1)的两翼呈对称设置。
6.根据权利要求1所述的一种三栖艇动力系统，其特征在于，所述锂电池组(7)的电源输出端与DC-DC转换器相连接，且DC-DC转换器对电压和电流进行调节控制，而DC-DC转换器与DC-AC逆变器进行连接，DC-AC逆变器与交流电机(2)相连接。
7.一种如权利要求1～6任一所述的一种三栖艇动力系统的使用方法，其特征在于，包括如下:
通过锂电池组对该装置进行供电，且锂电池组输出直流电，通过DC-DC转换器对电压和电流进行调节控制，然后输送给DC-AC逆变器，若连接直流电机则不需要经过DC-AC逆变器，接着再输送给交流电机或者输送给脉冲宽度调制器，再输送给直流电机，而直流电机带动飞行型螺旋桨进行旋转驱动，然后通过交流电机带动水中螺旋桨进行旋转推进行驶。
8.根据权利要求7所述的一种三栖艇动力系统的使用方法，其特征在于，还包括，使用时，通过启动电动伸缩杆，电动伸缩杆带动滑动杆在固定杆内部滑动，从而通过滑动杆将三栖艇本体的两翼进行收缩，从而能够有效的减少停驶占用面积。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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