CN115593595A - 一种高机动长续航海洋湍流观测水下航行器及其工作方法 - Google Patents

一种高机动长续航海洋湍流观测水下航行器及其工作方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115593595A
CN115593595A CN202211383195.3A CN202211383195A CN115593595A CN 115593595 A CN115593595 A CN 115593595A CN 202211383195 A CN202211383195 A CN 202211383195A CN 115593595 A CN115593595 A CN 115593595A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cabin
driving
underwater vehicle
propeller
battery pack
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.)
Pending
Application number
CN202211383195.3A
Other languages
English (en)
Inventor
刘秀燕
郭亭亭
宋大雷
熊晓芸
周炜
鲍威
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.)
Qingdao University of Technology
Original Assignee
Qingdao University of Technology
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 Qingdao University of Technology filed Critical Qingdao University of Technology
Priority to CN202211383195.3A priority Critical patent/CN115593595A/zh
Publication of CN115593595A publication Critical patent/CN115593595A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63GOFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
    • B63G8/00Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
    • B63G8/14Control of attitude or depth
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63CLAUNCHING, HAULING-OUT, OR DRY-DOCKING OF VESSELS; LIFE-SAVING IN WATER; EQUIPMENT FOR DWELLING OR WORKING UNDER WATER; MEANS FOR SALVAGING OR SEARCHING FOR UNDERWATER OBJECTS
    • B63C11/00Equipment for dwelling or working underwater; Means for searching for underwater objects
    • B63C11/52Tools specially adapted for working underwater, not otherwise provided for
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63GOFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
    • B63G8/00Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
    • B63G8/001Underwater vessels adapted for special purposes, e.g. unmanned underwater vessels; Equipment specially adapted therefor, e.g. docking stations
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63GOFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
    • B63G8/00Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
    • B63G8/08Propulsion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63GOFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
    • B63G8/00Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
    • B63G8/14Control of attitude or depth
    • B63G8/22Adjustment of buoyancy by water ballasting; Emptying equipment for ballast tanks

Abstract

本发明公开一种高机动长续航海洋湍流观测水下航行器,包括观测舱、耐压舱和动力舱,耐压舱设置在观测舱和动力舱之间;在观测舱设置有测量传感器;在动力舱设置有推进器以及用于带动推进器相对于动力舱的轴线展开的驱动支架,驱动支架的一端与第一联轴器连接,第一联轴器与用于带动其旋转的旋转电机的转轴连接,旋转电机固定在动力舱上,推进器安装在驱动支架的另一端;在驱动支架上还设置有用于确保推进器的朝向始终与动力舱的轴线相平行的传动机构。本发明通过旋转电机和驱动支架的配合,可带动推进器在水下航行器的尾部自由展开及收回,该方式可以更好的利用推进器的推进效率,在提高航行器推进性能和姿态调节机动灵活性能的同时,尽可能减少水阻。

Description

一种高机动长续航海洋湍流观测水下航行器及其工作方法
技术领域
本发明涉及海洋湍流观测领域,具体地说是涉及一种高机动长续航海洋湍流观测水下航行器,以及该航行器的工作方法。
背景技术
海洋湍流是一种高度复杂的三维非稳态、带旋转的不规则流动,具有随机性、耗散性、三维矢量性。对海洋湍流信息的准确掌握,有助于人们加强对海洋气候和灾害预报体系的改进,推进对海洋可再生能源的利用。
海洋湍流的观测手段主要有拖曳或锚定式水平观测、自由落体垂直剖面观测以及水下航行器观测。其中,拖曳或锚定式水平观测系统具有体积大、难于布放回收、费用昂贵等缺点,而且该系统只能观测特定深度的湍流混合横向速度脉动,无法支撑剖面高分辨率、实时或准实时的大范围观测。自由落体垂直剖面观测系统由母船进行布放,其受海况、人员操作影响大,自主化程度低,缺乏机动性,作业效率低,仅能得到海洋湍流混合在单垂线通路上的纵向速度脉动和分布特征。水下航行器可实现大范围海域、长时间高时空分辨率的湍流横向和纵向同步立体观测,但现有水下航行器多为无动力,机动灵活性差,测量精度低;也有些带有自主动力的水下航行器,如在水下航行器的尾部设置推进器等,虽可提高航行器的机动灵活性,但对水下航行器主体推动的平稳性以及可调节性,均有待于进一步提升;而且航行器本体会对推进器的推进效率产生很大影响,导致航行器运动性能较弱,噪声也很大;当推进器开启时,如同步进行湍流测量,则推进器会对测量精度造成很大影响。
发明内容
基于上述技术问题,本发明提出一种高机动长续航海洋湍流观测水下航行器,以及该水下航行器的工作方法。
本发明所采用的技术解决方案是:
一种高机动长续航海洋湍流观测水下航行器,包括观测舱、耐压舱和动力舱,耐压舱设置在观测舱和动力舱之间;
在观测舱设置有测量传感器;
在动力舱设置有推进器以及用于带动推进器相对于动力舱的轴线展开的驱动支架,驱动支架的一端与第一联轴器连接,第一联轴器与用于带动其旋转的旋转电机的转轴连接,旋转电机固定在动力舱上,推进器安装在驱动支架的另一端;
在驱动支架上还设置有用于确保推进器的朝向始终与动力舱的轴线相平行的传动机构,所述传动机构包括第一驱动伞齿、第二驱动伞齿、第三驱动伞齿和第四驱动伞齿,第一驱动伞齿和第二驱动伞齿相啮合,第一驱动伞齿安装在第一联轴器上,第二驱动伞齿安装在驱动连杆的一端,驱动连杆设置在驱动支架上;第三驱动伞齿安装在驱动连杆的另一端,第三驱动伞齿与第四驱动伞齿相啮合,第四驱动伞齿安装在第二联轴器上,第二联轴器设置在驱动支架上,且推进器与第二联轴器相连接。
优选的,所述推进器设置四个,且沿动力舱的周圈对称布置,每一个推进器均与一套驱动支架和传动机构相连接。
优选的,所述推进器包括推进电机,推进电机的主体与第二联轴器连接,推进电机的转轴连接桨叶,在桨叶的外侧周圈设置有推进导流罩。
优选的,所述动力舱处于水下航行器的尾部,动力舱包括后导流罩,耐压舱包括耐压壳体,观测舱包括前导流罩,前导流罩、耐压壳体和后导流罩依次首尾连接,整体呈流线型;
前导流罩和后导流罩均为透水罩,耐压壳体为密封壳体;
在后导流罩上还设置有与推进器和驱动支架形状相适配,以方便推进器和驱动支架收纳至后导流罩内的槽口。
优选的,所述测量传感器包括湍流传感器、声学多普勒计程仪、温盐深仪、高度计和海流计,在观测舱还设置有安装支架,湍流传感器、声学多普勒计程仪、温盐深仪、高度计和海流计均设置在安装支架上,在安装支架上还设置有摄像机和补光灯。
优选的,所述耐压舱包括姿态调节舱和浮力驱动舱,浮力驱动舱设置于姿态调节舱和观测舱之间;
在姿态调节舱的内部设置有姿态调节机构,所述姿态调节机构包括移动电池包,移动电池包设置在移动支架上,在移动支架的中心穿过有支撑轴,移动支架与用于驱动其和移动电池包一起沿支撑轴轴向来回移动的轴向驱动机构连接;
所述轴向驱动机构包括俯仰调节电机,俯仰调节电机的转轴与第一传动齿轮组传动连接,在支撑轴上设置有与第一传动齿轮组相适配的齿条。
优选的,所述移动电池包呈月牙形,移动电池包还与用于驱动其沿姿态调节舱的周向偏转的偏转调节机构连接;
所述偏转调节机构包括横滚调节电机,横滚调节电机的转轴通过第二传动齿轮组与移动电池包传动连接。
优选的,在浮力驱动舱处设置有浮力驱动机构,所述浮力驱动机构包括内油馕和外油馕,内油馕设置在浮力驱动舱中,外油馕设置在观测舱中,在内油馕和外油馕之间连通有油路,在油路上设置有电磁阀和电机泵。
优选的,在浮力驱动舱的内部还设置有固定电池包。
如上所述的一种高机动长续航海洋湍流观测水下航行器的工作方法,包括以下步骤:
(1)需要控制水下航行器下潜时,启动姿态调节机构的俯仰调节电机,俯仰调节电机通过第一传动齿轮组和齿条的传动配合,带动移动电池包沿姿态调节舱的轴向移动,使得移动电池包移动至姿态调节舱的前部;
同时,打开电磁阀,在外部压力的作用下液压油由外油馕通过油路进入到内油馕;
(2)需要控制水下航行器水平航行时,控制俯仰调节电机反转,俯仰调节电机通过第一传动齿轮组和齿条的传动配合,带动移动电池包沿姿态调节舱的轴向移动,使得移动电池包移动至姿态调节舱的中部;
同时控制电机泵打开,将内油馕中的部分液压油打到外油馕;
(3)需要控制水下航行器上浮时,继续控制俯仰调节电机反向转动,俯仰调节电机通过第一传动齿轮组和齿条的传动配合,带动移动电池包沿姿态调节舱的轴向移动,使得移动电池包移动至姿态调节舱的后部;
同时控制电机泵打开,将内油馕中的液压油打到外油馕;
在水下航行器下潜、水平航行或上浮时,还通过横滚调节电机带动移动电池包沿姿态调节舱的周向偏转,以进行水下航行器的偏转调节;
(4)在水下航行器下潜、水平航行或上浮时,如需要增加水下航行器的机动性,则启动旋转电机,旋转电机带动驱动支架旋转,使得推进器在水下航行器的尾部展开,同时驱动支架在旋转过程中,旋转电机还通过传动机构带动推进器反向旋转相同角度,使得推进器的朝向始终与水下航行器的伸展方向相一致;
驱动支架调整好角度后,开启推进器;
(5)在水下航行器下潜、水平航行或上浮时,通过测量传感器进行海洋数据观测;当在观测过程中,需要降低水下航行器自身的干扰时,则关停推进器,并控制旋转电机反向转动,旋转电机带动驱动支架和其上的推进器收回至动力舱内。
本发明的有益技术效果是:
(1)本发明通过旋转电机和驱动支架的配合,可带动推进器在水下航行器的尾部自由展开及收回,该方式可以更好的利用推进器的推进效率,在提高航行器推进性能和姿态调节机动灵活性能的同时,尽可能减少水下航行器自身对推进器的来流造成的遮挡和水阻;本发明既能保证在观测湍流等微小海洋现象时通过收回推进器实现对周围水体的小干扰,也能实现观测赤潮等中大尺度的海洋现象时通过张开推进器完成对航行器的高机动驱动。
(2)本发明通过传动机构的设置,可确保推进器随着驱动支架旋转的过程中,也能够自身进行相应角度的反向转动,从而确保推进器的朝向始终与水下航行器的伸展方向一致,设计巧妙合理,操作简单方便,动作效率高,同时也省去了单独带动推进器旋转的电机,减少了电机安装数量,降低了成本,实用性强,利于工程实际应用和市场化推广。
(3)本发明可以实现四组平行式推进机构的独立调整,从而实现航行器艏向角和俯仰角的任意偏转力臂下的运动驱动。同时,配合推进器的转速偏差控制,可实现对航行器更灵活机动的驱动控制。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步说明:
图1为本发明水下航行器的外部结构示意图,图中示出推进器展开的第一种状态;
图2为图1的侧向视图;
图3为图1的后侧视图;
图4为本发明水下航行器省去耐压壳体后的结构原理示意图;
图5为图4的侧向第一角度视图;
图6为图4的侧向第二角度视图;
图7为图4的侧向第三角度视图;
图8为图4的侧向第四角度视图;
图9为本发明水下航行器省去耐压壳体和后导流罩的结构原理示意图;
图10为图9中的局部结构示意图,主要示出动力舱部分的结构;
图11为图9的另一角度视图;
图12为图11中的局部结构示意图,主要示出动力舱部分的结构;
图13为本发明水下航行器省去耐压壳体、后导流罩和前导流罩的结构原理示意图;
图14为图13的侧向视图;
图15为本发明水下航行器的外部结构示意图,图中示出推进器展开的第二种状态;
图16为本发明水下航行器的外部结构示意图,图中示出推进器展开的第三种状态;
图17为本发明水下航行器中推进器完全收回至动力舱内的状态视图。
具体实施方式
结合附图,一种高机动长续航海洋湍流观测水下航行器,包括观测舱1、耐压舱2和动力舱3,耐压舱2设置在观测舱1和动力舱3之间。在观测舱1设置有测量传感器。在动力舱3设置有推进器4以及用于带动推进器4相对于动力舱3的轴线展开的驱动支架5,驱动支架5的一端与第一联轴器6连接,第一联轴器6与用于带动其旋转的旋转电机7的转轴连接,旋转电机7固定在动力舱上,推进器4安装在驱动支架5的另一端。
在驱动支架5上还设置有用于确保推进器4的朝向始终与动力舱3或者说水下航行器的轴线相平行的传动机构8。所述传动机构8包括第一驱动伞齿801、第二驱动伞齿802、第三驱动伞齿803和第四驱动伞齿804,第一驱动伞齿801和第二驱动伞齿802相啮合,第一驱动伞齿801安装在第一联轴器6上,第二驱动伞齿802安装在驱动连杆805的一端,驱动连杆805设置在驱动支架5上,驱动连杆805的伸展方向与驱动支架5的伸展方向相同。第三驱动伞齿803安装在驱动连杆805的另一端,第三驱动伞齿803与第四驱动伞齿804相啮合,第四驱动伞齿804安装在第二联轴器上,第二联轴器设置在驱动支架5上,且推进器4与第二联轴器相连接。
在水下航行器下潜、水平航行或上浮时,如需要增加水下航行器的机动性,则启动旋转电机7,旋转电机7带动驱动支架5旋转,使得推进器4在水下航行器的尾部展开。同时驱动支架5在旋转过程中,旋转电机7还通过传动机构8带动推进器4反向旋转相同角度,使得推进器4的朝向始终与水下航行器的伸展方向相一致。驱动支架5的伸展角度调整到所需位置后,开启推进器4。
本发明通过旋转电机7和驱动支架5的配合,可带动推进器4在水下航行器的尾部自由展开及收回,该方式可以更好的利用推进器的推进效率,尽可能减少水下航行器自身对推进器的来流造成的遮挡和水阻。本发明既能保证在观测湍流等微小海洋现象时通过收回推进器实现对周围水体的小干扰,也能实现观测赤潮等中大尺度的海洋现象时通过张开推进器完成对航行器的高机动驱动。本发明还通过传动机构8的设置,可确保推进器4随着驱动支架5旋转的过程中,也能够自身进行相应角度的反向转动,从而确保推进器的朝向始终与水下航行器的伸展方向一致,设计巧妙合理,操作简单方便,动作效率高,同时也省去了单独配置可带动推进器旋转的电机,减少了电机安装数量,降低了成本,实用性强,利于工程实际应用和市场化推广。
作为对本发明的进一步设计,所述推进器4设置四个,且沿动力舱的周圈对称布置,每一个推进器均与一套驱动支架和传动机构相连接。本发明可以实现四组平行式推进机构的独立调整,从而实现航行器艏向角和俯仰角的任意偏转力臂下的运动驱动。同时,配合推进器的转速偏差控制,可实现对航行器更灵活机动的驱动控制。当然,推进器的设置数量也可根据需要进行相应增减。
上述推进器4包括推进电机401,推进电机的主体与第二联轴器连接,推进电机的转轴连接桨叶402,在桨叶402的外侧周圈设置有推进导流罩403。推进器启动时,推进电机401通过转轴带动桨叶402旋转,进而给水下航行器施加推动力。
更进一步的,所述动力舱3处于水下航行器的尾部,动力舱3包括后导流罩301,耐压舱2包括耐压壳体201,观测舱1包括前导流罩101,前导流罩101、耐压壳体201和后导流罩301依次首尾连接,整体呈流线型,可降低前进阻力。前导流罩101和后导流罩301均为透水罩,与海水环境连通。耐压壳体201为密封壳体。在后导流罩301上还设置有与推进器4和驱动支架5形状相适配,以方便推进器4和驱动支架5收纳至后导流罩内的槽口302。通过槽口302的设置,可在不需使用推进器4时,将其与驱动支架5一并收纳至后导流罩内,从而使水下航行器整体呈流线型,尽可能降低阻力以及对前部测量传感器等造成的干扰。
上述测量传感器包括湍流传感器9、声学多普勒计程仪10、温盐深仪11、高度计12和海流计13,在观测舱1处还设置有安装支架102,湍流传感器9、声学多普勒计程仪10、温盐深仪11、高度计12和海流计13均设置在安装支架102上。在安装支架102上还设置有摄像机和补光灯14。通过湍流传感器9等可随着水下航行器航行,对海洋进行湍流等数据观测。所述测量传感器还包括有深度传感器15,深度传感器15设置在动力舱3中。
进一步的,所述耐压舱2包括姿态调节舱202和浮力驱动舱203,浮力驱动舱203设置于姿态调节舱202和观测舱1之间。在姿态调节舱202的内部设置有姿态调节机构,所述姿态调节机构包括移动电池包2021,移动电池包2021设置在移动支架2022上,在移动支架2022的中心穿过有支撑轴2023,移动支架2022与用于驱动其和移动电池包一起沿支撑轴2023轴向来回移动的轴向驱动机构连接。所述轴向驱动机构包括俯仰调节电机2024,俯仰调节电机2024的转轴与第一传动齿轮组2025传动连接,在支撑轴上设置有与第一传动齿轮组2025相适配的齿条2026。俯仰调节电机2024通过第一传动齿轮组2025和齿条2026的传动配合,可带动移动电池包2021沿姿态调节舱的轴向移动,使得移动电池包2021移动至姿态调节舱的前部、中部或后部,从而实现上浮、水平航行或下潜的不同姿态航行。
更进一步的,所述移动电池包2021呈月牙形,移动电池包2021还与用于驱动其沿姿态调节舱的周向偏转的偏转调节机构连接。所述偏转调节机构包括横滚调节电机2027,横滚调节电机2027的转轴通过第二传动齿轮组2028与移动电池包2021传动连接。在水下航行器下潜、水平航行或上浮时,还通过横滚调节电机2027带动移动电池包2021沿姿态调节舱的周向偏转,改变重心,以进行水下航行器的偏转调节。
进一步的,在浮力驱动舱203处设置有浮力驱动机构,所述浮力驱动机构包括内油馕2031和外油馕2032,内油馕2031设置在浮力驱动舱203中,外油馕2032设置在观测舱1中。在内油馕2031和外油馕2032之间连通有油路2033,在油路2033上设置有电磁阀2034和电机泵2035。通过控制油路2033上的电磁阀2034和电机泵2035,可控制内油馕2031和外油馕2032之间油量的切换,进而改变浮力大小,实现浮力驱动调节。
更进一步的,在浮力驱动舱203的内部还设置有固定电池包16,以增加续航能力。当然,在动力舱3的尾部还设置有天线17,在浮力驱动舱203的内部还设置有控制装置等,在此不再进行详细说明。
本发明还提供一种上述高机动长续航海洋湍流观测水下航行器的工作方法,包括以下步骤:
(1)需要控制水下航行器下潜时,启动姿态调节机构的俯仰调节电机2024,俯仰调节电机2024通过第一传动齿轮组2025和齿条2026传动配合,带动移动电池包2021沿姿态调节舱的轴向移动,使得移动电池包2021移动至姿态调节舱202的前部,即靠近浮力驱动舱203的位置处。同时,打开电磁阀2034,在外部压力的作用下液压油由外油馕2032通过油路2033进入到内油馕2031。
(2)需要控制水下航行器水平航行时,控制俯仰调节电机2024反转,俯仰调节电机2024通过第一传动齿轮组2025和齿条2026的传动配合,带动移动电池包2021沿姿态调节舱的轴向移动,使得移动电池包移动至姿态调节舱的中部。同时控制电机泵2035打开,将内油馕2031中的部分液压油打到外油馕2032。
(3)需要控制水下航行器上浮时,继续控制俯仰调节电机2024反向转动,俯仰调节电机2024通过第一传动齿轮组2025和齿条2026的传动配合,带动移动电池包2021沿姿态调节舱的轴向移动,使得移动电池包2021移动至姿态调节舱202的后部,即靠近动力舱3的位置处。同时控制电机泵2035打开,将内油馕2031中的液压油打到外油馕2032。
在水下航行器下潜、水平航行或上浮时,还通过横滚调节电机2027带动移动电池包2021沿姿态调节舱202的周向偏转,以进行水下航行器的偏转调节。
(4)在水下航行器下潜、水平航行或上浮时,如需要增加水下航行器的机动性,则启动旋转电机7,旋转电机7带动驱动支架5旋转,使得推进器4在水下航行器的尾部展开。同时驱动支架5在旋转过程中,旋转电机7还通过传动机构8带动推进器4反向旋转相同角度,使得推进器4的朝向始终与水下航行器的伸展方向相一致。驱动支架5调整好角度后,开启推进器4。
(5)在水下航行器下潜、水平航行或上浮时,通过测量传感器如湍流传感器9、声学多普勒计程仪10、温盐深仪11等进行海洋数据观测。当在观测过程中,需要降低水下航行器自身的干扰时,则关停推进器4,并控制旋转电机7反向转动,旋转电机7带动驱动支架5和其上的推进器4收回至动力舱3内。
上述方式中未述及的部分采取或借鉴已有技术即可实现。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种高机动长续航海洋湍流观测水下航行器,其特征在于:包括观测舱、耐压舱和动力舱,耐压舱设置在观测舱和动力舱之间;
在观测舱设置有测量传感器;
在动力舱设置有推进器以及用于带动推进器相对于动力舱的轴线展开的驱动支架,驱动支架的一端与第一联轴器连接,第一联轴器与用于带动其旋转的旋转电机的转轴连接,旋转电机固定在动力舱上,推进器安装在驱动支架的另一端;
在驱动支架上还设置有用于确保推进器的朝向始终与动力舱的轴线相平行的传动机构,所述传动机构包括第一驱动伞齿、第二驱动伞齿、第三驱动伞齿和第四驱动伞齿,第一驱动伞齿和第二驱动伞齿相啮合,第一驱动伞齿安装在第一联轴器上,第二驱动伞齿安装在驱动连杆的一端,驱动连杆设置在驱动支架上;第三驱动伞齿安装在驱动连杆的另一端,第三驱动伞齿与第四驱动伞齿相啮合,第四驱动伞齿安装在第二联轴器上,第二联轴器设置在驱动支架上,且推进器与第二联轴器相连接。
2.根据权利要求1所述的一种高机动长续航海洋湍流观测水下航行器,其特征在于:所述推进器设置四个,且沿动力舱的周圈对称布置,每一个推进器均与一套驱动支架和传动机构相连接。
3.根据权利要求1所述的一种高机动长续航海洋湍流观测水下航行器,其特征在于:所述推进器包括推进电机,推进电机的主体与第二联轴器连接,推进电机的转轴连接桨叶,在桨叶的外侧周圈设置有推进导流罩。
4.根据权利要求1所述的一种高机动长续航海洋湍流观测水下航行器,其特征在于:所述动力舱处于水下航行器的尾部,动力舱包括后导流罩,耐压舱包括耐压壳体,观测舱包括前导流罩,前导流罩、耐压壳体和后导流罩依次首尾连接,整体呈流线型;
前导流罩和后导流罩均为透水罩,耐压壳体为密封壳体;
在后导流罩上还设置有与推进器和驱动支架形状相适配,以方便推进器和驱动支架收纳至后导流罩内的槽口。
5.根据权利要求1所述的一种高机动长续航海洋湍流观测水下航行器,其特征在于:所述测量传感器包括湍流传感器、声学多普勒计程仪、温盐深仪、高度计和海流计,在观测舱还设置有安装支架,湍流传感器、声学多普勒计程仪、温盐深仪、高度计和海流计均设置在安装支架上,在安装支架上还设置有摄像机和补光灯。
6.根据权利要求1所述的一种高机动长续航海洋湍流观测水下航行器,其特征在于:所述耐压舱包括姿态调节舱和浮力驱动舱,浮力驱动舱设置于姿态调节舱和观测舱之间;
在姿态调节舱的内部设置有姿态调节机构,所述姿态调节机构包括移动电池包,移动电池包设置在移动支架上,在移动支架的中心穿过有支撑轴,移动支架与用于驱动其和移动电池包一起沿支撑轴轴向来回移动的轴向驱动机构连接;
所述轴向驱动机构包括俯仰调节电机,俯仰调节电机的转轴与第一传动齿轮组传动连接,在支撑轴上设置有与第一传动齿轮组相适配的齿条。
7.根据权利要求6所述的一种高机动长续航海洋湍流观测水下航行器,其特征在于:所述移动电池包呈月牙形,移动电池包还与用于驱动其沿姿态调节舱的周向偏转的偏转调节机构连接;
所述偏转调节机构包括横滚调节电机,横滚调节电机的转轴通过第二传动齿轮组与移动电池包传动连接。
8.根据权利要求6所述的一种高机动长续航海洋湍流观测水下航行器,其特征在于:在浮力驱动舱处设置有浮力驱动机构,所述浮力驱动机构包括内油馕和外油馕,内油馕设置在浮力驱动舱中,外油馕设置在观测舱中,在内油馕和外油馕之间连通有油路,在油路上设置有电磁阀和电机泵。
9.根据权利要求6所述的一种高机动长续航海洋湍流观测水下航行器,其特征在于:在浮力驱动舱的内部还设置有固定电池包。
10.如权利要求1-9中任一权利要求所述的一种高机动长续航海洋湍流观测水下航行器的工作方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)需要控制水下航行器下潜时,启动姿态调节机构的俯仰调节电机,俯仰调节电机通过第一传动齿轮组和齿条的传动配合,带动移动电池包沿姿态调节舱的轴向移动,使得移动电池包移动至姿态调节舱的前部;
同时,打开电磁阀,在外部压力的作用下液压油由外油馕通过油路进入到内油馕;
(2)需要控制水下航行器水平航行时,控制俯仰调节电机反转,俯仰调节电机通过第一传动齿轮组和齿条的传动配合,带动移动电池包沿姿态调节舱的轴向移动,使得移动电池包移动至姿态调节舱的中部;
同时控制电机泵打开,将内油馕中的部分液压油打到外油馕;
(3)需要控制水下航行器上浮时,继续控制俯仰调节电机反向转动,俯仰调节电机通过第一传动齿轮组和齿条的传动配合,带动移动电池包沿姿态调节舱的轴向移动,使得移动电池包移动至姿态调节舱的后部;
同时控制电机泵打开,将内油馕中的液压油打到外油馕;
在水下航行器下潜、水平航行或上浮时,还通过横滚调节电机带动移动电池包沿姿态调节舱的周向偏转,以进行水下航行器的偏转调节;
(4)在水下航行器下潜、水平航行或上浮时,如需要增加水下航行器的机动性,则启动旋转电机,旋转电机带动驱动支架旋转,使得推进器在水下航行器的尾部展开,同时驱动支架在旋转过程中,旋转电机还通过传动机构带动推进器反向旋转相同角度,使得推进器的朝向始终与水下航行器的伸展方向相一致;
驱动支架调整好角度后,开启推进器;
(5)在水下航行器下潜、水平航行或上浮时,通过测量传感器进行海洋数据观测;当在观测过程中,需要降低水下航行器自身的干扰时,则关停推进器,并控制旋转电机反向转动,旋转电机带动驱动支架和其上的推进器收回至动力舱内。
CN202211383195.3A 2022-11-07 2022-11-07 一种高机动长续航海洋湍流观测水下航行器及其工作方法 Pending CN115593595A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211383195.3A CN115593595A (zh) 2022-11-07 2022-11-07 一种高机动长续航海洋湍流观测水下航行器及其工作方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211383195.3A CN115593595A (zh) 2022-11-07 2022-11-07 一种高机动长续航海洋湍流观测水下航行器及其工作方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115593595A true CN115593595A (zh) 2023-01-13

Family

ID=84852785

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211383195.3A Pending CN115593595A (zh) 2022-11-07 2022-11-07 一种高机动长续航海洋湍流观测水下航行器及其工作方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115593595A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116605386A (zh) * 2023-07-17 2023-08-18 国家深海基地管理中心 一种水下移动式观测平台及其使用方法
CN117429591A (zh) * 2023-12-22 2024-01-23 青岛国数信息科技有限公司 一种水下可扩展主动声呐航行器
CN117657402A (zh) * 2024-01-31 2024-03-08 青岛哈尔滨工程大学创新发展中心 一种水下巡航器以及控制方法
CN117698971A (zh) * 2024-02-05 2024-03-15 青岛国数信息科技有限公司 一种声阵列旋翼可伸缩的水下航行器
CN117657402B (zh) * 2024-01-31 2024-04-19 青岛哈尔滨工程大学创新发展中心 一种水下巡航器以及控制方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116605386A (zh) * 2023-07-17 2023-08-18 国家深海基地管理中心 一种水下移动式观测平台及其使用方法
CN116605386B (zh) * 2023-07-17 2023-09-19 国家深海基地管理中心 一种水下移动式观测平台及其使用方法
CN117429591A (zh) * 2023-12-22 2024-01-23 青岛国数信息科技有限公司 一种水下可扩展主动声呐航行器
CN117657402A (zh) * 2024-01-31 2024-03-08 青岛哈尔滨工程大学创新发展中心 一种水下巡航器以及控制方法
CN117657402B (zh) * 2024-01-31 2024-04-19 青岛哈尔滨工程大学创新发展中心 一种水下巡航器以及控制方法
CN117698971A (zh) * 2024-02-05 2024-03-15 青岛国数信息科技有限公司 一种声阵列旋翼可伸缩的水下航行器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN115593595A (zh) 一种高机动长续航海洋湍流观测水下航行器及其工作方法
CN109250054B (zh) 一种可变翼形双功能深海无人潜航器及其工作方法
CN109703705B (zh) 一种半潜式无人平台
CN100357155C (zh) 浮力和推进器双驱动方式远程自治水下机器人
CN100443369C (zh) 深海太阳能潜水器
CN103832564B (zh) 一种梭形水下滑翔器设计及控制方法
CN202896863U (zh) 一种混合型水下航行探测器
CN102862667A (zh) 混合型水下航行探测器
CN108656885A (zh) 倾转旋翼海空两栖机器人
CN103921921A (zh) 吊舱式全回转泵喷射矢量推进器
CN103507929A (zh) 组合翼抗流型水下滑翔机
CN110282100A (zh) 鱼雷型主体多自由度操纵的水下航行器
CN103303468A (zh) 喷气动力陆海空多用途垂直起降装置
CN114475989B (zh) 一种海洋集群观测方法
CN113697077B (zh) 用于航行器的推进装置、航行器及用于航行器的控制方法
CN109895980A (zh) 一种具有矢量推进功能的小型水下机器人
CN113665749B (zh) 航行器
RU203080U1 (ru) Малогабаритный телеуправляемый необитаемый подводный аппарат с раздельным управлением движителей
CN114435044A (zh) 一种可变体的跨介质航行器
CN117429591A (zh) 一种水下可扩展主动声呐航行器
CN116872661B (zh) 一种海洋航行器
CN112357028B (zh) 一种探测水下植物的航行器
CN112356041A (zh) 一种八自由度的新型潜水机器人
CN218198782U (zh) 一种高机动长续航海洋湍流观测水下航行器
CN110406652B (zh) 一种用于深海多关节潜器的两自由度关节

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