CN203921174U - 一种四旋翼水下航行器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种四旋翼水下航行器，采用两个舱盖上下扣合胶接并通过螺栓固连；中心支架安装在上下舱盖之间,摄像头与照明灯固定在支架平板上,控制模块安装在中心支架内,四个导流管依中心支架周向均布安装在下舱盖上；光敏开关固定在两个导流管之间,电池与光敏开关依中心支架对称固定安装在下舱盖上；电机密封舱通过肋板焊接在导流管内，电机输出轴与螺旋桨固连；照明灯与摄像头主板连接，控制模块输出信号,控制四组电机及螺旋桨组合旋转，驱动航行器升降，前进后退，左右旋转运动，实现水下航行器在无转弯半径条件下的矢量推进。水下航行器结构简单，操作灵活，为水下探测活动及科研工作提供便捷,具有广泛的应用前景。

Description

一种四旋翼水下航行器

技术领域

本实用新型属于水下航行器技术领域，具体地说,涉及一种四旋翼矢量推进的水下航行器。

背景技术

水下航行器作为一种水下无人智能移动平台，其驱动装置多采用螺旋桨推进装置。特别是在海底地形复杂，存在暗流、浪、涌的区域对水下航行器的操纵性能提出较高要求。要完成海洋某些参数的测量，海底信息调查，定点考察作业任务，则要求水下航行器在低速条件下应具有良好的机动性和稳定性。目前，采用螺旋桨推进的传统的水下航行器,配备有一个尾浆和多组舵片。它们是通过控制电机和舵机来改变螺旋桨转速和舵片舵角，从而控制水下航行器的姿态和位置。但是，这种控制姿态方式及传统的水下航行器造型,不可避免地导致水下航行器存在转弯半径大，从而限制了水下航行器在航行时的机动性。

发明专利200910042922中公开了一种用于水下推进器的倾转旋翼矢量推进装置，这种倾转旋翼矢量推进装置通过电机自身绕固定轴转动,使自由度增加,以实现矢量推进，但推进装置结构复杂，而且水下推进器存在转弯半径较大，限制了航行器的机动性和航速。

实用新型内容

为了避免现有技术存在的不足,克服传统的水下航行器的推进方式存在转弯半径较大，机动性受限的问题，本实用新型提出一种四旋翼水下航行器，该水下航行器推进方式转向简单,可实现无转弯半径的前后、左右航行及上下浮沉。水下航行器结构简单，机动性和灵活性较高。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:包括上球形密封舱、上法兰、上舱盖、电机密封舱、导流管、光敏开关、下球形密封舱、控制模块、下舱盖、电池、摄像头、照明灯、紧固螺栓，中心支架、支架平板、下法兰、螺旋桨,上球形密封舱与上法兰胶合连接,位于上舱盖顶部，下球形密封舱与下法兰胶合连接，位于下舱盖中心部位，上舱盖与下舱盖扣合胶接，上法兰与下法兰通过紧固螺栓固连；所述中心支架为两层圆形框架结构,位于上舱盖与下舱盖之间,中心支架的上层框架小于下层框架，照明灯与摄像头通过安装板和螺钉固定在支架平板上,照明灯与摄像头主板连接，控制模块通过螺栓固定在中心支架内,四个导流管依中心支架周向均布安装在下舱盖上，光敏开关位于两个导流管之间,电池与光敏开关依中心支架对称安装,电池与光敏开关通过安装板和螺钉固连在下舱盖上，上下舱盖扣合后,导流管与上舱盖胶合连接；所述电机密封舱通过四个肋板焊接在导流管内，电机安装在电机密封舱内，螺旋桨与电机输出轴固连；控制模块输出信号,控制四组电机与螺旋桨组合旋转，驱动航行器升降，前进后退，左右旋转运动。

上舱盖与下舱盖之间有密封垫圈。

有益效果

本实用新型提出的一种四旋翼水下航行器，采用两个舱盖上下扣合胶接,上下舱盖通过上下法兰与紧固螺栓固连，中心支架安装在上下舱盖之间,摄像头与照明灯通过安装板和螺钉固定在上层框架支架平板上,照明灯与摄像头主板连接，控制模块固定安装在中心支架内,四个导流管依中心支架周向均布安装在下盖上；光敏开关固定在两个导流管之间,电池与光敏开关依中心支架对称安装,电池与光敏开关固连在下盖上；电机密封舱通过四个肋板焊接在导流管内，电机固定安装在电机密封舱内，螺旋桨与电机输出轴固连；控制模块输出信号,控制四组电机及螺旋桨旋转，驱动航行器升降，前进后退，左右旋转运动，实现水下航行器在无转弯半径条件下的矢量推进。本实用新型四旋翼水下航行器结构简单，操作方便，运动灵活；为水下探测活动及科研工作提供便捷,具有广泛的应用前景。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本实用新型一种四旋翼水下航行器作进一步的详细说明。

图1为本实用新型四旋翼水下航行器结构示意图。

图2为本实用新型的上舱盖与电机密封舱结构示意图。

图3为本实用新型的下舱盖与螺旋桨结构示意图。

图中:

1.上球形密封舱 2.上法兰 3.上舱盖 4.电机密封舱 5.导流管 6.光敏开关7.下球形密封舱 8.控制模块 9.下舱盖 10.电池 11.摄像头 12.照明灯13.紧固螺栓 14.中心支架 15.支架平板 16.下法兰 17.螺旋桨

具体实施方式

本实施例是一种四旋翼水下航行器。

参阅图1、图2、图3，本实施例四旋翼水下航行器由上球形密封舱1、上法兰2、上舱盖3、电机密封舱4、导流管5、光敏开关6、下球形密封舱7、控制模块8、下舱盖9、电池10、摄像头11、照明灯12、紧固螺栓13，中心支架14、支架平板15,下法兰16，螺旋桨17组成。上球形密封舱1与上法兰2胶合连接,固定在上舱盖3顶部，下球形密封舱1与下法兰16胶合连接，固定在下舱盖9中心部位，上舱盖3与下舱盖9扣合胶接，上舱盖与下舱盖之间有密封垫圈，上法兰2与下法兰16通过紧固螺栓13固定连接，航行器整体实现飞碟曲面造型，加强了航行器的水下抗压能力。中心支架14固定安装在上舱盖3与下舱盖9之间,中心支架14为两层圆柱形框架结构,上层框架小于下层框架,摄像头11与照明灯12通过安装板和螺钉固定在上层框架支架平板15上,照明灯12与摄像头11主板连接，当航行器处在深水区不见光线时，照明灯12由光敏开关6接通电路亮起，摄像头11在有光线的情况下工作；浅水区时，照明灯则不会亮起，摄像头11在可见光的照射下工作。控制模块8通过螺栓固定安装在中心支架14内,四个导流管5依中心支架14周向均布固定在下舱盖9上，导流管5实现航行器的螺旋桨17喷射流导流，从而提高螺旋桨17的工作效率，增大螺旋桨17的推力。光敏开关6固定在两个导流管5之间,电池10与光敏开关6依中心支架14对称安装,电池10与光敏开关6通过安装板和螺钉固连在下舱盖9上，电机密封舱4通过四个肋板焊接在导流管5内，电机固定安装在电机密封舱4内，螺旋桨17与电机输出轴固定连接；上舱盖3与下舱盖9扣合后,导流管5与上舱盖3胶合连接。控制模块8输出信号，控制四组电机与螺旋桨组合旋转，驱动航行器升降，前进后退，左右旋转运动；实现水下航行器在无转弯半径条件下的矢量推进。

控制运动过程:

控制模块输出信号，驱使四组电机与螺旋桨组合转动，进而带动螺旋桨产生推力差值，控制实现水下航行器升降，前进后退，左右旋转运动。

(1)垂直运动:航行器在垂直运动时，有两对位于对角线上的电机转向相反，以平衡其对机身的反扭矩，同时增加四个电机的输出功率，旋翼转速增加使得总的拉力增大，当总拉力足以克服整机的重量时，四旋翼水下航行器离开水底垂直上升；反之，同时减小四个电机的输出功率，四旋翼水下航行器则垂直下降，直至平衡下落，实现垂直运动。

(2)俯仰运动:航行器在俯仰运动时，一对角线上两电机分别实现转速上升和转速下降，另一对角线上的两个电机的转速保持不变；为了不因为旋翼转速的改变引起四旋翼水下航行器整体扭矩及总拉力改变，转速改变量的大小应相等。转速改变产生的不平衡力矩使机身发生偏转，进而实现转向运动。

(3)前后运动:实现水下航行器在水平面内前后、左右的运动，必须在水平面内对水下航行器施加一定的力；当实现俯仰运动后，航行器姿态发生改变，进而加大功率，则航行器由此姿态所对应的方向前进。

Claims (2)

1.一种四旋翼水下航行器，其特征在于:包括上球形密封舱、上法兰、上舱盖、电机密封舱、导流管、光敏开关、下球形密封舱、控制模块、下舱盖、电池、摄像头、照明灯、紧固螺栓，中心支架、支架平板、下法兰、螺旋桨,上球形密封舱与上法兰胶合连接,位于上舱盖顶部，下球形密封舱与下法兰胶合连接，位于下舱盖中心部位，上舱盖与下舱盖扣合胶接，上法兰与下法兰通过紧固螺栓固连；所述中心支架为两层圆形框架结构,位于上舱盖与下舱盖之间,中心支架的上层框架小于下层框架，照明灯与摄像头通过安装板和螺钉固定在支架平板上,照明灯与摄像头主板连接，控制模块通过螺栓固定在中心支架内,四个导流管依中心支架周向均布安装在下舱盖上，光敏开关位于两个导流管之间,电池与光敏开关依中心支架对称安装,电池与光敏开关通过安装板和螺钉固连在下舱盖上，上下舱盖扣合后,导流管与上舱盖胶合连接；所述电机密封舱通过四个肋板焊接在导流管内，电机安装在电机密封舱内，螺旋桨与电机输出轴固连；控制模块输出信号,控制四组电机与螺旋桨组合旋转，驱动航行器升降，前进后退，左右旋转运动。

2.根据权利要求1所述的四旋翼水下航行器，其特征在于:上舱盖与下舱盖之间有密封垫圈。