CN205675209U - 非固定翼及其水下滑翔机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及海洋环境监控技术领域，具体而言，涉及非固定翼及其水下滑翔机，所述非固定翼包括机翼套筒和机翼，所述机翼套筒的两侧对称设置有连接部，所述机翼的横截面形状为翼型，所述机翼通过可弯曲的弹性连接部件与所述连接部相连接，所述非固定翼通过紧固件固定在所述滑翔机主体上，所述非固定翼固定在所述滑翔机主体上的不同位置，横截面为翼型的机翼通过弹性连接部件与机翼套筒连接，机翼受力可以围绕连接部旋转一定角度，通过机翼转动角度时产生的弯矩与重心调节装置同水下滑翔机自身浮力调节，进而调整滑翔机俯仰角，能够使水下滑翔机的运行轨迹更加光滑，基本接近正弦曲线。

Description

非固定翼及其水下滑翔机

技术领域

本实用新型涉及海洋环境监控技术领域，具体而言，涉及非固定翼及其水下滑翔机。

背景技术

目前，海洋环境监测和数据采集比较常用的技术手段有：用于长期监测的浮标，用于短期连续监测的无缆水下机器人及无人遥控潜水器，海洋调查船等。但是这些技术各有优缺点：浮标能够大范围监测采样海洋环境，其观测区域不受控制；无缆水下机器人可以根据需求监测任意区域的海洋环境，受搭载能力的限制，只能携带有限的能量进行航行，作业周期短，不能够胜任时间上的连续海洋环境监测和水质数据采集任务；利用海洋调查船能够在时间上和空间上连续监测和采样海洋环境，但是需要消耗大量的物力，人力和财力，作业费用比较昂贵。

水下滑翔机是上世纪90年代发展起来的一种无外挂驱动设备，依靠自身净浮力驱动，并协同外部控制及内部调节共同协调，适合远距离操作、续航力持久的新型水下自主式机器人，其在海洋水文资料探测和军事方面应用相当广泛。同时作为一个搭载平台，水下滑翔机在海洋环境调查、监测和数据采集等领域有着极为广泛的应用。而且其还具有功耗低、花费低和续航力长久等优点。但目前大多数模型均采用固定翼模式，通过内部调整重心位置来实现俯仰运动，这未能充分利用机翼在姿态调节过程中的作用。

所以提供一种具备更加光滑理想滑翔轨迹的水下滑翔机为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种非固定翼及其水下滑翔机，以解决现有技术中水下滑翔机运动轨迹不理想的问题。

本实用新型提供的一种非固定翼，包括机翼套筒、机翼；

所述机翼套筒的两侧对称设置有连接部；

所述机翼通过可弯曲的弹性连接部件与所述连接部相连接；

机翼通过弹性连接部件与机翼套筒连接，使用时，机翼会受到向上或者向下的压力，机翼受力能够围绕连接部旋转一定角度。

进一步的，所述机翼的上表面为向所述机翼后端倾斜且向下延伸的下斜面；

所述机翼由机翼套筒端向远离机翼套筒端逐渐缩窄；

通过设置这样的机翼形状，获得较大的升阻比，降低不稳定的水动力力矩，能够提高滑翔运动的质量。

进一步的，所述机翼的横截面形状为翼型；

设置横截面为翼型的机翼，能够进一步提高滑翔运动的质量。

进一步的，所述机翼套筒每侧至少设置有两个弹性连接部件；

所述弹性连接部件上开有对称孔；

弹性连接部件通过对称孔与机翼和连接部连接，使机翼与机翼套筒的连接部连接，进而使机翼能够围绕连接部旋转一定角度。

进一步的，所述机翼套筒上开有用于放置紧固件的固定孔；

机翼套筒能够通过放置紧固件的固定孔固定在其他装备上。

一种水下滑翔机，包括滑翔机主体和所述的非固定翼；

所述非固定翼通过紧固件固定在所述滑翔机主体上；

所述非固定翼固定在所述滑翔机主体上的不同位置；

机翼套筒通过紧固件固定在水下滑翔机上，而且机翼套筒能够固定在滑翔机主体的不同位置上，根据机翼套筒固定的不同位置，能够为水下滑翔机提供不同角度和不同大小的力矩，进而实现滑翔机的不同运动轨迹。

进一步的，水下滑翔机还包括重心调节装置；

所述重心调节装置包括水泵和水囊；

所述水泵包括进水泵和排水泵；

所述进水泵和所述排水泵均与所述水囊连接；

重心调节装置用于调节水下滑翔机的重心，实现水下滑翔机的上升和沉降动作；水囊设置在水下滑翔机前端，进水泵与排水泵均与水囊连接，水下滑翔机俯冲沉降时，水囊通过进水泵进水，增大重力且重心靠前，水下滑翔机即可下沉；水下滑翔机上升时，水囊通过排水泵排水，减小重力且重心靠后，水下滑翔机即可上升。

进一步的，所述重心调节装置还包括用于控制所述水泵的集成电路板和传感器；

所述传感器与所述集成电路板电连接；

所述集成电路板与所述水泵电连接；

传感器与集成电路板电连接，传感器将水下滑翔机的运动状况反馈给集成电路板，集成电路板根据传感器反馈的信息控制进水泵和排水泵的运动，进而实现水下滑翔机的上升与沉降运动。

进一步的，所述滑翔机主体包括主体外壳和主体内管；

所述主体内管架设在所述主体外壳内部，所述主体内管与所述主体外壳之间形成用于放置海洋探测器的密封区域；

设置主体内管用于放置集成电路板、水泵和水囊，同时增大水下滑翔机的浮力；设置主体外壳，主体外壳与主体内管之间形成密封区域，用于放置其他海洋探测器，同时增大水下滑翔机的浮力，使水下滑翔机能够依靠自身浮力漂浮在水面上。

进一步的，所述滑翔机主体还包括用于增大排水体积的前端盖和后端盖；

所述前端盖与所述后端盖分别连接在所述主体外壳两端；

所述前端盖和所述后端盖均为中空的；

设置前端盖和后端盖，用于增大水下滑翔机的排水量，增大浮力，使水下滑翔机能够依靠自身浮力漂浮在水面上。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的非固定翼，横截面为翼型的机翼通过弹性连接部件与机翼套筒连接，机翼受力可以围绕连接部旋转一定角度。

本实用新型提供的水下滑翔机，横截面为翼型的机翼通过弹性连接部件与机翼套筒连接，通过机翼转动角度时产生的弯矩与重心调节装置同水下滑翔机自身浮力调节，进而调整滑翔机俯仰角，能够使水下滑翔机的运行轨迹更加光滑，基本接近正弦曲线。

附图标记

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的非固定翼的主视图；

图2为本实用新型提供的非固定翼的机翼的截面图；

图3为本实用新型提供的水下滑翔机的主视图；

图4为基于图3中的C-C剖视图；

图5为本实用新型提供的水下滑翔机的俯视图；

图6为本实用新型提供的水下滑翔机中非固定翼不同位置的安装图；

图7为本实用新型提供的水下滑翔机工作时的侧视图；

图8为本实用新型提供的水下滑翔机工作时的俯视图；

图9为本实用新型提供的水下滑翔机的理论运行轨迹；

附图说明：

1-机翼套筒；101-连接部；102-弹性连接部件；103-对称孔；104-固定孔；105-紧固件；2-机翼；3-滑翔机主体；310-重心调节装置；311-水泵；3111-进水泵；3112-排水泵；312-水囊；313-集成电路板；321-主体外壳；322-主体内管；331-前端盖；332-后端盖。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本实用新型所保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

本实用新型提供的一种非固定翼，包括机翼套筒、机翼；

所述机翼套筒的两侧对称设置有连接部；

所述机翼通过可弯曲的弹性连接部件与所述连接部相连接；

机翼通过弹性连接部件与机翼套筒连接，使用时，机翼会受到向上或者向下的压力，机翼受力能够围绕连接部旋转一定角度。

图1为本实用新型提供的非固定翼的主视图；图2为本实用新型提供的非固定翼的机翼的截面图；

如图1-图2所示，本实用新型提供的一种非固定翼，包括机翼套筒1、机翼2；

机翼套筒1的两侧对称设置有连接部101；

机翼2通过可弯曲的弹性连接部件102与连接部101相连接；

机翼2通过弹性连接部件102与机翼套筒1连接，使用时，机翼2会受到向上或者向下的压力，机翼2受力能够围绕连接部旋转一定角度；

实际使用时，机翼2会受到水流向上或者向下的力，会传递给弹性连接部件102一个力矩，该力矩使弹性连接部件102弯曲需。

要指出的是，因为机翼2通过可弯曲的弹性连接部件102与连接部101连接，实际使用非固定翼时，当非固定翼运动时，机翼2会受到由机翼2下表面指向机翼2上表面的力，机翼2会向上扬起，机翼2与连接部101形成角度最大可达到15度。

还需要指出的是，弹性连接部件102可以设置为弹簧钢片，也可以设置为扭转弹簧。

本实施例的可选方案中，机翼2的上表面为向机翼2后端倾斜且向下延伸的下斜面；

机翼2由机翼套筒1端向远离机翼套筒1端逐渐缩窄；

通过设置这样的机翼2形状，获得较大的升阻比，降低不稳定的水动力力矩，能够提高滑翔运动的质量；

机翼2用于调整滑翔的运动姿态，改变滑翔的运动轨迹，使滑翔的运动轨迹基本符合正弦曲线。

本实施例的可选方案中，机翼2的横截面形状为翼型；

设置横截面为翼型的机翼2，能够进一步提高滑翔运动的质量；

机翼2横截面形状设置为翼型，实际使用时，机翼2可以获得较大的上升力，使滑翔的运动轨迹产生改变，使其基本符合正弦曲线。

本实施例的可选方案中，机翼套筒1每侧至少设置有两个弹性连接部件102；

弹性连接部件102上开有对称孔103；

弹性连接部件102通过对称孔103与机翼2和连接部101连接，使机翼2与机翼套筒1的连接部101连接，机翼能够围绕机翼套筒1的连接部101旋转一定角度；

实际使用时，机翼2会受到水流向上或者向下的力，使机翼2能够围绕连接部101向上或者向下旋转，而机翼2旋转会传递给弹性连接部件102一个弯矩，带动弹性连接部件102弯曲；

需要指出的是，弹性连接部件102最大弯曲角可达15度。

本实施例的可选方案中，机翼套筒1上开有用于放置紧固件105的固定孔104；

机翼套筒1能够通过放置紧固件105的固定孔104固定在其他装备上；

紧固件105穿过固定孔104能够将机翼套筒1固定在其他设备上，提高机翼套筒1的使用范围。

图3为本实用新型提供的水下滑翔机的主视图；图4为基于图3中的C-C剖视图；图5为本实用新型提供的水下滑翔机的俯视图；图6为本实用新型提供的水下滑翔机中非固定翼不同位置的安装图；图7为本实用新型提供的水下滑翔机工作时的侧视图；图8为本实用新型提供的水下滑翔机工作时的俯视图；图9为本实用新型提供的水下滑翔机的理论运行轨迹；

如图3-图9所示，本实用新型提高一种水下滑翔机，包括滑翔机主体3和非固定翼；

非固定翼通过紧固件105固定在滑翔机主体3上；

非固定翼固定在滑翔机主体3上的不同位置；

机翼套筒通过紧固件105固定在水下滑翔机上，而且机翼套筒1能够固定在滑翔机主体3的不同位置上，根据机翼套筒1固定的不同位置，能够为水下滑翔机提供不同角度和不同大小的力矩，进而实现滑翔机的不同运动轨迹。

需要指出的是，水流作用在机翼2上一个力，通过机翼2传递给滑翔机主体3，根据机翼套筒1固定在滑翔机主体3的不同位置，能够对水下滑翔机产生不同的效果：当机翼套筒1固定在前端的情况下，水下滑翔机沉降时，会受力趋于竖直，水下滑翔机上升时，会受力趋于水平；当机翼套筒1固定在后端的情况下，水下滑翔机沉降时，会受力趋于水平，水下滑翔机上升时，会受力趋于竖直。

本实施例的可选方案中，水下滑翔机还包括重心调节装置310；

重心调节装置310包括水泵311和水囊312；

水泵311包括进水泵3111和排水泵；

进水泵3111和排水泵3112均与水囊312连接；

重心调节装置310用于调节水下滑翔机的重心，实现水下滑翔机的上升和沉降动作；水囊312设置在水下滑翔机前端，进水泵3111与排水泵3112均与水囊312连接，水下滑翔机俯冲沉降时，水囊312通过进水泵31111进水，增大重力且重心靠前，水下滑翔机即可下沉；水下滑翔机上升时，水囊312通过排水泵3112排水，减小重力且重心靠后，水下滑翔机即可上升。

本实施例的可选方案中，重心调节装置310还包括用于控制水泵311的集成电路板313和传感器；

传感器与集成电路板313电连接；

集成电路板313与水泵311电连接；

传感器与集成电路板313电连接，传感器将水下滑翔机的运动状况反馈给集成电路板313，集成电路板313根据传感器反馈的信息控制进水泵3111和排水泵3112的运动，进而实现水下滑翔机的上升与沉降运动。

集成电路板313根据传感器反馈的信息控制水泵311工作，对水下滑翔机的重力及重心进行调节，对水下滑翔机实现正弦运行轨迹起辅助作用。

需要指出的是，当水下滑翔机沉降时，集成电路板313控制进水泵3111工作；当水下滑翔机上升时，集成电路板313控制排水泵3112工作。

本实施例的可选方案中，滑翔机主体3包括主体外壳321和主体内管322；

主体内管322架设在主体外壳321内部，主体内管322与主体外壳321之间形成用于放置海洋探测器的密封区域；

设置主体内管322用于放置集成电路板313、水泵311和水囊312，同时增大水下滑翔机的浮力；设置主体外壳321，主体外壳321与主体内管322之间形成密封区域，用于放置其他海洋探测器，同时增大水下滑翔机的浮力，使水下滑翔机能够依靠自身浮力漂浮在水面上。

本实施例的可选方案中，滑翔机主体3还包括用于增大排水体积的前端盖331和后端盖332；

前端盖331与后端盖332分别连接在主体外壳321两端；

前端盖331和后端盖332均为中空的；

设置前端盖331和后端盖332，用于增大水下滑翔机的排水量，增大浮力，使水下滑翔机能够依靠自身浮力漂浮在水面上。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种非固定翼，其特征在于，包括机翼套筒、机翼；

所述机翼套筒的两侧对称设置有连接部；

所述机翼通过可弯曲的弹性连接部件与所述连接部相连接。

2.根据权利要求1所述的非固定翼，其特征在于，所述机翼的上表面为向所述机翼后端倾斜且向下延伸的下斜面；

所述机翼由所述机翼套筒端向远离所述机翼套筒端逐渐缩窄。

3.根据权利要求2所述的非固定翼，其特征在于，所述机翼的横截面形状为翼型。

4.根据权利要求1所述的非固定翼，其特征在于，所述机翼套筒每侧至少设置有两个弹性连接部件；

所述弹性连接部件上开有对称孔。

5.根据权利要求1所述的非固定翼，其特征在于，所述机翼套筒上开有用于放置紧固件的固定孔。

6.一种水下滑翔机，其特征在于，包括滑翔机主体和权利要求1-5任意一项所述的非固定翼；

所述非固定翼通过紧固件固定在所述滑翔机主体上；

所述非固定翼固定在所述滑翔机主体上的不同位置。

7.根据权利要求6所述的水下滑翔机，其特征在于，还包括重心调节装置；

所述重心调节装置包括水泵和水囊；

所述水泵包括进水泵和排水泵；

所述进水泵和所述排水泵均与所述水囊连接。

8.根据权利要求7所述的水下滑翔机，其特征在于，所述重心调节装置还包括用于控制所述水泵的集成电路板和传感器；

所述传感器与所述集成电路板电连接；

所述集成电路板与所述水泵电连接。

9.根据权利要求6所述的水下滑翔机，其特征在于，所述滑翔机主体包括主体外壳和主体内管；

所述主体内管架设在所述主体外壳内部，所述主体内管与所述主体外壳之间形成用于放置海洋探测器的密封区域。

10.根据权利要求9所述的水下滑翔机，其特征在于，所述滑翔机主体还包括用于增大排水体积的前端盖和后端盖；

所述前端盖与所述后端盖分别连接在所述主体外壳两端；

所述前端盖和所述后端盖均为中空的。