CN209382235U - 一种基于电磁控制的小微型潜航器 - Google Patents
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Abstract
一种基于电磁控制的小微型潜航器,包括浮力舱、控制舱和运载舱;其特征在于,浮力舱内设弹性气囊;控制舱为密封舱,内有吸液管、磁控隔膜泵、磁控流量阀、喷液管、电池和控制芯片;吸液管和喷液管呈人字形水平对称布置,管内均有单向阀;磁控流量阀左右外侧有电磁铁,内腔呈扇形,中设弹性活塞门,闸门内包铁片,根基部有弹性;磁控隔膜泵与吸液管相通,泵外绕有线圈,泵腔呈圆柱形,内设磁性隔膜;磁控气仓为圆盘形,外绕线圈,内设柔性气囊,与弹性气囊间有气管相通,囊顶有永磁性。与现有技术相比,这种潜航器体型小,无噪声,隐蔽性强;结构简单,行动自如,可靠性高;适用于水下科研、军事侦察、管道检测,甚至可在血管中安全运行。
Description
技术领域
本实用新型涉及潜航设备领域,尤其是涉及一种基于电磁控制的小微型潜航器。
背景技术
当前多数潜航器采用浆式推进,行进时噪声较大,易对周围环境造成惊扰,难以胜任诸如监测水下生物、军事侦察等任务;也有潜航器采用水中滑翔的方式行进,虽无噪声但行动不够自如;此外,大多数潜航器体积庞大,不宜在管道或浅水中运行,而且结构复杂,造价较高。
实用新型内容
为了避免现有技术存在的不足,本实用新型提出一种基于电磁控制的小微型潜航器,该潜航器体型小,无噪声,隐蔽性强;结构简单,行动自如,可靠性高;不仅适用于水下科研、军事侦察,而且可用于管道检测,甚至能在血管中安全运行。
本实用新型所提供的技术方案是:
一种基于电磁控制的小微型潜航器,包括浮力舱、控制舱和运载舱;其特征在于,分为上、中、下三层,浮力舱在上层,控制舱在中层,运载舱在下层;所述浮力舱内设弹性气囊,所述弹性气囊囊内充有气体,囊底有气管与所述控制舱内的磁控气仓相通;所述控制舱为密封舱,舱内有喷推系统、磁控气仓、电池和控制芯片;所述喷推系统包括一根吸液管、磁控隔膜泵、磁控流量阀和两根喷液管;所述吸液管和所述喷液管管内均有单向阀,三根管子通过所述磁控流量阀相连通,且呈人字形水平对称布置;所述磁控流量阀为三通阀,入口端接吸液管,两个出口端接喷液管;阀体内腔俯视呈扇形,入口端位于圆弧壁中部,两个出口端对称布置于两侧壁中部;阀体内腔的中轴线上设有弹性活塞门,所述弹性活塞门安装在扇形圆心处,其根基部由弹性材料制成,闸门内部包有铁片,外围裹着胶皮;阀体左右两个出口端外侧各有一块电磁铁;所述磁控隔膜泵与所述吸液管相通,泵体外围绕有导电线圈,泵体内腔呈圆柱形,其轴线与吸液管的中轴线垂直,内腔中部设有磁性隔膜,所述磁性隔膜带有永磁性;所述磁控气仓为圆盘形,盘边绕有导电线圈,盘中设有柔性气囊,柔性气囊顶部带有永磁性。
优选的,所述磁性隔膜由带有永磁性的磁性橡胶制成。
优选的,所述柔性气囊顶部盖有圆饼状永磁体。
优选的,所述弹性气囊和所述柔性气囊内部气体为高压气体。
优选的,潜航器的整体外观呈圆球形,所述吸液管的中轴线穿过球心。
优选的,潜航器的外壳由弹性强的柔性材料制成。
进一步地,所述电池的位置可调,作为配重设备使用,以确保潜航器在液体中保持直立。
进一步地,所述运载舱内安装摄像头等探测模块,或机械臂等作业模块。
与现有技术相比,本实用新型的有益效果为:
1、全电磁操控,无机械装置,运行可靠;
2、体型小,壳体圆融柔顺,不易被外物缠绕羁绊,行动自如;
3、行进中无噪声,不干扰环境;
4、隐蔽性强,适用于水下科研、军事侦察等;
5、结构简单,易于微型化,可用于细小管道中的检测和维修;
6、使用磁控隔膜泵作为喷推动力,对血液细胞无伤害,可在血管安全运行。
附图说明
图1是本实用新型一个实施例的结构示意图;
图2是该实施例喷推系统的剖视示意图;
图3是磁控隔膜泵的剖视示意图;
图4是磁控流量阀的剖视示意图;
图5是磁控气仓的剖视示意图。
图中标号含义:
1.浮力舱,2.控制舱,3.吸液管,4.吸液口,5.导电线圈,6.磁控隔膜泵,7.磁性隔膜,8.运载舱,9.弹性气囊,10.气管,11.磁控流量阀,12.电磁铁,13.喷液口,14.柔性气囊,15.磁控气仓,16.单向阀,17.永磁体,18.弹性活塞门,19.铁片,20.弹性基座,21.右喷液管,22.左喷液管。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。这些附图均为简化的示意图,仅以示意方式说明本实用新型的基本结构,因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
实施例之一:
如图1,一种基于电磁控制的小微型潜航器,包括浮力舱1、控制舱2和运载舱8;其特征在于,外观呈圆球形,外壳由弹性强的柔性材料制成,内部分为上、中、下三层,上层为浮力舱1,中层为控制舱2,下层为运载舱8;所述浮力舱1与外界相通,内设弹性气囊9,所述弹性气囊9呈圆饼状,囊内充有高压气体,囊底有气管10与所述控制舱2内的磁控气仓15相通;
如图2,所述控制舱2为密封舱,舱内有喷推系统、磁控气仓15、电池和控制芯片;所述喷推系统包括一根吸液管3、磁控隔膜泵6、磁控流量阀11和两根喷液管;所述吸液管3和所述喷液管管内均有单向阀16,三根管子通过所述磁控流量阀11相连通,且呈人字形水平对称布置,吸液管3的中轴线与所述磁控流量阀11内腔的中轴线相重叠,并穿过潜航器的球心,左、右喷液管21的中轴线相交于磁控流量阀11内腔的中轴线上,交点位于潜航器球心的正后方;
如图3,所述磁控隔膜泵6与所述吸液管3相通,泵体外围绕有导电线圈5,泵体内腔呈圆柱形,其轴线与吸液管3的中轴线垂直,内腔中部设有磁性隔膜7,所述磁性隔膜7由带有永磁性的磁性橡胶制成;当泵体外围线圈的电流方向交替变化时,磁性隔膜7所处的磁场也随着变向,因而受磁力作用交替向下凹陷和向上凸起,使泵体内腔交替吸入或挤出液体,并在单向阀16的帮助下实现所述吸液管3内液体的单向流动;液体从左右喷液管21喷出,产生的反作用力推动潜航器行进;
如图4,所述磁控流量阀11为三通阀,入口端接吸液管3,两个出口端接喷液管;阀体内腔俯视呈扇形,入口端位于圆弧壁中部,两个出口端对称布置于两侧壁中部;阀体内腔的中轴线上设有弹性活塞门18,所述弹性活塞门18安装在扇形圆心处,其根基部由弹性材料制成,闸门内部包有铁片19,外围裹着胶皮;阀体左右两个出口端外侧各有一块电磁铁12;所述左右电磁铁12通电后,可分别让弹性活塞门18向左或向右偏转,盖住(或部分盖住)左出口端或右出口端,不通电时弹性活塞门18在弹性材料作用下处于居中位置;通过控制电磁铁12线圈中的电流强度,可调整弹性活塞门18向左摆或向右摆的倾角,从而调节左右喷口流量,控制潜航器的运动方向;
如图5,所述磁控气仓15为圆盘形,盘边绕有导电线圈5,盘中设有柔性气囊14,所述柔性气囊14顶部盖有圆饼状永磁体17;当改变盘边线圈的电流方向和电流强度时,柔性气囊14顶部永磁体17所受的作用力也随着改变方向和大小,并在囊内气压的共同作用下定量鼓起或瘪陷,从而使柔性气囊14吸入或挤出一定量的气体,气体沿着气管10流动,缩小或吹大所述弹性气囊9的体积,籍以控制潜航器的沉浮。
进一步地,所述运载舱8内安装摄像头等探测模块,或机械臂等作业模块。
进一步地,所述电池的位置可调,作为配重设备使用,以确保潜航器在液体中保持直立。
下面结合附图来阐述本实用新型潜航功能的实现过程:
1、在所述控制芯片的控制下,所述磁控隔膜泵6泵体外围线圈的电流方向发生交替变化,泵体内腔所处的磁场也随着交替变向,腔内磁性隔膜7在磁场作用下交替向下凹陷和向上凸起,使泵体内腔交替吸入和挤出液体;
2、在所述磁控隔膜泵6的抽吸作用以及所述单向阀16的配合下,所述吸液管3不断吸入液体,并将其挤入所述磁控流量阀11内腔;该吸力的反作用力成为从前方拉动潜航器的拉力;
3、液体分别从左右喷液口13(即左右两根喷液管的管口)向后喷出,喷液方向一个偏左、一个偏右,且与吸液管3中轴线的夹角相同;当单位时间内左右喷口喷出的液体流量相同时,产生的反作用力的合力成为从正后方推动潜航器后推力,从而使潜航器向正前方航行;
4、控制所述磁控流量阀11左右电磁铁12线圈中的电流强度,定量调节流向左右喷口的液体流量,当单位时间内左喷口喷出的液体更多时,潜航器受到的后推合力方向偏右,从而推动潜航器逆时针转向;反之,当单位时间内右喷口喷出的液体更多时,则潜航器顺时针转向;
5、控制所述磁控气仓15盘边线圈的电流方向和电流强度,可定量改变所述弹性气囊9的体积,亦即改变潜航器排开液体的体积,从而改变潜航器所受的浮力大小,控制潜航器上浮或下沉,实现潜航器在不同深度的悬停和航行。
以上述依据本实用新型的实施例为启示,通过上述说明,工作人员可在不偏离本项实用新型技术思想的范围内,进行各种变更和修改,均在本实用新型的保护范围内。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (8)
1.一种基于电磁控制的小微型潜航器,包括浮力舱、控制舱和运载舱;其特征在于,分为上、中、下三层,浮力舱在上层,控制舱在中层,运载舱在下层;所述浮力舱内设弹性气囊,所述弹性气囊囊内充有气体,囊底有气管与所述控制舱内的磁控气仓相通;所述控制舱为密封舱,舱内有喷推系统、磁控气仓、电池和控制芯片;所述喷推系统包括一根吸液管、磁控隔膜泵、磁控流量阀和两根喷液管;所述吸液管和所述喷液管管内均有单向阀,三根管子通过所述磁控流量阀相连通,且呈人字形水平对称布置;所述磁控流量阀为三通阀,入口端接吸液管,两个出口端接喷液管;阀体内腔俯视呈扇形,入口端位于圆弧壁中部,两个出口端对称布置于两侧壁中部;阀体内腔的中轴线上设有弹性活塞门,所述弹性活塞门安装在扇形圆心处,其根基部由弹性材料制成,闸门内部包有铁片,外围裹着胶皮;阀体左右两个出口端外侧各有一块电磁铁;所述磁控隔膜泵与所述吸液管相通,泵体外围绕有导电线圈,泵体内腔呈圆柱形,其轴线与吸液管的中轴线垂直,内腔中部设有磁性隔膜,所述磁性隔膜带有永磁性;所述磁控气仓为圆盘形,盘边绕有导电线圈,盘中设有柔性气囊,柔性气囊顶部带有永磁性。
2.根据权利要求1所述的一种基于电磁控制的小微型潜航器,其特征在于,所述磁性隔膜由带有永磁性的磁性橡胶制成。
3.根据权利要求1所述的一种基于电磁控制的小微型潜航器,其特征在于,所述柔性气囊顶部盖有圆饼状永磁体。
4.根据权利要求1所述的一种基于电磁控制的小微型潜航器,其特征在于,所述弹性气囊和所述柔性气囊内部气体为高压气体。
5.根据权利要求1所述的一种基于电磁控制的小微型潜航器,其特征在于,潜航器的整体外观呈圆球形,所述吸液管的中轴线穿过球心。
6.根据权利要求1所述的一种基于电磁控制的小微型潜航器,其特征在于,潜航器的外壳由弹性强的柔性材料制成。
7.根据权利要求1所述的一种基于电磁控制的小微型潜航器,其特征在于,所述电池的位置可调,作为配重设备使用。
8.根据权利要求1所述的一种基于电磁控制的小微型潜航器,其特征在于,所述运载舱内安装有探测模块或作业模块。
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