[发明专利]一种仿生推进水下滑翔机

说明书

本申请公开了一种仿生推进水下滑翔机，包括依次连接的头部，躯干部和尾部；所述头部具备流线型结构，其包括：与外部连通的尖端部，与尖端部固接的腔体部和用于封闭所述腔体部的端盖；所述腔体部内靠近尖端部处设有浮力调整系统且靠近躯干部处设有重心调整系统；所述腔体部外壁上对称设有滑翔翼且其内中部设有与滑动翼相连接的滑翔翼驱动系统；所述躯干部包括：与所述腔体部固接的推进系统，所述推进系统驱动所述躯干部摆动以实现推进水下滑翔机在水下的移动；所述尾部包括尾鳍支架和尾鳍，所述尾鳍支架一端与所述躯干部相连接且其另一端安装有所述尾鳍。

技术领域

本公开一般涉及水下滑翔机技术领域，具体涉及仿生推进水下滑翔机。

背景技术

水下滑翔机是一种特殊类型的水下自主航行器(AUV)，其工作原理是：通过机内的可变浮力系统来控制自身的浮力变化，并通过滑翔翼将正浮力和负浮力转化为向前的推力，从而驱动滑翔机前进。其利用净浮力和姿态角调整获得推进力，能源消耗极小，只在调整净浮力和姿态角时消耗少量能源，并且具有效率高、续航力大的特点。

但鉴于其结构上缺乏螺旋桨或者推进器等动力装置，故与其高效特点相伴的是其相对固定的运动形式和姿态，在水下只能做锯齿形和螺旋回转轨迹航行，机身姿态不能处于水平状态，只能保持一个攻角滑翔，机身回转半径大，在执行多样性观测任务时有明显缺陷，并且其航迹控制和定位精度低，航速慢，在风浪较大的海面可能会出现随波逐流的情况。

在上述技术基础之上，随后出现了混合驱动水下滑翔机(HAUV)，其通过增加尾部螺旋桨推进系统，虽然在一定范围内能够使水下滑翔机具备应急推力与强机动能力，来增加航行定位精度和机动性。但是相对于传统的水下滑翔机，尾部螺旋桨会增加混合推进水下滑翔机的阻力，这部分阻力会减小滑翔状态下的航程，而且，螺旋桨涡轮推进装置噪声大的问题也没有解决。

此外，现有技术中上还存在一种利用鱼尾式扑翼机构代替尾部螺旋桨以实现减少阻力的水下滑翔机。不过，其也有相应的局限性，虽然解决了混合驱动的滑翔阻力等问题，但是在机动运动时，尾部摆动幅度不可调节，控制灵活性不好；航迹需要改变时，尾部机构在参与方向偏转时不能起到辅助推进作用，只能锁定在一个固定偏置角，无法模拟出真实运动时的姿态，更难以实现小角度的转向运动。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种相较于现有技术而言，既具备水下滑翔机低能耗，续航时间长，运动过程安静，隐蔽性高，作业深度深，航程长的优势，同时具备模拟水下鱼类控制躯体运动的仿生运动推进系统，使其能够在必要时候进行灵活的运动并增强其机动性的仿生推进水下滑翔机。

第一方面，一种仿生推进水下滑翔机，包括依次连接的头部，躯干部和尾部；所述头部具备流线型结构，其包括：与外部连通的尖端部，与尖端部固接的腔体部和用于封闭所述腔体部的端盖；所述腔体部内靠近尖端部处设有浮力调整系统且靠近躯干部处设有重心调整系统；所述腔体部外壁上对称设有滑翔翼且其内中部设有与滑动翼相连接的滑翔翼驱动系统；所述躯干部包括：与所述腔体部固接的推进系统，所述推进系统驱动所述躯干部摆动以实现推进水下滑翔机在水下的移动；所述尾部包括尾鳍支架和尾鳍，所述尾鳍支架一端与所述躯干部相连接且其另一端安装有所述尾鳍。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述端盖上设有背鳍。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述浮力调整系统包括：相互连接的内油缸，可控泵和外油囊，所述内油缸与可控泵设置于在腔体部内且所述外油囊设置在尖端部内。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述可控泵为柱塞泵或蠕动泵。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述重心调整系统包括：执行电机，与执行电机相连的丝杆和与所述丝杆平行设置的直线导轨，所述直线导轨上设有滑块且所述丝杆上配接有与滑块固接的丝杆螺母，所述丝杆螺母上设置有配重块。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述配重块为锂电池组。