[发明专利]一种大型重载混合驱动水下滑翔机

说明书

本发明公开了一种大型重载混合驱动水下滑翔机，包括滑翔机机身、浮力调节装置、姿态调节装置、折叠翼机构、能源模块、主控制系统、导航通讯系统和推进器驱动系统；主控制系统控制浮力调节装置实现水下滑翔机的浮力大小调节，姿态调节装置一体连接于水下滑翔机脊背上方以实现水下滑翔机俯仰姿态控制；折叠翼机构为单自由度，包括气弹簧机构、连杆机构、一对旋转翼和一对伸缩翼，折叠翼机构与姿态调节装置相连，且固定于滑翔机机身中部并与滑翔机机身连为一体，一对旋转翼在连杆机构的带动下实现平面转动，一对伸缩翼实现伸展收缩运动；导航通讯系统用于设定航向和作业任务；主控制系统控制推进器驱动系统实现推进运动、差动转弯运动。

技术领域

本发明涉及新型海洋航行器领域，具体涉及一种大型重载混合驱动水下滑翔机。

背景技术

随着海洋科学的研究的加深，水下滑翔机作为一种新型的无人水下航行器水，其技术得到了快速发展，可搭载多种传感器，为海洋科学研究提供关键基础数据，还可以对海底地形地貌以及海底油气管道进行探查作业等，现其已成为常规的、可持续的、高分辨率海洋观测平台之一。

当前国内外海洋探测领域，滑翔机单机技术十分成熟，以混合推进技术为特征，搭载多种传感器以拓展水下滑翔机的应用是目前研究热点之一。混合推进技术配合折叠翼的使用，将低能耗的滑行模式和快速推进的机动模式相结合已成为当前水下滑翔机的主要研究方向。目前国内外水下滑翔机的研究开发多集中于中小型产品，不利于水下滑翔机的能源带载量和搭载传感器的数量及重量的提升，极大的限制了水下滑翔机的探测应用领域和大航程作业需求。同时目前传统的折叠翼多需配备内置于水下滑翔机机身的设置有驱动电机的密封舱，提高了滑翔机的能耗，破坏了滑翔机的整体布局，增加了水下滑翔机的设计、使用、安装难度，不利于水下滑翔机设计安装的模块化和低能耗的要求。如何融合滑翔机系统的低功耗、大航程、搭载多元化的传感器、模块化设计安装，以提高其综合性能和生存能力，扩展观测和探测能力，获得精准数据成为当前水下潜器的研发重点和趋势。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，解决当前滑翔机综合性能较低，搭载探测设备少，模块化水平低，能耗高的缺点，本发明提供一种大型重载混合驱动水下滑翔机。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种大型重载混合驱动水下滑翔机，包括滑翔机机身、浮力调节装置、姿态调节装置、折叠翼机构、能源模块、主控制系统、导航通讯系统和推进器驱动系统；所述主控制系统控制浮力调节装置实现水下滑翔机的浮力大小调节，姿态调节装置一体连接于水下滑翔机脊背上方以实现水下滑翔机俯仰姿态控制；所述折叠翼机构为单自由度，包括气弹簧机构、连杆机构、一对旋转翼和一对伸缩翼，所述折叠翼机构与姿态调节装置相连，且固定于滑翔机机身中部并与滑翔机机身连为一体，一对旋转翼在连杆机构的带动下实现平面转动，一对伸缩翼实现伸展收缩运动；当旋转翼和伸缩翼均处于折叠状态时将水下滑翔机布放到水下，通过气弹簧机构受到气压与水压的压差控制气弹簧机构活塞杆带动连杆机构实现旋转翼和伸缩翼的伸展，实现滑翔；当水下滑翔机浮到水面时，气弹簧机构活塞杆复位，旋转翼和伸缩翼在连杆机构的带动下实现折叠，便于水下滑翔机的布放回收作业；导航通讯系统用于设定航向和作业任务；主控制系统控制推进器驱动系统实现推进运动、差动转弯运动。

进一步的，所述姿态调节装置包括耐压仓、电机、拉线传感器、丝杠、调节重块和一对保持杆，所述调节重块与所述丝杠螺纹连接，所述保持杆平行于丝杠且对称分布于丝杠两侧，保持杆穿过于调节重块；所述耐压仓内通过所述电机带动丝杠转动使调节重块水平移动，调节滑翔机重心位置，进而实现水下滑翔机俯仰姿态的调节。

进一步的，通过所述推进器驱动系统的差动控制可实现水下滑翔机的横滚和转向运动。

进一步的，所述浮力调节装置由外皮囊和油箱组成，所述油箱内设置有齿轮泵、常闭电磁阀和液压管路。