[发明专利]一种基于串列翼驱动的混合动力型水下滑翔机

说明书

本发明公开了一种基于串列翼驱动的混合动力型水下滑翔机，包括壳体和信号装置，所述壳体内设有浮力调节装置、横滚姿态调节装置、俯仰姿态调节装置和控制装置，所述壳体上设有一对固定滑翔翼和一对非固定滑翔翼，所述非固定滑翔翼设置在固定滑翔翼的前方，所述壳体内设有用于驱动非固定翼运动的串列翼驱动装置，所述串列翼驱动装置包括左摆臂、右摆臂、齿轮一、齿轮二以及能驱动齿轮一和齿轮二转动的电机，所述电极驱动齿轮一和齿轮二转动进而驱动一对非固定滑翔翼拍动。本发明采用的串列翼相当于传统水下滑翔机的机翼，不会产生额外的阻力，通过前后翼产生尾涡的相互作用，使其产生比单翼更高的推进效率。

技术领域

本发明涉及一种水下滑翔机，属于海洋探测设备领域，具体涉及一种基于串列翼驱动的混合动力型水下滑翔机。

背景技术

水下滑翔机是一种新型的海洋探测装备，其通过净浮力和质心调节实现低能耗地滑翔运动，具有效率高，续航能力强、探测时间长等特点，在海洋科学研究和军事作战等领域有广泛的应用需求。然而，由于单纯使用浮力驱动方式，水下滑翔机在水下只能做锯齿形和螺旋回转轨迹航行，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。该缺点在一定程度上限制了水下滑翔机的探测范围。因此，改进水下滑翔机的驱动方式、提高水下滑翔机的机动能力将会拓展水下滑翔机在海洋环境监测中的应用，提高国家在深远海的长期探测能力。

天津大学研制了现有基于螺旋桨辅助推进的混合动力型水下滑翔机，在滑翔模式工作时，螺旋桨会产生附加阻力，影响滑翔机整体运动性能。

中国实用新型专利201720319472.2公开了“一种具有非固定翼的菱形翼水下滑翔机”，该水下滑翔机通过在一定范围内改变非固定翼的位置，来提高水下滑翔机升阻比，改善滑翔性能。虽然该滑翔机也具有可动的机翼，但其机翼不具有连续拍动的驱动能力，其只能实现单纯净浮力驱动的滑翔运动。

发明内容

本发明针对以上问题的提出，而研究设计一种基于串列翼驱动的混合动力型水下滑翔机。本发明采用的技术手段如下：

一种基于串列翼驱动的混合动力型水下滑翔机，包括壳体和信号装置，所述壳体内设有浮力调节装置、横滚姿态调节装置、俯仰姿态调节装置和控制装置，所述壳体上设有一对固定滑翔翼和一对非固定滑翔翼，所述非固定滑翔翼设置在固定滑翔翼的前方，所述壳体内设有用于驱动非固定滑翔翼运动的串列翼驱动装置，所述串列翼驱动装置包括左摆臂、右摆臂、齿轮一、齿轮二以及能驱动齿轮一和齿轮二转动的电机，所述齿轮一和齿轮二的转动中心轴沿滑翔机的前后方向布置，所述左摆臂一端与壳体左侧的非固定滑翔翼固定连接，所述左摆臂的另一端与齿轮一固定连接，所述右摆臂的一端与壳体右侧的非固定滑翔翼固定连接，所述右摆臂的另一端与齿轮二固定连接，所述电机驱动齿轮一和齿轮二转动进而驱动一对非固定滑翔翼拍动。

进一步地，所述串列翼驱动装置还包括齿轮三和齿轮四，所述齿轮三和齿轮四外啮合，所述齿轮一和齿轮二外啮合，所述齿轮四和齿轮二同轴设置，所述电机通过变速箱驱动齿轮三转动，带动齿轮四转动进而带动齿轮二和齿轮一转动。

进一步地，所述壳体内设有密封隔板隔出的密封舱，所述电机和变速箱位于密封舱内，所述变速箱的输出轴通过联轴器与转轴连接，所述转轴穿过密封隔板并与密封隔板之间设有动密封件，所述齿轮三固定在转轴上且随转轴转动。

进一步地，所述壳体的两侧均设有通孔槽道，所述左摆臂和右摆臂分别穿过对应的通孔槽道且能在通孔槽道内上下摆动。

与现有技术比较，本发明所述的基于串列翼驱动的混合动力型水下滑翔机在滑翔模式下，串列翼相当于传统水下滑翔机的机翼，不会产生额外的阻力，在混合驱动推进模式下，串列翼中前翼拍动而后翼静止，通过前后翼产生尾涡的相互作用，使其产生比单翼拍动更高的推进效率，将串列翼驱动集成于水下滑翔机，与传统浮力驱动方式结合，可改进水下滑翔机的运动能力，对提高国家在海洋信息搜集和军事作战侦察的探测能力具有重要意义。

附图说明