[发明专利]一种记忆合金驱动姿态控制的水下滑翔机

说明书

本发明公开了一种记忆合金驱动姿态控制的水下滑翔机。水下滑翔机包括机身、左滑翔翼、右滑翔翼和尾翼，所述的艏部浮力舱、中央浮力舱、艉部浮力舱、左翼浮力舱和右翼浮力舱均安装有一个水下姿态控制装置，水下姿态控制装置包括可变浮力舱和可变调整组件，缸体内部中空形成空腔，柱塞装在缸体中间的活动通道内并和活动通道密封连接，柱塞外端面的缸体活动通道内装有储水囊，储水囊经通孔和外界水环境联通，柱塞在活动通道中移动带动储水囊扩张或者收缩；柱塞和缸体周围内壁之间安装连接有至少两个可变调整组件。本发明可使记忆合金丝相变，牵引可变浮力舱改变浮力，可承受深水压力，不涉及动密封，响应快，能耗低，适用于深水工作环境。

技术领域

本发明涉及了一种水下滑翔机，尤其涉及了一种记忆合金驱动姿态控制的水下滑翔机。

背景技术

水下作业非常危险，所以用水下机器人替代人类在水下长时间作业是最为常见的措施。在海洋资源勘探领域，水下滑翔机有一系列的技术优势：优越的空间和时间的测量密度，长时间的工作和更大的操作灵活性。

然而现有水下滑翔机改变姿态角的方式有以下几大类：一是采用滑动质量块来调整水下滑翔机重心，但水下滑翔机结构紧凑，并没有充足的空间来实现这个设计；二是采用艏艉压载水仓的设计，利用数台水泵调整艏艉压载水仓内水量实现重心的调整，该设计在密闭的水下滑翔机内布设水管，需充分考虑水管管线及水泵的绝对密封性，并检测湿度，不然会面临电气线路短路危险；三是直接采用旋翼，但旋翼耗能大，不适合搭载在携带能源的水下滑翔机上。

综上所述，用重心调节模块改变姿态角，需另设置浮力调节模块实现浮潜，这种双模块的设计占用空间大、负重高，其次，现有无推进器水下滑翔机基本不具备转向能力。因此，设计一种空间利用率高、低能耗且高机动性的水下滑翔机，具有重要意义。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明所要解决的技术问题是提供了一种记忆合金驱动姿态控制的水下滑翔机，且能提升空间利用率、降低能耗、并维持高机动性。本发明的记忆合金驱动姿态控制装置通过特殊的记忆合金驱动结构控制装置水下体积变化，该装置有高效、低能耗、占用体积小、无需配置重物等优势，且可适用于各种深水环境下工作的水下机器人。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

水下滑翔机包括机身、左滑翔翼、右滑翔翼和尾翼，机身后部两侧对称安装有左滑翔翼和右滑翔翼，机身尾部安装有尾翼；机身艏部内部设有艏部浮力舱，机身中间内部设有中央浮力舱，机身艉部内部设有艉部浮力舱，左滑翔翼外侧部内部设有左翼浮力舱，右滑翔翼外侧部内部设有右翼浮力舱；艏部浮力舱和中央浮力舱之间的机身内部形成前控制舱，中央浮力舱和艉部浮力舱之间的机身内部形成后控制舱，前控制舱内安装有控制单元，后控制舱内安装有陀螺仪和定位通讯模块，前控制舱和后控制舱内均安装有电源模块。

所述的艏部浮力舱、中央浮力舱、艉部浮力舱、左翼浮力舱和右翼浮力舱均安装有一个水下姿态控制装置，水下姿态控制装置包括可变浮力舱和可变调整组件，所述可变浮力舱包括缸体、柱塞和储水囊，缸体内部中空形成空腔，缸体空腔中间设有活动通道，活动通道外侧壁开设通孔，柱塞装在缸体中间的活动通道内并和活动通道密封连接，柱塞外端面的缸体活动通道内装有储水囊，储水囊的开口密封连接到通孔的内端面，储水囊经通孔和外界水环境联通，柱塞在活动通道中移动带动储水囊扩张或者收缩；柱塞和缸体周围内壁之间安装连接有至少两个可变调整组件。