[发明专利]一种可变翼形双功能深海无人潜航器及其工作方法

说明书

本发明公开了一种可变翼形双功能深海无人潜航器及其工作方法，涉及水下航行器领域，可变翼形双功能深海无人潜航器包括可变翼系统、可开合推进系统、分布式耐压系统；可开合推进系统包括位于潜航器的尾部的可开合推进器；分布式耐压系统包括耐压电池舱、主耐压电子舱、水动力轻质外壳、头尾剩余浮力装置；可变翼系统包括前后分布的主翼和辐翼，主翼和辐翼沿机体轴向对称分布，主翼采用大展弦比可收缩形机构设计；所述辐翼内包可动舵。解决了直航阻力和动不稳定性问题，将潜航器大范围滑翔与高速直航双模式进行融合。

技术领域

本发明涉及水下航行器领域，尤其是一种可变翼形双功能深海无人潜航器及其工作方法。

背景技术

目前的无人潜航器技术中，水下滑翔器因其所特有的低速滑翔时的低功耗、长航程优势，适合执行长时间大范围海洋环境探测和监测作业，但是其特殊的驱动方式导致其只能在水体进行低航速的“之”字形的滑翔运动。

通常可以为其增加推进器来使水下滑翔器既能够进行“之”字形的滑翔运动又能够进行直线运动，但是这种方式在进行“之”字形的滑翔运动时配备的推进器会对滑翔运动产生较大的阻力从而影响滑翔的航速以及滑翔的距离，在进行直线运动时用于滑翔运动的滑翔翼会对直线运动产生较大的阻力同时会出现不稳定性，另外，由于增加推进器会导致潜航器设计较为臃肿，无法有足够的空间用于其他探测传感器的搭载。

发明内容

本发明针对上述问题及技术需求，提出了一种可变翼形双功能深海无人潜航器及其工作方法。

本发明的技术方案如下：

第一方面，一种可变翼形双功能深海无人潜航器，包括：可变翼系统、可开合推进系统、分布式耐压系统；

所述可开合推进系统包括位于潜航器的尾部的可开合推进器；所述可开合推进器在潜航器进行滑翔运动时通过可开合机构收回舱内；

所述分布式耐压系统包括耐压电池舱、主耐压电子舱、水动力轻质外壳、头尾剩余浮力装置；所述主耐压电子舱和所述耐压电池舱在潜航器横向一字排开，所述水动力轻质外壳包裹潜航器耐压舱，所述水动力轻质外壳的截面采用近椭圆流线型设计；所述头尾剩余浮力装置分别布置在所述主耐压电子舱的头部和尾部；

所述可变翼系统包括前后分布的主翼和辐翼，所述主翼和所述辐翼沿机体轴向对称分布，所述主翼位于潜航器的中部，所述辐翼位于潜航器的尾部固定于所述水动力轻质外壳上；所述主翼采用大展弦比可收缩形机构设计，所述主翼在横截面方向位于潜航器的中轴以上；所述辐翼内包可动舵。

其进一步的技术方案为：所述主翼具备旋转和直线移动两个自由度；所述主翼包括第一耐压电机、第一联轴器、第一蜗杆、第一蜗轮、变翼、第二耐压电机、第二联轴器、第二蜗杆、第二蜗轮、齿轮、齿条；

所述第一蜗轮与所述变翼刚性连接，所述第一耐压电机旋转，通过所述第一联轴器带动所述第一蜗杆转动，以驱动所述第一蜗轮转动，从而驱动所述变翼的旋转运动；

所述第二蜗轮与所述齿轮刚性连接，所述第二耐压电机旋转，通过所述第二联轴器带动所述第二蜗杆转动，从而驱动所述第二蜗轮转动，以带动所述齿轮旋转，所述齿轮旋转后在所述齿条上进行直线运动。

其进一步的技术方案为：所述可开合推进系统包括可开合水动力轻质外壳、推进单元、外壳开合连杆机构、推进器伸缩连杆机构、水密伺服单元、导向轴承底座；当所述推进单元伸出或缩入舱内时，所述水密伺服单元旋转，驱动所述推进器伸缩连杆机构运动，所述推进器伸缩连杆机构的另一端依靠轴承与所述推进单元连接，所述推进单元在所述导向轴承底座的导向作用下前后移动，所述外壳开合连杆机构的一端与所述推进单元通过轴承连接，另一端连接所述可开合水动力轻质外壳，当所述推进单元前后运动时，通过所述外壳开合连杆机构带动导流罩打开或关闭。