CN113697077B - 用于航行器的推进装置、航行器及用于航行器的控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及海洋工程技术领域，公开一种用于航行器的推进装置。航行器包括浮力舱，推进装置包括：推进器；旋转结构，推进器设于旋转结构的一端，旋转结构的另一端包括连接部，连接部适于与浮力舱连接；其中，推进器与旋转结构的一端固定连接时，连接部适于与浮力舱转动连接，或，推进器与旋转结构的一端转动连接时，连接部适于与浮力舱固定连接。推进器通过旋转结构与浮力舱实现转动连接，推进器与浮力舱的相对位置能够改变，推进器向浮力舱提供驱动力的方向也会改变，通过旋转结构使得推进器实现矢量推进器的效果，节省成本，本申请还公开一种航行器及用于航行器的控制方法。

Description

用于航行器的推进装置、航行器及用于航行器的控制方法

技术领域

本申请涉及海洋工程技术领域，例如涉及一种用于航行器的推进装置、航行器及用于航行器的控制方法。

背景技术

目前，现有矢量推进***大多直接采用水下矢量推进器，主流的水下矢量推进器，多为螺旋桨式，直接在推进器上进行设计，从而改变推进器的方向实现矢量推进。大多数水下航行器还是采用推进器，通过对多个推进器的布局设计，从而实现多个运行方向的变化。当改变推进器前进方向时，采用不同的推进器进行推进，需要关闭先前工作的推进器，并开启当前需要推进器，由软件控制***进行控制。目前，推进器多选用八推进器，实现上下方向，左右方向的推进，通过设计其布局，使四个推进器控制上下，四个推进器控制左右方向，上下运动时，由四个推进器进行运作，左右运动时，由另外四个推进器进行运作，未改变推进器方向，便可实现多方向的推进。

在实现本公开实施例的过程中，发现相关技术中至少存在如下问题：

现有的矢量推进器建设成本太高，航行速度太慢，从而影响其大规模应用，而现有的推进器改变的航行方向布局复杂，成本较高。

发明内容

为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键／重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。

本公开实施例提供一种用于航行器的推进装置、航行器及用于航行器的控制方法，以解决现有的矢量推进器建设成本太高，航行速度太慢，从而影响其大规模应用，而现有的推进器改变的航行方向布局复杂，成本较高的问题。

本公开实施例提供一种用于航行器的推进装置所述航行器包括浮力舱，所述推进装置包括：推进器；旋转结构，所述推进器设于所述旋转结构的一端，所述旋转结构的另一端包括连接部，所述连接部适于与所述浮力舱连接；其中，所述推进器与所述旋转结构的一端固定连接时，所述连接部适于与所述浮力舱转动连接，或，所述推进器与所述旋转结构的一端转动连接时，所述连接部适于与所述浮力舱固定连接。

本公开实施例还提供一种航行器，包括：浮力舱；如上述实施例中任一项所述的用于航行器的推进装置，推进器与旋转结构的一端固定连接时，连接部与所述浮力舱转动连接，或，推进器与旋转结构的一端转动连接时，连接部与所述浮力舱固定连接。

本公开实施例还提供一种用于航行器的控制方法，所述用于航行器的控制方法包括：接收目标方向；根据所述目标方向，获取旋转结构的目标角度或推进器的目标角度；获取所述旋转结构的当前角度或所述推进器的当前角度；在所述旋转结构的目标角度与所述旋转结构的当前角度不一致或所述推进器的目标角度与所述推进器的当前角度不一致时，控制所述旋转结构转动到目标角度或控制所述推进器转动到目标角度，以使推进装置提供目标方向的驱动力。

本公开实施例提供的用于航行器的推进装置、航行器及用于航行器的控制方法，可以实现以下技术效果：

推进器通过旋转结构与浮力舱实现转动连接，推进器与浮力舱的相对位置能够改变，推进器向浮力舱提供驱动力的方向也会改变，航行器需要改变航行方向时，控制改变推进器与浮力舱的相对位置，推进器可以提供不同方向的驱动力，进而可以改变航行器的航行方向，通过旋转结构使得推进器实现矢量推进器的效果，降低了成本，而且可以减少推进器的使用数量，降低推进器布局的复杂性，节省成本。

以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本申请。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明和附图并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件示为类似的元件，附图不构成比例限制，并且其中：

图1是本公开实施例提供的一个推进装置结构示意图；

图2是本公开实施例提供的一个推进装置的***结构示意图；

图3是本公开实施例提供的一个用于航行器的控制方法的流程示意图；

图4是本公开实施例提供的一个航行器的一个视角的结构示意图；

图5是本公开实施例提供的一个航行器在第一航态时的结构示意图；

图6是本公开实施例提供的一个航行器在第二航态时的结构示意图；

图7是本公开实施例提供的一个航行器的另一个视角的结构示意图；

图8是本公开实施例提供的一个航行器的另一个视角的结构示意图；

图9是本公开实施例提供的一个骨架的结构示意图；

图10是图9中A部分的放大结构示意图；

图11是本公开实施例提供的一个骨架翻转时的结构示意图；

图12是本公开实施例提供的一个骨架前进时的结构示意图；

图13是本公开实施例提供的一个骨架后退时的结构示意图；

图14是本公开实施例提供的一个骨架转向时的结构示意图；

图15是本公开实施例提供的一个骨架的局部一个视角的结构示意图；

图16是本公开实施例提供的一个骨架的局部另一个视角的结构示意图。

附图标记：

1、航行器；2、主艇体；21、第一侧壁；22、第二侧壁；23、壳体；24、骨架；241、第一安装板；242、第二安装板；243、第三安装板；25、密封舱；26、喷射装置；261、喷射口；262、喷射室；263、传送装置；27、机械爪；3、浮力舱；31、第一浮力舱；32、第二浮力舱；4、调节装置；5、推进装置；51、推进器；52、旋转结构；53、第一固定座；531、第一安装面；54、第一舵机；55、第一推进装置；56、第二推进装置；57、第三推进装置；58、第四推进装置；59、轴承；591、盖板；6、水量调节装置；62、电磁阀；63、水泵；7、连接杆；71、第四舵机；74、第一连接杆；75、第二连接杆；76、第六齿轮；761、第五舵机；762、齿条；8、作业装置；81、第一连杆；82、第二连杆；83、第一支爪；84、第二支爪；86、第三齿轮；87、第四齿轮；88、第五齿轮；89、驱动件；9、太阳能电池板；91、第一电池板；92、第二电池板；10、视频采集装置；11、罩体。

具体实施方式

为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本公开实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本公开实施例。在以下的技术描述中，为方便解释起见，通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而，在没有这些细节的情况下，一个或多个实施例仍然可以实施。在其它情况下，为简化附图，熟知的结构和装置可以简化展示。

本公开实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开实施例的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

本公开实施例中，术语“上”、“下”、“内”、“中”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本公开实施例及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本公开实施例中的具体含义。

另外，术语“设置”、“连接”、“固定”应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开实施例中的具体含义。

术语“和/或”是一种描述对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，表示：A或B，或，A和B这三种关系。

除非另有说明，术语“多个”表示两个或两个以上。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开实施例中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

结合图1至图3所示，本公开实施例提供一种用于航行器1的推进装置5，航行器1包括浮力舱3，推进装置5包括推进器51和旋转结构52，推进器51适于向航行器1提供驱动力；推进器51设于旋转结构52的一端，旋转结构52的另一端包括连接部，连接部适于与浮力舱3连接；其中，推进器51与旋转结构52的一端固定连接时，连接部适于与浮力舱3转动连接，或，推进器51与旋转结构52的一端转动连接时，连接部适于与浮力舱3固定连接。

推进器51向航行器1提供驱动力，驱动航行器1运行，推进器51与航行器1的浮力舱3转动连接，其中，推进器51与航行器1的浮力舱3通过旋转结构52连接，使得推进器51与浮力舱3的相对位置能够改变，这样，推进器51可以向浮力舱3提供不同方向的驱动力，推进器51和旋转结构52相结合能够实现矢量推进器的推进效果，降低航行器1的成本，而且航行速度能够得到保证，同时，能够减少推进器51的使用数量，降低多个推进器51的布局复杂程度，降低航行器1的成本。

在一个具体实施例中，推进器51与旋转结构52的一端固定连接，连接部适于与浮力舱3转动连接，旋转结构52包括固定座（为了便于区分，以下统称为第一固定座53）和舵机（为了便于区分，以下统称为第一舵机54），第一固定座53的一端与推进器51固定连接，另一端包括连接部；第一舵机54与第一固定座53相连接，用于驱动第一固定座53转动，以带动推进器51转动。

第一固定座53连接在推进器51与浮力舱3之间，推进器51与浮力舱3通过第一固定座53实现转动连接，第一舵机54与第一固定座53相连接，能够向第一固定座53提供动力，驱动第一固定座53转动，第一固定座53再带动推进器51转动。

可选地，第一舵机54包括大扭矩舵机。

可选地，连接部包括轴承59，轴承59与第一固定座53相结合，能够在第一舵机54的旋转下使第一固定座53进行精准角度旋转，改变推进器51推进方向。

在实际应用中，轴承59包括内圈和外圈，内圈和外圈中的一个适于与浮力舱3相连接，内圈和外圈中的另一个与固定座的另一端连接，第一舵机54转动时，带动固定座以及内圈和外圈中的另一个转动，而内圈和外圈中的一个以及浮力舱3不动，进而实现推进器51的驱动力方向的改变。

可选地，第一舵机54与轴承59之间通过齿轮驱动连接，齿轮的数量多个，多个齿轮包括第一齿轮和第二齿轮，第一齿轮与轴承59相连接，第二齿轮与第一舵机54相连接，第一齿轮和第二齿轮相啮合，第一舵机54驱动第二齿轮转动，第二齿轮驱动第一齿轮转动，第一齿轮再驱动轴承59转动，当轴承59带动固定座转动到设定的角度后，第一齿轮和第二齿轮停止转动，利用传动原理，也可以精准控制固定座的转动角度。

可选地，如图2所示，第一固定座53内部设有中空内腔，第一舵机54位于中空内腔内。

第一舵机54位于中空内腔内，使推进装置5的布置更加合理，增加推进装置5的美观性。

可选地，第一固定座53的外表面包括第一安装面531，推进器51设于第一安装面531，且第一安装面531能够绕第一固定座53的轴线转动；其中，第一安装面531沿第一固定座53的一端到固定座的另一端的方向向内或向外倾斜，且推进器51提供的驱动力的方向与第一安装面531的倾斜方向相同。

推进器51安装在第一固定座53的外表面，便于改变推进器51与浮力舱3的相对位置，第一安装面531能够绕第一固定座53的轴线转动，使得推进器51可以绕第一固定座53的轴线转动，进而改变推进器51与浮力舱3的相对位置，第一安装面531沿固定座的一端到第一固定座53的另一端的方向向内或向外倾斜，且推进器51提供的驱动力的方向与第一安装面531的倾斜方向相同，可以理解为：推进器51提供的驱动力的方向与第一固定座53的另一端所在的平面倾斜设置，能够增加推进器51的转动角度，使得倾斜动力朝向的推进器51可以在一定的平面内360°自由旋转，以产生不同方向的驱动力。

可选地，推进装置5还包括电调，电调设于推进器51，用于调节推进器51的启停及速度大小。

可选地，推进器51还包括电机和推进器轴系箱，电机的输出轴与电机的推进器轴系箱相连接，电机采用全密封工艺，防水效果显著。

可选地，电机的输出轴与电机的推进器轴系箱通过联轴器相连接

在另一个具体实施例中，推进器51与旋转结构52的一端转动连接时，连接部适于与浮力舱3固定连接的情况下，旋转结构52包括第二固定座和第二舵机，第二固定座的一端与推进器51转动连接，第二固定座的另一端设有连接部，第二舵机与推进器51相连接，能够控制推进器51相对于第二固定座转动。

第二固定座连接在推进器51与浮力舱3之间，推进器51与浮力舱3通过第二固定座实现转动连接，第二舵机与推进器51相连接，能够向推进器51提供动力，驱动推进器51转动。

本公开实施例还提供一种航行器1，包括上述实施例中任一项的用于航行器1的推进装置5。

如图4至图16所示，本公开实施例提供的航行器1，因包括上述实施例中任一项的用于航行器1的推进装置5，因而具有上述实施例中任一项的用于航行器1的推进装置5的全部有益效果，在此不再赘述。

可选地，航行器1包括浮力舱3和如上述实施例中任一项的用于航行器1的推进装置5，推进器51与旋转结构52的一端固定连接时，连接部与浮力舱3转动连接，或，推进器51与旋转结构52的一端转动连接时，连接部与浮力舱3固定连接。

浮力舱3用于为航行器1提供浮力，推进装置5设于浮力舱3，推进装置5能够为浮力舱3提供驱动力，进而为航行器1提供运行的驱动力，推进器51与浮力舱3转动连接，使得推进器51与浮力舱3的相对位置可以改变，进而可以调整推进器51向浮力舱3提供驱动力的方向。

可选地，第一安装面531与浮力舱3的长度方向存在折角，折角为锐角或钝角。

第一安装面531与浮力舱3的长度方向存在折角，可以理解为：推进器51的驱动力方向与浮力舱3的长度方向存在折角，折角为锐角或钝角，避免推进器51的驱动力方向与浮力舱3的长度方向平行或垂直，可以理解为：推进器51提供的驱动力的方向与浮力舱3倾斜设置，能够增加推进器51的转动角度，使得倾斜动力朝向的推进器51可以在一定的平面内360°自由旋转，以产生不同方向的驱动力，进而调整推进方向改变航行器1的前进路线，或实现航行器1的姿态变化。

可选地，折角为锐角时，折角为45°，使得推进器51能够提供45°的驱动力，进而在X-Z平面360°自由旋转，进而使得推进器51在转动时，能够向浮力舱3更加均匀的驱动力。

可选地，如图11至图14所示，航行器1还包括主艇体2和多个推进装置5，浮力舱3的数量为多个，多个浮力舱3包括第一浮力舱31和第二浮力舱32，第一浮力舱31和第二浮力舱32分别位于主艇体2的两侧，第一浮力舱31包括第一端部，第二浮力舱32包括第二端部，第一端部和第二端部位于主艇体2的同一侧；多个推进装置5包括第一推进装置55和第二推进装置56；其中，第一推进装置55设于第一端部，第二推进装置56设于第二端部。

浮力舱3的数量为多个，可以增加浮力舱3对航行器1提供的浮力，同时便于调节航行器1的浮力，第一浮力舱31和第二浮力舱32的设置增加了航行器1运行的平衡稳定性，第一推进装置55设于第一端部，第二推进装置56设于第二端部，增加了航行器1的驱动力，在航行器1的运行过程中，第一推进装置55和第二推进装置56增加了航行器1的航态变化。

可选地，多个推进装置5还包括第三推进装置57和第四推进装置58，第一浮力舱31包括第一端部相对设置的第三端部，第二浮力舱32包括与第二端部相对设置的第四端部，第三推进装置57设于第三端部，第四推进装置58设于第四端部，且第三端部和第四端部位于主艇体2的同一侧。

通过在两个浮力舱3设置四个推进装置5，能够增加航行器1的驱动力，保证航行器1的航行，例如，通过上述布局，航行器1的推进相当于一台八推布局的ROV（遥控无人潜水器）。

可选地，推进装置5的数量也可以为其他数量，位置也可以变化，根据航行器1的类型对推进装置5的数量和位置进行布局设计，在此不做具体限定。

可选地，航行器1还包括罩体11，罩体11罩设在推进装置5外侧，并与浮力舱3的端部相连接，以保护推进装置5，避免水中的杂物、青苔等缠绕推进器51，影响航行器1的正常工作。

可选地，罩体11设有滤网，能够过滤水中的杂物。

可选地，航行器1还包括盖板591，设于推进装置5与浮力舱3之间，便于推进装置55安装在浮力舱3上。

如图3所示，本公开实施例还提供了一种用于航行器1的控制方法，包括上述实施例中的任一项的航行器1。

可选地，用于航行器1的控制方法包括：

S11、接收目标方向。

S12、根据目标方向，获取旋转结构52的目标角度或推进器51的目标角度。

S13、获取旋转结构52的当前角度或推进器51的当前角度。

S14、在旋转结构52的目标角度与旋转结构52的当前角度不一致或推进器51的目标角度与推进装置5的当前角度不一致时，控制旋转结构52转动到目标角度或控制推进器51转动到目标角度，以使推进装置5提供目标方向的驱动力。

采用本公开实施例的航行器1的控制方法，当航行器1需要改变航态时，控制器的单片机接收目标方向的指令，然后获取旋转结构52的目标角度，并获取旋转结构52的当前角度，如果旋转结构52的目标角度和当前角度不一致，控制旋转结构52转动到目标角度，或者，获取推进器51的目标角度和推进器51的当前角度，如果推进器51的目标角度和推进器51的当前角度不一致，控制推进器51转动到目标角度，通过本公开实施例的控制方法，提高了推进装置5的控制精度，使得推进器51动力的最高效化。

如图11至图14中箭头的方向表示推进装置5提供的驱动力的方向。

可选地，如图12所示，目标方向为前进方向的情况下，控制第一推进装置55提供朝向第一方向的驱动力，并控制第二推进装置56提供朝向第二方向的驱动力；其中，第一方向与前进方向之间存在第一锐角，且第二方向与前进方向存在第二锐角，第一方向和第二方向分别位于前进方向的两侧。

图12中，M所示的箭头表示第一方向，N所示的箭头表示第二方向。

航行器1需要向前航行时，目标方向为前进方向，控制第一推进装置55和第二推进装置56分别提供第一方向和第二方向的驱动力，第一方向的力和第二方向的力，均具有前进方向的力，第一推进装置55驱动第一浮力舱31，且第二推进装置56驱动第二浮力舱32，使得航行器1可以向前航行。

可选地，第一方向和第二方向以前进方向为轴线对称设置，这样设置，可以抵消第一方向和第二方向在垂直于前进方向的方向的力，避免航行器1在前进过程中发生偏移。

可选地，航行器1还包括第三推进装置57和第四推进装置58的情况下，航行器1需要向前航行时，目标方向为前进方向，控制第三推进装置57提供第二方向的驱动力，并控制第四推进装置58分别提供第一方向驱动力，第一方向的力和第二方向的力，均具有前进方向的力，第三推进装置57驱动第一浮力舱31，且第四推进装置58驱动第二浮力舱32，使得航行器1可以向前航行，而且通过增加推进装置5的数量，增加了航行器1的驱动力，保证了航行器1的航行能力。

可选地，如图13所示，目标方向为后退方向的情况下，控制第一推进装置55提供朝向第三方向的驱动力，并控制第二推进装置56提供朝向第四方向的驱动力；其中，第三方向与后退方向之间存在第三锐角，且第四方向与后退方向存在第四锐角，第三方向和第四方向分别位于后退方向的两侧。

图13中，P所示的箭头表示第三方向，Q所示的箭头表示第四方向。

航行器1需要后退航行时，目标方向为后退方向，控制第一推进装置55和第二推进装置56分别提供第三方向和第四方向的驱动力，第三方向的力和第四方向的力，均具有后退方向的力，第一推进装置55驱动第一浮力舱31，且第二推进装置56驱动第二浮力舱32，使得航行器1可以向前航行。

可选地，第三方向和第四方向以后退方向为轴线对称设置，这样设置，可以抵消第三方向和第四方向在垂直于后退方向的方向的力，避免航行器1在后退过程中发生偏移。

可选地，航行器1还包括第三推进装置57和第四推进装置58的情况下，航行器1需要向前航行时，目标方向为后退方向，控制第三推进装置57提供第四方向的驱动力，并控制第四推进装置58分别提供第三方向驱动力，第三方向的力和第四方向的力，均具有后退方向的力，第三推进装置57驱动第一浮力舱31，且第四推进装置58驱动第二浮力舱32，使得航行器1可以后退航行，而且通过增加推进推进装置5的数量，增加了航行器1的驱动力，保证了航行器1的航行能力。

可选地，如图11所示，目标方向为翻转方向时，控制第一推进装置55提供背离水面运动的驱动力，并控制第二推进装置56提供朝向水下运动的驱动力。

图11中，C所示的箭头表示朝向水下运动的力，D所示的箭头表示背离水面运动的力。

第一浮力舱31受到背离水面运动的力，使得航行器1能够向一侧转动，第二浮力舱32中的同时受到朝向水下运动的力，辅助航行器1进一步朝向同一侧转动，最终能够实现航行器1的整体的翻转，再通过调节浮力舱3的浮力，使得航行器1可以在水下运行。

可选地，航行器1还包括第三推进装置57和第四推进装置58的情况下，目标方向为翻转方向时，控制第三推进装置57提供背离水面运动的驱动力，并控制第四推进装置58提供朝向水下运动的驱动力，保证航行器1的航行的驱动力。

可选地，如图14所示，航行器1需要转向时，目标方向为第五方向时，第一推进装置55和第二推进装置56均提供朝向第五方向的驱动力，使航行器1能够实现转向。

其中，图14中，X所示的箭头表示第五方向。

可选地，航行器1还包括第三推进装置57和第四推进装置58的情况下，第三推进装置57和第四推进装置58均提供朝向第五方向的驱动力，使航行器1能够实现转向。

可选地，推进器51为大功率推进器51，每台可提供10kg推力。

可选地，如图4至图8所示，航行器1能够在第一航态和第二航态之间转换；其中，航行器1位于第一航态时，航行器1能够在水面上航行，航行器1位于第二航态时，航行器1能够翻转并在水下航行。

当需要航行器1快速到达水面的作业地点时，航行器1以第一航态快速到达救援地点，航行器1在水面上行驶，可以避免水下运动的高阻力，提高航行器1的航行速度；当航行器1到达作业地点后，使得航行器1切换到第二航态，航行器1进入第二航态后，航行器1能够翻转并在水下航行，这样，就可以在水下作业，实施救援、打捞等作业。

可选地，浮力舱3用于向主艇体2提供浮力，航行器1处于第一航态时，浮力舱3提供浮力使得航行器1可以在水面正常行驶，航行器1处于第二航态时，浮力舱3改变浮力可以调整航行器1在水下行驶的深度。

可选地，主艇体2包括相对设置的第一侧壁21和第二侧壁22，航行器1位于第一航态时，第一侧壁21位于第二侧壁22上方，航行器1位于第二航态时，第一侧壁21位于第二侧壁22的下方；其中，航行器1还包括作业装置8，作业装置8设于第一侧壁21的外表面。

航行器1位于第一航态时，作业装置8位于第一侧壁21的外表面，第一侧壁21位于第二侧壁22的上方，可以理解为：航行器1在水面行驶时，作业装置8设于主艇体2的上部，这样设置，航行器1在赶往指定地点时，作业装置8不会受到水的影响，而且也便于作业装置8的安装，并能够安装较多的作业装置8或者安装较大型的作业装置8；当到达指定地点后，航行器1翻转至第二航态，作业装置8随着第一侧壁21朝向水面，便于作业装置8水下作业，比如进行救援、捕捞、水下环境勘探、水底采样等作业。

可选地，作业装置8包括第一连杆81、第二连杆82和第三舵机，第一连杆81设于主艇体2，沿第一连杆81的延伸方向，第一连杆81设有多个第一支爪83；第二连杆82设于主艇体2，并与第一连杆81相对设置，沿第二连杆82的延伸方向，第二连杆82设有多个第二支爪84，多个第二支爪84与多个第一支爪83交错设置；第三舵机与第一连杆81和第二连杆82均相连接，能够驱动第一连杆81和/或第二连杆82转动，以使第一支爪83和第二支爪84相抱合或相分离。

多个第一支爪83可以与多个第二支爪84相抱合或相分离，便于捕捞或抓取物体，第一连杆81和第二连杆82便于设置第一支爪83和第二支爪84，第三舵机控制第一连杆81和第二连杆82的转动，便于精确控制第一支爪83和第二支爪84的工作。

可以理解：作业装置8可以为捕捞爪等捕捞装置，同样的，作业装置8还可以为采样装置、勘探装置等。

可选地，作业装置8还包括驱动件89，驱动件89与第一连杆81和第二连杆82均相连接，且驱动件89与第三舵机相连接，第二舵机驱动驱动件89运动，驱动件89再带动第一连杆81和/或第二连杆82转动。

可选地，驱动件89可以为齿轮，齿轮的数量为多个，多个齿轮包括第三齿轮86、第四齿轮87和第五齿轮88，第三齿轮86与第一连杆81相连接，第四齿轮87与第二连杆82相连接，第五齿轮88与第三齿轮86相啮合和/或第五齿轮88与第四齿轮87相啮合，第五齿轮88与第三舵机相连接，第三舵机带动第五齿轮88转动，第五齿轮88带动给第三齿轮86和/或第四齿轮87转动，最终带动第一连杆81和/或第二连杆82转动。

可选地，第一支爪83和第二支爪84相抱合时的环抱直径为2cm-40cm。

环抱直径小于2cm时，抱合直径太小，难以实现，而且对于直径较大的物体，会出现无法环抱的情况，环抱直径大于40cm时，抱合直径太大，需要捕捞的物品直径太小时，作业装置8抱不紧物品，物品容易掉落。

第一支爪83和第二支爪84相抱合时的环抱直径可以为5cm、10cm、20cm、30cm、40cm。

可选地，第一支爪83和第二支爪84握合力为1kg-5kg。

可选地，第一支爪83和第二支爪84握合力为1kg-5kg。

可选地，第一支爪83和第二支爪84自锁力的范围为1kg-100kg。

本实施例中的自锁力指的使第一支爪83和第二支爪84抱合时保持不动所需要的力矩。

可选地，第一支爪83和第二支爪84自锁力可以为10kg，30kg、50kg、70kg、80kg、90kg、100kg等。

第一支爪83和第二支爪84自锁力大于100kg时，航行器1的负担太重，会影响航行器1的正常行驶，第一支爪83和第二支爪84自锁力在上述范围内，能够在保证航行器1的行驶的情况下，能够稳固的捕捞并携带物品运动。

可选地，如图9、图15、图16所示，浮力舱3内部设有容纳腔，容纳腔用于盛放水；航行器1还包括水量调节装置6，容纳腔的进水口和/或容纳腔的出水口设有水量调节装置6，水量调节装置6能够改变容纳腔内的水量，调节浮力舱3受到的浮力。

水量调节装置6可以改变浮力舱3内的容纳腔的水量，进而改变浮力舱3的浮力。

可选地，第一浮力舱31和第二浮力舱32均设有水量调节装置6，当航行器1由第一航态转换为第二航态时，水量调节装置6控制第一浮力舱31和第二浮力舱32中的一个进水，第一浮力舱31和第二浮力舱32中的另一个不进水，使上述一个浮力舱3的重力大于上述另一个浮力舱3的重力，利用第一浮力舱31和第二浮力舱32之间的重力差产生的附加力矩，实现航行器1的翻转。

可选地，水量调节装置6包括水泵63，水泵63与容纳腔的排水口相连通，水泵63能够控制容纳腔的排水。

可选地，容纳腔的进水口也可以与排水腔的进水口相连通，用于控制容纳腔的进水。

可选地，水量调节装置6还包括电磁阀62，电磁阀62可以设于容纳腔的进水口和/或排水口，电磁阀62设于容纳腔的进水口时，可以控制容纳腔的进水，电磁阀62设于容纳腔的排水口时，可以控制容纳腔的排水。

可选地，水量调节装置6还包括气泵，气泵用于调节浮力舱3的进水和排水。

可选地，航行器1可以设有推进装置5和水量调节装置6，水量调节装置6与第一浮力舱31和第二浮力舱32均相连接，能够调节第一浮力舱31和第二浮力舱32的浮力。

可选地，航行器1从第一航态转换到第二航态时，推进装置5向第一浮力舱31和第二浮力舱32中的一个提供背离水面的驱动力，例如，第一推进装置55向第一浮力舱31提供背离水面的驱动力，同时水量调节装置6调节第一浮力舱31排水或者不进水，推进装置5向第一浮力舱31和第二浮力舱32中的另一个提供朝向水下运动的驱动力，例如，第二推进装置56向第二浮力舱32提供朝向水下运动的力，同时水量调节装置6调节第二浮力舱32进水，增加第二浮力舱32的重力，通过推进装置5和水量调节装置6共同实现航行器1的翻转，当航行器1翻转后，水量调节装置6控制第一浮力舱31进水，使得第一浮力舱31和第二浮力舱32的重力相同，就完成了第一航态到第二航态的转换，使得航行器1的翻转易于实现、更加稳定、更加快速。

当航行器1从第二航态转换至第一航态时，水量调节装置6控制第一浮力舱31和第二浮力舱32均排水，减小航行器1的浮力，使航行器1先上浮至水面，然后第一推进装置55向第一浮力舱31提供背离水面运动的力，同时，水量调节装置6控制第一浮力舱31排水或不进水；第二推进装置56向第二浮力舱32提供向水下运动的力，同时，水量调节装置6控制第二浮力舱32进水，增加第二浮力舱32的重力，通过推进装置5和水量调节装置6共同实现航行器1的翻转，当航行器1翻转后，水量调节装置6控制第二浮力舱32排水至第一浮力舱31和第二浮力舱32的重力相同，航行器1可以以第一航态运动至岸边或救援点。

可选地，浮力舱3与主艇体2转动连接。

浮力舱3与主艇体2转动连接，可以调节浮力舱3与主艇体2的角度，能够改变航行器1与水面的接触面积，进而改变航行器1运行的阻力。

可选地，航行器1位于第一航态时，第一浮力舱31和第二浮力舱32的高度均小于主艇体2的高度，且第一浮力舱31和主艇体2之间存在第一夹角，第二浮力舱32和主艇体2之间存在第二夹角，这样设置，主艇体2的底部与水面不接触，减少航行器1与水面的接触面积，进而减少航行器1运行的阻力，使航行器1可以快速运动到指定地点。

本实施例中，航行器1在水中航行时，其所受阻力主要分为摩擦、黏压阻力、兴波阻力三部分，对于中高速航行器1，其兴波阻力占总绝大部分。本实施例的航航行器1位于第一航态时，呈三体船形态，采用三体船作为主要形态，增大了本实施例的航行器1的最小倾覆力矩，具有稳定性好，耐波性高，节省能耗，有效降低兴波阻力等优势。

可选地，主艇体2及浮力舱3均采用流线型布局，有效改善了航行器1的阻力性能。

可选地，主艇体2的尾部呈方形尾，且主艇体2的尾部纵剖线坡度缓和近于直线。这样设置可使水流大致沿纵剖线方向流动，减少高速水流的扭转和弯曲程度，从而可减少能量损失，改善阻力性能，另外，高速水流沿着方形尾的边缘一直延伸到尾后相当距离处，其作用于增加了航行器1的有效长度，在湿表面积不变的情况下，摩擦阻力并未增加但对减小阻力有利。

可选地，航行器1从第一航态转换为第二航态时，第一浮力舱31和第二浮力舱32均绕主艇体2转动，第一浮力舱31和第二浮力舱32均转动至与主艇体2水平的位置，使得第一浮力舱31、第二浮力舱32和主艇体2位于同一平面内，然后，再控制第一浮力舱31和第二浮力舱32调整受力，翻转至第二航态。

本实施例中，第一浮力舱31和第二浮力舱32均转动至与主艇体2在同一平面，使得航行器1的总阻力作用面与总动力作用面的距离减小，不易形成翻转力矩，使得航行器1在水下运行更加平稳。

可选地，航行器1从第二航态转换至第一航态时，航行器1完成反转后，控制第一浮力舱31和第二浮力舱32转动，使第一浮力舱31和第二浮力舱32的高度均小于主艇体2的高度，且第一浮力舱31和主艇体2之间存在第一夹角，第二浮力舱32和主艇体2之间存在第二夹角，这样，航行器1可以载着捕捞的物品或者人迅速返回岸上或救援点。

可选地，如图9和图10所示，航行器1还包括连接杆7和第四舵机71，连接杆7的一端与主艇体2转动连接，连接杆7的另一端与浮力舱3固定连接，第四舵机71与连接杆7的一端驱动连接，以带动浮力舱3相对于主艇体2转动。

第四舵机71提供驱动力，带动连接杆7的一端转动，连接杆7的另一端与浮力舱3固定连接，连接杆7的一端转动时，能够带动浮力舱3也转动。

可选地，连接杆7的数量为多个，多个连接杆7包括第一连接杆74和第二连接杆75，第一连接杆74连接在主艇体2和第一浮力舱31之间，第二连接杆75连接在主艇体2和第二浮力舱32之间。

可选地，第一舵机54的数量为多个，第四舵机71的数量大于或等于连接杆7的数量，且每一连接杆7至少设有一个第四舵机71。

可选地，船体包括壳体23和骨架24，壳体23内部限定出空腔，骨架24位于空腔内，用于支撑船体，并用于连接和放置航行器1的其他部件。

可选地，骨架24与连接杆7的一端转动连接，其中，空腔的腔壁设有通孔，连接杆7穿过通孔与骨架24相连接。

可选地，第四舵机71设于骨架24。

可选地，骨架24包括沿主艇体2的长度方向依次间隔设置的第一安装板241、第二安装板242和第三安装板243，第四舵机71设于第二安装板242。

可选地，第四舵机71的数量为多个，多个第四舵机71包括第一子舵机和第二子舵机，第一子舵机与第一浮力舱31驱动连接，第二子舵机与第二浮力舱32驱动连接，其中，第一子舵机和第二子舵机分别位于第二安装板242的两端。

可以理解：浮力舱3与主艇体2之间还可以采用其他转动结构，比如旋转圆柱体气缸等，能够实现浮力舱3与主艇体2可以转动的手段都可以，此处不做具体限定。

可选地，连接杆7设有限位部，主艇体2设有限位配合部，限位部与限位配合部相配合时，连接杆7与主艇体2限制转动。

当浮力舱3相对于主艇体2转动到预定的角度时，限位部和限位配合部相配合，可以限制连接杆7和主艇体2转动，进而使浮力舱3可以与主艇体2保持预定的角度航行。

在一个具体实施例中，限位部包括凹孔，限位配合部包括齿条762，齿条762位于凹孔内时，连接杆7与主艇体2限制转动。

可选地，骨架24设有第五舵机761、第六齿轮76和齿条762，其中，第五舵机761和第六齿轮76连接，第五舵机761能够带动第六齿轮76转动，第六齿轮76与齿条762相啮合，第六齿轮76转动时，能够带动齿条762运动，以使齿条762***或拔出凹孔。

可选地，限位部的数量也可以为多个，限位配合部与限位部的数量相同并一一对应。

在另一个具体实施例中，限位部可以为凹槽，限位配合部为伸缩杆，伸缩杆可以伸入凹槽或者从凹槽中脱出，当伸缩杆伸入凹槽内时，转动与主艇体2限制转动。

可选地，伸缩杆的一端设于空腔的底壁，伸缩杆的另一端能够伸入或脱出凹槽。

可选地，伸缩杆的数量为多个，比如，伸缩杆的数量可以为两个，分别与第一连接杆74和第二连接杆75对应设置。

可选地，作业装置8与骨架24相连接，空腔的侧壁包括第一侧壁21，作业装置8的一端与骨架24相连接，作业装置8的另一端穿过第一侧壁21并凸出于第一侧壁21。

可选地，第一连杆81和第二连杆82均与骨架24相连接，比如，第一连杆81连接在第一安装板241和第二安装板242之间，第二连杆82也安装在第一安装板241和第二安装板242之间。

可选地，驱动件89设于骨架24，比如，驱动件89设于第一安装板241和/或第二安装板242。

可选地，航行器1还包括密封舱25和电子器件，密封舱25设于空腔内，电子器件位于密封舱25内。

可选地，电子器件包括航行器1的所有器件。

可选地，密封舱25设于骨架24，比如，密封舱25设于第一安装板241和第二安装板242之间，以固定密封舱25，避免航行器1航行时，密封舱25在空腔内运动，损坏电子器件。

可选地，航行器1还包括喷射装置26，设于主艇体2，喷射装置26设有喷射口261，喷射口261与外界相连通，能够向外界喷射救生装置。

航行器1到达作业地点后，可以通过喷射装置26喷射救生装置，帮助水面受难者，特别是有意识的受难者，同时，航行器1可以转换到第二航态，进入水下救援水下的受难者。

可选地，如图15所示，航行器1还包括机械爪27，机械爪27设于空腔内，一端与骨架24相连接，另一端可伸出至空腔外部。

可选地，航行器1还包括伸缩装置，伸缩装置包括伸缩筒和伸缩臂，伸缩筒设于骨架24，伸缩臂的一端活动设于伸缩筒内，伸缩臂的另一端设有机械爪27，便于将机械爪27伸出空腔外部，以抓取人或物。

可选地，喷射装置26包括外壳，外壳限定出喷射室262，喷射室262内设有传送装置263，传送装置263设有救生装置，传动装置可以将救生装置传送至弹出口并弹出外界。

可选地，传送装置263包括传送带、导轨和电机，传送带设于导轨，电机与导轨相连接，电机带动导轨转动，导轨带动传动带运动，传送带设有救生装置。

可选地，救生装置可以为救生圈、救生衣等。

可选地，航行器1还包括能源装置，能源装置包括太阳能电池板9和电池组，其中，太阳能电池板9设于连接杆7，这样，航行器1以第一航态在水面行驶时，可以通过太阳能电池板9补充能量，提高航行器1的续航水平，同时使得航行器1具有环保性。

可选地，太阳能电池板9的数量为多个，多个太阳能电池板9间隔设在连接杆7上。如图8所示，多个太阳能电池板9包括第一电池板91和第二电池板92，第一电池板91和第二电池板92分别设于连接杆7的两侧。

可选地，主艇体2还设有视频采集装置10，当航行器1处于第二航态时，视频采集装置10可以采集水下的图像，便于航行器1的工作，视频采集装置10可以为摄像头等装置。

可选地，视频采集装置10可以设于主艇体2的前侧、后侧或者第一侧壁21，其中，设于主艇体2的前侧或后侧便于航行器1的航行，设于第一侧壁21，便于作业装置8的工作。

可选地，航行器1还包括控制器，控制与推进装置5相连接，能够控制推进装置5工作。

可选地，控制器与作业装置8、水量调节装置6均相连接。

可选地，控制器与视频采集装置10相连接，控制器能够根据视频采集装置10采集的图像控制推进装置5、水量调节装置6和作业装置8工作。

可选的，航行器1还包括人机陆地***和水下作业***。

可选的，人机陆地***包括操控***、通讯***、供电子***，其中，供电子***用于对电池电源进行变压整流，为整个***提供电力来源，操控***是人机交互从而控制航行器1，负责对航行器1在水下运行过程的位置、深度和速度等各项数据紧急性实时监控，并将作业人员命令转换为控制信号进行进一步的传输；通讯***用于传输陆上控制台和水下的航行器1之间的视频与控制信息。

水下作业***包括模块驱动***、视频采集***和机械救援***，其中，模块驱动***为各元件提供电力与驱动信号并与陆地传输实时数据，视频采集***负责实施图像采集功能，机械救援***则根据传输控制信号来实施对应机械操作功能，如翻转捞救，气囊喷射功能。

可选的，模块驱动***与调节装置4相连接，视频采集***与视频采集装置10相连接，机械救援***与调节***、作业装置8、喷射装置26等相连接。

本实施例中，航行器1通过变形、翻转以及浮力舱3的吸排水实现了航行器1在第一航态和第二航态之间的转换，使得航行器1满足不同阶段的各自需求，是一种兼备型的新概念航行器1，本实施例的航行器1也可以向多种复杂的应用场景拓展使用，比如，航行器1可以代替潜水员长时间进行水下打捞、摄像、搜寻遇难者等案件工作，此外，双航态的运行模式可以针对不同的使用者使用，搭配不同的作业设备以适应相应任务共组，替代船队完成其他类型的远海紧急工作，极大节省人力物力财力，使得航行器1并不局限于救援工作。

可选地，本实施例的航行器1可应用于泳池、水库、河流、海滩、游艇轮渡等场景中的落水救援，本实施例的航行器1结构水面舰船和潜艇的航行性能可以用于军事作战领域。

可选地，航行器1的外观可以选用醒目亮眼的颜色，比如亮橙色、亮黄色涂层等。

可选地，航行器1还设有提示灯，提示灯具有闪烁功能，且具有高穿透雾性，在夜间或恶劣天气能够实现视线定位。

以上描述和附图充分地示出了本公开的实施例，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施例可以包括结构的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施例的部分和特征可以被包括在或替换其他实施例的部分和特征。本公开的实施例并不局限于上面已经描述并在附图中示出的结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (9)

1.一种用于航行器的推进装置，所述航行器包括浮力舱，其特征在于，包括：

推进器；

旋转结构，所述推进器设于所述旋转结构的一端，所述旋转结构的另一端包括连接部，所述连接部适于与所述浮力舱连接；

其中，所述推进器与所述旋转结构的一端固定连接时，所述连接部适于与所述浮力舱转动连接，或，所述推进器与所述旋转结构的一端转动连接时，所述连接部适于与所述浮力舱固定连接；

所述推进器与所述旋转结构的一端固定连接，所述连接部适于与所述浮力舱转动连接的情况下，所述旋转结构包括：

固定座，一端与所述推进器固定连接，另一端包括所述连接部；

所述固定座的外表面包括第一安装面，所述推进器设于所述第一安装面，且所述第一安装面能够绕所述固定座的轴线转动；

其中，所述第一安装面沿所述固定座的所述一端到所述固定座的所述另一端的方向向内或向外倾斜，且所述推进器提供的驱动力的方向与所述第一安装面的倾斜方向相同。

2.根据权利要求1所述的用于航行器的推进装置，其特征在于，所述旋转结构还包括：

舵机，与所述固定座相连接，用于驱动所述固定座转动，以带动所述推进器转动。

3.根据权利要求2所述的用于航行器的推进装置，其特征在于，

所述固定座内部设有中空内腔，所述舵机位于所述中空内腔内。

4.一种航行器，其特征在于，包括：

浮力舱；

如上述权利要求1至3中任一项所述的用于航行器的推进装置，推进器与旋转结构的一端固定连接时，连接部与所述浮力舱转动连接，或，推进器与旋转结构的一端转动连接时，连接部与所述浮力舱固定连接。

5.根据权利要求4所述的航行器，其特征在于，

第一安装面与所述浮力舱的长度方向存在折角，所述折角为锐角或钝角。

6.根据权利要求5所述的航行器，其特征在于，还包括：

主艇体；

所述浮力舱的数量为多个，多个所述浮力舱包括第一浮力舱和第二浮力舱，所述第一浮力舱和所述第二浮力舱分别位于所述主艇体的两侧，所述第一浮力舱包括第一端部，所述第二浮力舱包括第二端部，所述第一端部和所述第二端部位于所述主艇体的同一侧；

多个推进装置，包括第一推进装置和第二推进装置；

其中，所述第一推进装置设于所述第一端部，所述第二推进装置设于所述第二端部。

7.一种用于航行器的控制方法，其特征在于，包括：

接收目标方向；

根据所述目标方向，获取旋转结构的目标角度或推进器的目标角度；

获取所述旋转结构的当前角度或所述推进器的当前角度；

在所述旋转结构的目标角度与所述旋转结构的当前角度不一致或所述推进器的目标角度与所述推进器的当前角度不一致时，控制所述旋转结构转动到目标角度或控制所述推进器转动到目标角度，以使推进装置提供目标方向的驱动力。

8.根据权利要求7所述的用于航行器的控制方法，其特征在于，

所述目标方向为前进方向的情况下，控制第一推进装置提供朝向第一方向的驱动力，并控制第二推进装置提供朝向第二方向的驱动力；

其中，所述第一方向与所述前进方向之间存在第一锐角，且所述第二方向与所述前进方向存在第二锐角，所述第一方向和所述第二方向分别位于所述前进方向的两侧；和/或，

所述目标方向为后退方向的情况下，控制第一推进装置提供朝向第三方向的驱动力，并控制第二推进装置提供朝向第四方向的驱动力；

其中，所述第三方向与所述后退方向之间存在第三锐角，且所述第四方向与所述后退方向存在第四锐角，所述第三方向和所述第四方向分别位于所述后退方向的两侧。

9.根据权利要求7或8所述的用于航行器的控制方法，其特征在于，

所述目标方向为翻转方向时，控制第一推进装置提供背离水面运动的驱动力，并控制第二推进装置提供朝向水下运动的驱动力。

Images