CN1923613A - 滑翔式水下移动搭载平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可以广泛应用于水体水质监测、水底资源勘测、环境监测的滑翔式水下移动搭载平台。具体包括：滑翔式壳体、可变浮力***、姿态调节***和通讯导航***。工作时，通过姿态调节***的液压泵，使得***中的水银前后流动，达到改变重心位置的目的；通过调节方向舵的摆向，达到侧转的目的。通过可变浮力***中的微型电磁阀和微型泵配合工作，改变油囊的排水体积，实现浮力的变化，三者结合就可以在海洋中自由滑翔。本发明与其他的水下机器人相比，具有体积灵巧、低成本、低功耗等优点。由于不需要推进器等助推机构，可以长时间连续运行。

Description

滑翔式水下移动搭载平台

技术领域

本发明涉及一种探测仪器，特别是涉及一种可以广泛应用于水体水质监测、水底资源勘测、环境监测的滑翔式水下移动搭载平台。

背景技术

迄今为止，用于海洋水体水质监测、水底资源勘测、环境监测研究的自动探测器大部分采用螺旋桨等推进方式，因此短时间工作后，都需要补充动力能源。频繁的充电程序，极大地限制了探测器海洋中航行的距离与深度。

发明内容

本发明的目的是提出一种体积小巧，可以按照预设航线在数百米至数千米深度范围内长时间连续运行的滑翔式水下移动搭载平台。

本发明的滑翔式水下移动搭载平台包括密封仓，密封仓外的两侧设置有水平翼，尾部设置有油囊，油囊外罩有保护壳，保护壳一端与密封仓固定连接，另一端与尾翼连接，尾翼后部连接有方向舵。密封仓内头部设置有导航控制电路板，中部沿轴向设置有前容腔和后容腔，前容腔和后容腔通过液压泵连通，尾部设置有油腔，油腔与油囊通过微型泵连通，同时通过微型电磁阀连通，油腔、微型泵、油囊和微型电磁阀组成回路。电池包设置在密封仓内的中部，并与导航控制电路板、液压泵、微型泵和微型电磁阀电连接。导航控制电路板与液压泵、微型泵、微型电磁阀和方向舵信号连接。

导航控制电路板包括液压泵控制模块、微型泵控制模块、微型电磁阀控制模块、方向舵控制模块和通讯模块。液压泵控制模块控制液压泵的运行，微型泵控制模块控制微型泵的运行、微型电磁阀控制模块控制微型电磁阀的运行、方向舵控制模块控制方向舵的运行。通讯模块具有接受外界控制指令，并将控制指令转化为相应控制模块的控制信号的功能。各控制模块和通讯模块均可通过购买取得。

油腔、油囊、微型电磁阀和微型泵构成可变浮力***，油囊的表面与海水接触，通过向油囊充排油就可以改变滑翔式水下移动搭载平台的浮力。工作时，导航控制电路板给微型泵发出信号，电池包供电，微型泵工作，油从油腔流入油囊，滑翔式水下移动搭载平台所受的浮力不断增加，当浮力大于重力时，滑翔式水下移动搭载平台上浮；导航控制电路板给微型电磁阀发出信号，电池包供电，微型电磁阀工作，油从油囊流回油腔，油囊体积缩小，滑翔式水下移动搭载平台所受的浮力不断减小，当浮力小于重力时，滑翔式水下移动搭载平台下潜。

后容腔、液压泵和前容腔构成姿态倾斜调节***。工作时，导航控制电路板给液压泵发出信号，电池包供电，液压泵正向工作，水银从前容腔流入后容腔，滑翔式水下移动搭载平台重心后移，机身向上倾斜；反之，当液压泵反向工作时，水银从后容腔流入前容腔，滑翔式水下移动搭载平台重心前移，机身向下倾斜。

滑翔式水下移动搭载平台通过改变重心位置实现姿态倾斜调节，通过调节方向舵的摆向实现姿态左右调节；通过改变自身的浮力实现沉浮的控制，三者结合就可以完成在水中的***。水平翼可以保持滑翔式水下移动搭载平台的平稳，同时将浮力转化为升力，推动滑翔器向前运动，而不需要推进器。

本发明的滑翔式水下移动搭载平台，可实现三维空间的自由航行，具有体积小巧、成本低等优点；由于不需要推进器等助推机构，大大降低了***的功耗，因此由电池包供电，就可以按照预设航线在数千米深度范围内连续运行数月。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的另一结构示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，滑翔式水下移动搭载平台包括：

1)滑翔式壳体：具有密封仓10、保护壳1、水平翼12及尾翼13构成的滑翔式外壳。

为了减小滑翔式水下移动搭载平台在海水中的运动阻力，保护壳体的前后端形状为椭圆形的流线型回转体。

2)可变浮力***：包括油囊2、微型电磁阀3、微型泵4和油腔5，油腔5与油囊2通过微型泵4连通，同时通过微型电磁阀3连通，油腔5、微型泵4、油囊2和微型电磁阀3组成回路。微型电磁阀3、微型泵4和油腔5设置在密封仓10内的尾部，油囊2设置在保护壳1内部。

3)姿态倾斜调节***：包括设置在密封仓10内部中间位置的后容腔6、液压泵7和前容腔9，前容腔9和后容腔6通过液压泵7连通，液压泵7的进油口和出油口分别与后容器6和前容器9相连。

4)姿态左右调节***：包括方向舵14，方向舵14安装在尾翼13的尾部，尾翼13与保护壳1固定连接。

5)通讯导航***：导航控制电路板11安装在承压壳体10的最前端。导航控制电路板11用于实现滑翔式水下移动搭载平台的GPS定位、姿态反馈、运动控制以及环境参数监测。

6)电池包：电池包8设置在密封仓10内的中部，为导航控制电路板11、液压泵7、微型泵4和微型电磁阀3供电。

其工作过程是：当滑翔式水下移动搭载平台准备下潜时，微型电磁阀3打开，油囊2中的液压油流回到油腔5中。油腔5的体积开始减小，当变化量达到指定要求时，微型电磁阀3关闭，液压***停止工作。此时，浮力小于重力。滑翔式水下移动搭载平台开始下潜。液压泵7将后容器6中的水银输送到前容腔9，随着前容腔9中水银的不断增多，滑翔式水下移动搭载平台的机身向前下方不断倾斜，当机身与水平面之间的倾斜角达到指定值时，液压泵7关闭。滑翔式水下移动搭载平台以一定的角度向前下方滑行。

在滑行过程中，方向舵14根据需要调整到需要的角度。滑翔式水下移动搭载平台在向前下方滑行的过程中，朝着既定的目标，开始侧转。

当滑翔式水下移动搭载平台达到指定深度时，此时，液压泵7开始工作，将前容器9中的水银输送到后容腔6，从而使得机身从前倾变为向后倾斜。当向后倾斜的角度达到指定值时，液压泵7停止工作。然后，微型泵4开始工作，将油腔5中的液压油输送到油囊2。当输送油量达到指定值时，微型泵4停止工作。此时，浮力大于重力，滑翔式水下移动搭载平台开始以一定的角度向前上方滑行。

在滑行过程中，方向舵14再次根据需要调整到需要的角度。滑翔式水下移动搭载平台在向前上方滑行的过程中，实现侧转。

在滑行过程中，导航控制电路板11对海洋环境进行监测，并保存监测结果。

当滑翔式水下移动搭载平台即将浮出水面时，液压泵7开始工作，前容腔9中的水银全部输送到后容腔6。此时，滑翔式水下移动搭载平台的前倾角处于最大值。滑翔机开始与外界通讯。

通讯完毕之后，滑翔式水下移动搭载平台进入下一次的工作循环。

Claims (1)

1、滑翔式水下移动搭载平台，包括密封仓(10)，其特征在于密封仓(10)外的两侧设置有水平翼(12)，尾部设置有油囊(2)，油囊(2)外罩有保护壳(1)，保护壳(1)一端与密封仓(10)固定连接，另一端与尾翼(13)连接，尾翼(13)后部连接有方向舵(14)；密封仓(10)内头部设置有导航控制电路板(11)，中部沿轴向设置有前容腔(9)和后容腔(6)，前容腔(9)和后容腔(6)通过液压泵(7)连通，尾部设置有油腔(5)，油腔(5)与油囊(2)通过微型泵(4)连通，同时通过微型电磁阀(3)连通，油腔(5)、微型泵(4)、油囊(2)和微型电磁阀(3)组成回路；电池包(8)设置在密封仓(10)内的中部，并与导航控制电路板(11)、液压泵(7)、微型泵(4)和微型电磁阀(3)电连接；导航控制电路板(11)与液压泵(7)、微型泵(4)、微型电磁阀(3)和方向舵(14)信号连接。