本實(shí)用新型屬于海洋工程技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種水下潛航器。
背景技術(shù):
近年來(lái),水下無(wú)人潛航器在國(guó)際上應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大。它可以用于近海石油調(diào)查、通信線路檢查、軍事應(yīng)用以及深海探測(cè)、科研數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)的水下無(wú)人潛航器,在水下可以自主行動(dòng),但是續(xù)航能力只能達(dá)到幾百小時(shí),若用來(lái)探測(cè)不同深度的鹽度、溫度無(wú)法長(zhǎng)期穩(wěn)定有效地提供探測(cè)的數(shù)據(jù)。國(guó)際上現(xiàn)在通用的是利用Argo浮標(biāo)來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能,浮標(biāo)入海之后沉到相對(duì)應(yīng)的海深,開(kāi)始上升,每隔一段距離,采集以下溫度、鹽度值,到海面后通過(guò)衛(wèi)星傳回?cái)?shù)據(jù),Argo浮標(biāo)的優(yōu)點(diǎn)是續(xù)航能力強(qiáng),可工作兩到三年,連續(xù)提供數(shù)據(jù),缺點(diǎn)也非常明顯,它無(wú)法實(shí)現(xiàn)自主的行動(dòng),只能隨波逐流。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題,本實(shí)用新型提供一種續(xù)航能力強(qiáng),能自主行動(dòng)的水下無(wú)人潛航器。
本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種水下無(wú)人潛航器,包括艙體組件、艙頂組件、推進(jìn)器組件;艙頂組件、推進(jìn)器組件分別與艙體組件法蘭連接;所述的艙體組件包括平衡維穩(wěn)機(jī)構(gòu)、水平浮力板、電控及通信組件、艙體外殼、高壓油泵組件、電池組件、機(jī)油箱、油囊;水平浮力板對(duì)稱焊接在艙體外殼前部的兩側(cè);艙體外殼的內(nèi)部設(shè)有縱橫交錯(cuò)的筋板,所述的電控及通信組件、高壓油泵組件、電池組件、機(jī)油箱均固定在所述的筋板上;平衡與維穩(wěn)機(jī)構(gòu)焊接在艙體外殼和艙頂外殼上;油囊固定在鋁合金上,焊接在艙體外殼后部。
所述的電控及通信組件包括鋁合金盒、控制電路板;控制電路板、放置在鋁合金盒內(nèi),鋁合金盒固定在筋板上。
所述的高壓油泵組件由固定在筋板上的電機(jī)、絲杠、導(dǎo)軌、滑塊、柱塞泵組成,電機(jī)與絲杠通過(guò)聯(lián)軸器相連,絲杠與滑塊螺紋連接,滑塊與柱塞泵的活塞連接,導(dǎo)軌固定在筋板上,滑塊在導(dǎo)軌上直線運(yùn)動(dòng)。
所述的平衡維穩(wěn)機(jī)構(gòu)主要由鋁合金腔構(gòu)成;鋁合金腔內(nèi)部被筋板分割成若干獨(dú)立的腔體,每個(gè)腔體設(shè)有高壓管道連接插頭,通過(guò)管道與機(jī)油箱連接。
所述的艙頂組件由天線組件、傳感器組件、連接固定組件、艙頂外殼組成;天線組件、傳感器組件固定在連接固定組件上;連接固定組件焊接在艙頂外殼上。
傳感器組件包括溫度傳感器、壓力傳感器、鹽度傳感器,外面包裹有鋁合金殼。
推進(jìn)器組件由螺旋推進(jìn)機(jī)構(gòu)、導(dǎo)流板組成,螺旋推進(jìn)機(jī)構(gòu)通過(guò)法蘭與艙體組件連接,導(dǎo)流板通過(guò)軸連接在螺旋推進(jìn)機(jī)構(gòu)上。
本實(shí)用新型的水下無(wú)人潛航器,彌補(bǔ)了現(xiàn)有技術(shù)的缺陷,可以達(dá)到六個(gè)月的續(xù)航,同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備在水下的自主行動(dòng)。
附圖說(shuō)明
圖1是本實(shí)用新型的水下無(wú)人潛航器總裝示意圖;
圖2是艙體外殼的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3是高壓油泵組件的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4是平衡維穩(wěn)機(jī)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示,本實(shí)用新型的水下無(wú)人潛航器,包括艙體組件1、艙頂組件2、推進(jìn)器組件3。艙體組件2的上部與艙頂組件通過(guò)法蘭連接在一起,下部與推進(jìn)器組件3通過(guò)法蘭連接在一起,法蘭中間添加密封圈,起到密封作用。
其中,艙頂組件2由天線組件4、傳感器組件5、連接固定組件6、艙頂外殼7組成。天線組件4固定在連接固定組件6上,連接處加密封圈密封,組件內(nèi)部走線;傳感器組件5由溫度傳感器、壓力傳感器、鹽度傳感器組成,外面包裹鋁合金殼起保護(hù)作用,該組件同樣固定在連接固定件6上,連接處加密封圈密封,連接固定組件6焊接在艙頂外殼7上,焊縫密封良好無(wú)泄漏。
艙體組件1由平衡維穩(wěn)機(jī)構(gòu)8、水平浮力板9、電控及通信組件10、艙體外殼11、高壓油泵組件12、電池組件13、機(jī)油箱14、油囊15等構(gòu)成。如圖4所示,平衡維穩(wěn)機(jī)構(gòu)8主要是由鋁合金腔、高壓管道連接插頭構(gòu)成,它同時(shí)焊接在艙體外殼和艙頂外殼上,鋁合金腔被內(nèi)部的筋板分割成六個(gè)獨(dú)立的腔體,每個(gè)腔體設(shè)置有高壓管道連接插頭,通過(guò)管道與機(jī)油箱14連接,可以用來(lái)充入機(jī)油。潛航器在升降過(guò)程中該腔體是空的,可以保證潛航器的重心在底部,保持潛航器豎直放置,同時(shí),它也可以增加潛航器豎直放置時(shí)的穩(wěn)定性,尤其是海面上時(shí),當(dāng)潛航器水平移動(dòng)時(shí),腔體內(nèi)充入機(jī)油,重心回到潛航器的中間,潛航器保持水平穩(wěn)定,同時(shí)電控及通訊組件10可根據(jù)潛航器水平的情況對(duì)各個(gè)腔體內(nèi)充入不同量的機(jī)油,保證一側(cè)的腔充滿,另一側(cè)的腔空著,從而保證潛航器的水平,增加穩(wěn)定性。水平浮力板9有兩塊,對(duì)稱焊接在艙體外殼前部,當(dāng)潛航器水平移動(dòng)的時(shí)候可以利用水流增加浮力,降低能量的消耗。電控及通信組件9包括一個(gè)鋁合金的小盒子,控制電路板等電子模塊都放置在盒內(nèi),密封防潮,盒子固定在艙體內(nèi)殼的筋板上,該處的固定筋板是指在艙體外殼內(nèi)部得筋板??刂齐娐钒蹇ㄔ阡X合金盒子的槽內(nèi)部,對(duì)整個(gè)設(shè)備的各個(gè)組件起控制作用。
如圖2所示,艙體外殼11由鋁合金材料做成,做了氧化處理,表面涂防腐層,達(dá)到防水防腐蝕的效果,艙體外殼的鋁合金由兩片左右對(duì)焊在一起,焊縫處做了密封檢測(cè),內(nèi)部有縱向和橫向的筋板,對(duì)外殼起到加強(qiáng)的作用,防止在水下高壓下外殼發(fā)生大的變形,內(nèi)部的筋板有的做的比較大,做了螺紋孔,電控及通信組件10、高壓油泵組件12、電池組件13、機(jī)油箱14等零件都固定在這些筋板上。
如圖3所示,高壓油泵組件12是由固定在筋板上的電機(jī)121、導(dǎo)軌123、絲杠124、滑塊125、柱塞泵126等零件組成,電機(jī)121驅(qū)動(dòng)滑塊125在導(dǎo)軌123上直線移動(dòng),帶動(dòng)柱塞泵126工作。電機(jī)121與絲杠124通過(guò)聯(lián)軸器122相連,絲杠124與滑塊125螺紋連接,滑塊125與柱塞泵126的活塞連接,柱塞泵工作時(shí),可以把機(jī)油箱14里的機(jī)油導(dǎo)入油囊15,或者是平衡維穩(wěn)組件8中。潛航器垂直升降時(shí),通過(guò)把機(jī)油導(dǎo)入和導(dǎo)出到油囊來(lái)改變潛航器的體積,從而改變浮力的大小,從而控制升降。水平移動(dòng)時(shí),機(jī)油導(dǎo)入或者導(dǎo)出平衡維穩(wěn)組件并不能改變潛航器的體積,只能通過(guò)在其六個(gè)腔內(nèi)注入不同量的機(jī)油來(lái)保持前后平衡和左右平衡。電池組件13放置在鋁合內(nèi)密封,固定在筋板上,提供動(dòng)力,采用鋰電池。機(jī)油箱14也是固定在筋板上,四周與殼體之間墊上泡沫,防止損壞。油囊15固定鋁合金上,鋁合金焊接在艙體外殼11上,通過(guò)改變油囊的體積來(lái)改變潛航器的浮力。油囊與機(jī)油箱連接。
推進(jìn)器組件3由螺旋推進(jìn)機(jī)構(gòu)16、導(dǎo)流板17組成,螺旋推進(jìn)機(jī)構(gòu)16有六個(gè)螺旋漿,在電機(jī)驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)生推進(jìn)力,推動(dòng)潛航器水平移動(dòng);導(dǎo)流板通過(guò)軸與螺旋推進(jìn)機(jī)構(gòu)連接,可以實(shí)現(xiàn)左右的擺動(dòng),分導(dǎo)水流,保持潛航器的穩(wěn)定。