一種穩(wěn)定下潛裝置及具有該裝置的水下無人潛航器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于水中兵器與海洋工程技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種穩(wěn)定下潛裝置和下潛方法及具有該裝置的水下無人潛航器，適用于解決水下無人潛航器穩(wěn)定下潛裝置的設(shè)計(jì)和工程應(yīng)用問題。
【背景技術(shù)】
[0002]我國已進(jìn)入大規(guī)模、多方式開發(fā)利用海洋，并推進(jìn)海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變的新時(shí)期，科技興海已經(jīng)進(jìn)入新的歷史階段，海洋環(huán)境觀探測(cè)是我國科技興海和鞏固海防過程中的重要研宄內(nèi)容。
[0003]水下無人潛航器是海洋環(huán)境觀探測(cè)的重要手段，與傳統(tǒng)的海洋研宄調(diào)查與觀測(cè)作業(yè)方式相比，有著測(cè)量成本低、擴(kuò)展性能強(qiáng)、測(cè)量范圍大、受海況影響小、探測(cè)數(shù)據(jù)保真效果好等特點(diǎn)，是能源、推進(jìn)、通信、導(dǎo)航、控制、流體、機(jī)械等多學(xué)科的綜合應(yīng)用成果。下潛是水下無人潛航器工作的首要?jiǎng)幼?，是水下無人潛航器工作流程的重要環(huán)節(jié)，也是水下無人潛航器研宄內(nèi)容的重要組成部分。國內(nèi)外主要利用前置舵、后舵、矢量推進(jìn)、壓載水艙、垂直推進(jìn)等方法解決水下無人潛航器的穩(wěn)定下潛問題。在實(shí)際應(yīng)用中，上述方法尚不能滿足現(xiàn)有的設(shè)計(jì)使用需求，主要體現(xiàn)在上述方法中壓載水艙適用于大型潛航器，不適用于小型潛航器；垂直推進(jìn)、前置舵、后舵、矢量推進(jìn)等方法需要增加復(fù)雜的機(jī)構(gòu)，不適用于小型潛航器。所以需要尋求一種不增加舵機(jī)、不改變水下無人潛航器總體布局前提下的穩(wěn)定下潛方法及裝置，用于解決上述問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]為解決上述技術(shù)問題，設(shè)計(jì)了一種穩(wěn)定下潛裝置和下潛方法，及具有該裝置的水下無人潛航器，可實(shí)現(xiàn)水下無人潛航器的穩(wěn)定下潛，可直接應(yīng)用于水下無人潛航器的設(shè)計(jì)和工程實(shí)現(xiàn)。
[0005]本實(shí)用新型所述的一種穩(wěn)定下潛裝置，包括電機(jī)、直線滑軌、移動(dòng)壓載、前端光電限位開關(guān)、后端光電限位開關(guān)和電機(jī)控制板；電機(jī)與直線滑軌連接，電機(jī)轉(zhuǎn)軸通過平鍵與直線滑軌的轉(zhuǎn)軸連接，所述移動(dòng)壓載安裝于直線滑軌上，并可在直線滑軌上前后滑動(dòng)；直線滑軌前后兩端分別設(shè)置有前端光電限位開關(guān)和后端光電限位開關(guān)，移動(dòng)壓載位于前端光電限位開關(guān)和后端光電限位開關(guān)之間；電機(jī)、直線滑軌與前端光電限位開關(guān)或后端光電限位開關(guān)分別構(gòu)成閉環(huán)控制回路；電機(jī)控制板安裝于直線滑軌上，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)與控制。
[0006]進(jìn)一步地，所述移動(dòng)壓載包括移動(dòng)滑塊、壓載安裝座和可調(diào)移動(dòng)壓載，移動(dòng)滑塊與直線滑軌連接，壓載安裝座與移動(dòng)滑塊固定連接，可調(diào)移動(dòng)壓載安裝在壓載安裝座上。通過可調(diào)移動(dòng)壓載可以調(diào)節(jié)移動(dòng)壓載的重量，調(diào)整其穩(wěn)定下潛效果。
[0007]本實(shí)用新型同時(shí)提供了一種水下無人潛航器，具有:潛航器主體，安裝于潛航器主體的上述的穩(wěn)定下潛裝置。
[0008]進(jìn)一步地，水下無人潛航器具有位于潛航器內(nèi)部的用于安裝穩(wěn)定下潛裝置的安裝架，穩(wěn)定下潛裝置固定于潛航器內(nèi)部安裝架上，直線滑軌平行于潛航器軸線方向。
[0009]再進(jìn)一步地，所述直線滑軌上還安裝有航空接插件，航空接插件提供穩(wěn)定下潛裝置與外部控制單元的連接。
[0010]上述的穩(wěn)定下潛裝置的下潛方法:水下無人潛航器通過速度控制在水面運(yùn)行，至預(yù)設(shè)下潛速度Vx后，潛航器控制移動(dòng)壓載前向運(yùn)動(dòng)，無人潛航器下俯潛水；潛水至預(yù)定深度后，無人潛航器發(fā)送控制命令至電機(jī)控制板，控制穩(wěn)定下潛裝置后向運(yùn)動(dòng)，無人動(dòng)力平臺(tái)平衡后，下潛控制流程結(jié)束。移動(dòng)壓載安裝在潛航器內(nèi)部，可以沿潛航器軸線前后移動(dòng)，可用于實(shí)現(xiàn)潛航器俯仰姿態(tài)的調(diào)整。潛航器在非下潛狀態(tài)下時(shí)，移動(dòng)壓載位于沿軸線位置后端；潛航器實(shí)現(xiàn)下潛時(shí)，潛航器首先預(yù)航行至一定速度后，穩(wěn)定下潛裝置自動(dòng)調(diào)整移動(dòng)壓載至沿軸線位置前端，實(shí)現(xiàn)潛航器俯仰姿態(tài)變化，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定下潛。
[0011]本實(shí)用新型穩(wěn)定下潛裝置采用模塊化設(shè)計(jì)，通過螺栓安裝于水下無人潛航器控制艙體內(nèi)，通過電機(jī)控制板控制并驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行，電機(jī)帶動(dòng)移動(dòng)壓載沿直線滑軌運(yùn)動(dòng)，通過前端光電限位開關(guān)、后端光電限位開關(guān)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)壓載運(yùn)行位置檢測(cè)。由電機(jī)、直線滑軌、前端光電限位開關(guān)或后端光電限位開關(guān)構(gòu)成閉環(huán)控制回路，完成移動(dòng)壓載位置的準(zhǔn)確調(diào)整，實(shí)現(xiàn)潛航器俯仰姿態(tài)控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)潛航器穩(wěn)定下潛。
[0012]本實(shí)用新型區(qū)別其他下潛方法及相關(guān)裝置的特點(diǎn)為:通過沿潛航器軸線移動(dòng)壓載的方式，實(shí)現(xiàn)潛航器俯仰姿態(tài)的調(diào)整，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)預(yù)定航速潛航器的下潛?？蓱?yīng)用于水下無人潛航器下潛操控及相關(guān)場合。
[0013]在實(shí)際應(yīng)用過程中，水下無人潛航器需預(yù)先航行至預(yù)設(shè)穩(wěn)定航速，穩(wěn)定下潛裝置接收水下無人潛航器指令后動(dòng)作實(shí)現(xiàn)下潛，同時(shí)，可通過調(diào)整移動(dòng)壓載重量和前端光電限位開關(guān)、后端光電限位開關(guān)位置，將水下無人潛航器在下潛過程中的俯角調(diào)整至合適狀態(tài)，以滿足不同的應(yīng)用場合需求。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型水下無人潛航器用穩(wěn)定下潛裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為圖1的A向視圖；
[0016]圖3為穩(wěn)定下潛裝置在水下無人潛航器中的布置圖；
[0017]圖4為本實(shí)用新型水下無人潛航器的下潛控制流程框圖。
[0018]其中:1、潛航器主體；2、穩(wěn)定下潛裝置；3、安裝架；4、螺栓；5、電機(jī)；6、前端光電限位開關(guān)；7、移動(dòng)滑塊；8、壓載安裝座；9、可調(diào)移動(dòng)壓載10、固定件11、直線滑軌12、后端光電限位開關(guān)13、電機(jī)控制板；14、航空接插件。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例具體說明本實(shí)用新型。
[0020]實(shí)施例1
[0021]本實(shí)用新型一種穩(wěn)定下潛裝置，包括電機(jī)5、電機(jī)控制板13、直線滑軌11、移動(dòng)壓載，以及用于極限位置檢測(cè)的前端光電限位開關(guān)6和后端光電限位開關(guān)12 ;電機(jī)5由電機(jī)控制板13驅(qū)動(dòng)與控制，電機(jī)5與直線滑軌11連接，