一种水下直升机 |
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| 申请号 | CN201610304107.4 | 申请日 | 2016-05-09 | 公开(公告)号 | CN105947150A | 公开(公告)日 | 2016-09-21 |
| 申请人 | 浙江大学; | 发明人 | 陈鹰; 韩军; 黄豪彩; 陈振纬; 陈家旺; 俞宙; 孙贵青; 冀大雄; 徐敬; 宋宏; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供一种 水 下 直升机 ，主体部分由：上盖、下盖、 推进器 、 钛 环、控制筒、固定架、 焊接 块 、连接块、固定块、 丝杆 组成，控制筒固定在固定架上，固定架的支杆末端与焊接块焊接，通过 螺栓 螺母 使焊接块、连接块、钛环固定，上盖、下盖用螺栓穿过通孔与钛环固定；若需要水下直升机下潜或上浮，只需控制水平向上的推进器旋转；若要实现水下直升机的前进后退，则只需控制水平朝向的推进器正反转即可；若要实现水下直升机的 悬停 ，只要控制水平向上的推进器以一定的转速抵消水下直升机的水中 质量 即可；该航行器操作简便，极其灵活。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种水下直升机，由：上盖(1)、下盖(2)、推进器(3)、钛环(4)、控制筒(5)、固定架(6)、焊接块(7)、连接块(8)、固定块(9)、丝杆(10)组成，其特征在于： |
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| 说明书全文 | 一种水下直升机技术领域[0001] 本发明是涉及一种潜水器，具体地说是涉及一种采用碟形设计、水下无线高速光通信技术的3000米级潜水器。 背景技术[0002] 在水底环境尤其是深海环境的作业和调查工作一直都是个难题，随着科技的进步，越来越多的水下机器人被创造出来，携带机械手、声纳、摄像头和数据采集传感器深入水底探索水下世界。由于探索的水底区域不同，水下机器人分为有螺旋桨和无螺旋桨、有缆和无缆、水底履带行走和水底定点工作(无行动能力)等等多种。而水下机器人的外形也多为长方形、圆柱形或流线形，凡具有行动能力的机器人，大都采用这些外形设计以方便探测设备的搭载或减少流体阻力。因此，目前大多数的具有行动作业能力的水下机器人都存在以下两个不足：1.灵活度差；2.无法实现任意悬停。 [0003] 但在水下机器人的应用领域：海底移动观测网络的实现，海底作业点之间的数据和能量接驳，敏感海底区域的巡航与探测，海底管线监测与维护，海底救援与打捞，海底考古等，对潜水器的机动性能提出更高的要求，需要水下机器人具有良好的定点悬停工作能力和超高的运动灵活度。 [0004] 此外，目前国内主要的水下航行器大都采用有缆通讯，因此会带有较长的缆，这会影响水下机器人的运动。 [0005] 而本发明则克服了现有技术的不足，提供了一种采用碟形设计，可以实现任意转向、任意着底、任意起降、任意悬停，具有超灵活机动性，填补了潜水器自海面到海底工作方式的空白，使得潜水器无需携带长缆，从而进一步提高了其灵活性。 [0006] 本发明的设计工作水深最大可达3000米，属于深水作业级潜水器。 发明内容[0007] 本发明的目的是克服了现有技术的不足，提供了一种采用碟形主体设计、可以实现水下悬停作业的水下作业级航行器。 [0008] 为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现： [0011] 所述的下盖2为碟形，边缘均匀环布四个下凹槽2.1，凹槽底部开有螺纹通孔； [0012] 所述的钛环4设于上盖1、下盖2间位置，由四段四分之一圆弧组成，材料为钛合金，圆弧两端有末端配合结构，该末端配合结构由径向梯台4.1、螺纹孔4.2、凸边4.3、轴向梯台4.4组成，且圆弧两端的末端配合结构分别是一个偏圆弧外部，一个偏圆弧内部； [0014] 所述的固定架6由中间环6.2、四根支杆6.1组成，支杆6.1的两端分别均匀焊接在中间环6.2与钛环4内壁上； [0015] 所述的支杆6.1与中间环6.2的焊接处开有若干通孔，该通孔供丝杆10穿过；丝杆10的两端通过固定块9固定在控制筒5上，该固定块9为Z形、下部面开有螺纹孔，该螺纹孔供丝杆10穿过，并用螺母拧紧丝杆10，使得丝杆10的上下固定块9紧紧卡在控制筒5上，形成内部固定结构。 [0016] 所述的钛环4与支杆6.1的焊接处设有焊接块7；该焊接块7由凸台7.1、横向螺纹孔7.2、纵向螺纹孔7.3组成，其中横向螺纹孔7.2和纵向螺纹孔7.3均为通孔，且相互贯通，支杆6.1穿过横向螺纹孔7.2，并焊接固定在凸台7.1；焊接块7上的纵向螺纹孔7.3与上盖1上的上凹槽1.1上的螺纹孔对齐，用螺栓旋入纵向螺纹孔7.3中，固定上盖1；同理，下盖2采用同样的方式固定。 [0017] 所述的钛环4外侧壁均匀分设有四个推进器3，其中相对的两个对称推进器水平朝上布置，其余两个水平布置； [0018] 所述的钛环4与推进器3间通过连接块8连接，该连接块8上开有钢箍孔8.1，用来穿过钢箍以固定推进器3，中间开有螺纹通孔8.2；该连接块8的一侧为内凹弧形面8.3、另一侧设有上下平行的两块卡板8.4；本发明将两段圆弧的末端配合结构叠加后，两者的轴向梯台4.4重合，且两末端配合结构上的螺纹孔4.2也重合；又因为凸边4.3的存在从而形成上下端面上的凹槽，该凹槽的宽度和深度与卡板8.4的宽度和厚度相同；卡板8.4卡入该凹槽，用长螺栓穿过螺纹通孔8.2、螺纹孔4.2、横向螺纹孔7.2，使得连接块8、钛环4、焊接块7固定在一起。 [0019] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：该水下航行器的整体结构为碟形，利于在螺旋桨的控制下实现悬停动作，且结构上的独特性使其运动灵活自如，可以比其他水下机器人更容易实现水下作业和数据采集。附图说明 [0020] 图1是本发明的整体结构示意图； [0021] 图2是本发明内部固定示意图； [0022] 图3是本发明控制筒固定示意图； [0023] 图4为焊接块7、连接块8位置示意图； [0024] 图5为钛环4末端配合结构示意图； [0025] 图6为焊接块7、连接块8的结构示意图； [0026] 附图标记：上盖1、上凹槽1.1、下盖2、下凹槽2.1、推进器3、钛环4、径向梯台4.1、螺纹孔4.2、凸边4.3、轴向梯台4.4、控制筒5、固定架6、支杆6.1、中间环6.2、焊接块7、凸台7.1、横向螺纹孔7.2、纵向螺纹孔7.3、连接块8、钢箍孔8.1、螺纹通孔8.2、弧形面8.3、卡板 8.4、固定块9、丝杆10。 具体实施方式[0027] 在此之前需要说明以下几点：由于本发明包含了机械结构部分、电子控制部分及无线通讯和水面控制台部分，结构十分复杂，且本说明书着重描述该水下直升机的机械结构部分及其创新，因此除机械结构部分外，其他部分不再详细介绍。 [0028] 下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述： [0029] 如图1-6所示，本发明的水下直升机，主体部分由：上盖1、下盖2、推进器3、钛环4、控制筒5、固定架6、焊接块7、连接块8、固定块9、丝杆10组成。 [0030] 其中： [0031] 上盖1为碟形，边缘均匀环布四个上凹槽1.1，凹槽底部开有螺纹通孔； [0032] 下盖2为碟形，边缘均匀环布四个下凹槽2.1，凹槽底部开有螺纹通孔； [0033] 推进器3共有四个，均匀分布在整体结构的外围边缘，其中相对的两个推进器水平朝上布置，其余两个水平布置； [0034] 钛环4由四段四分之一圆弧组成，材料为钛合金，圆弧两端有末端配合结构：由径向梯台4.1、螺纹孔4.2、凸边4.3、轴向梯台4.4组成，且圆弧两端的末端配合结构一个偏圆弧外部，一个偏圆弧内部； [0035] 控制筒5内包含驱动电路和光端机及无线通讯等控制模块； [0036] 固定架6由中间环6.2、四根支杆6.1组成，支杆6.1均匀焊接在中间环6.2上，焊接处开有通孔，供丝杆10穿过； [0037] 焊接块7上有凸台7.1、横向螺纹孔7.2、纵向螺纹孔7.3组成，其中横向螺纹孔7.2和纵向螺纹孔7.3均为通孔； [0038] 连接块8上开有钢箍孔，用来穿过钢箍以固定推进器3，中间开有螺纹通孔8.2、一面为弧形面8.3、一面设有上下两块卡板8.4； [0039] 固定块9为Z形、下部面开有螺纹孔，供丝杆10穿过。 [0040] 下面描述各部件的连接关系： [0041] 内部固定：固定架6上的中间环6.2上有螺纹孔，丝杆10穿过其中；丝杆10上端拧入上部固定块9下部面上的螺纹孔，下端拧入上部固定块9的下部面螺纹孔，上下固定块的上部面分别卡在控制筒的上下盖面，用螺母拧紧丝杆10，则上下固定块9紧紧卡在控制筒上，形成内部固定结构； [0042] 支杆6.1为圆管，套在凸台7.1上，焊接固定； [0043] 钛合金圆环段两两配合：一圆环弧段上的末端配合结构上的凸边4.3抵在另一圆环弧段的径向梯台4.1上，而其本身的径向梯台4.1也被对方的凸边4.3抵住，因此，双方的轴向梯台4.4重合，且两段钛环上的螺纹孔4.2也重合；因凸边4.3的存在而形成上下端面上的凹槽，凹槽的宽度和深度与卡板8.4的宽度和厚度相同；卡板8.4卡入该凹槽，用长螺栓穿过螺纹通孔8.2、螺纹孔4.2、横向螺纹孔7.2，使得连接块8、钛环4、焊接块7被固定在一起； [0044] 用钢箍穿过钢箍孔8.1将推进器3固定在连接块8上； [0045] 使上盖1上的上凹槽1.1上的螺纹孔与焊接块7上的纵向螺纹孔7.3对齐，用螺栓旋入纵向螺纹孔7.3中，固定上盖1；同理，下盖2采用同样的方式固定。 [0046] 工作过程： [0047] 装配完毕并调试完好后将水下直升机放入水中，水面控制台用操作柄进行控制命令的输入，若需要水下直升机下潜或上浮，只需控制水平向上的推进器3旋转；若要实现水下直升机的前进后退，则只需控制水平朝向的推进器3正反转即可；若要实现水下直升机的悬停，只要控制水平向上的推进器3以一定的转速抵消水下直升机的水中质量即可。该航行器操作简便，极其灵活。 [0048] 以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，本发明中涉及的未说明部分与现有技术相同，或采用现有技术加以实现。 |
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