[发明专利]一种水下航行器的仿生推进装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种水下航行器的仿生推进装置,具体涉及一种水下航行器桨式推进装置，属于水下航行器推进技术领域。

背景技术

水下航行器在海洋资源的开发与保护、海洋地形勘测、军事活动、水下救援和捕捞等诸多领域发挥着重要作用，推进器作为水下航行器的动力系统，是水下航行器设计的核心部分。目前，水下航行器大多采用螺旋桨推进器装置，尽管驱动方便，应用比较广泛，但其存在噪声大、结构复杂、桨叶制造工艺复杂、运动灵活性差等缺点，在军事应用领域极易被敌方发现。因此，发展新型驱动方式及驱动装置，是水下航行器研制所面临的重要课题。

自然界中，鱼类、水下昆虫等水生生物经过自然选择和自身进化，具有了独特的游动方式。如水下昆虫中的龙虱，又称潜水甲虫，长有两条粗壮有力的游泳足，其在水中游动时，两条游泳足伸展开，成桨状，依靠划水产生动力，回程阶段，又将桨状部分翻转弯曲，以减少水体产生的阻力；转弯过程中，将一条游泳足保持伸直或弯曲状态，划动另一条游泳足实现灵活转向。此类昆虫具有爆发力强、机动性好、转向灵活、转弯半径小等特点，因此，利用仿生学原理开发研究仿生龙虱水下推进器，提高航行器的隐身性能，具有可实施性。

发明内容

本发明的目的是克服传统螺旋桨推进器的上述不足，受龙虱在水中游动过程中游泳足划水方式的变化启发，提供一种水下航行器的仿生推进装置，本发明是一种可翻转折叠式划水桨水下航行器仿生推进装置。该仿生推进装置结构简单，噪音小，回程行程能量损失少，较其它鱼类的推进方式控制简单，易于实现。

本发明包括航行器主体、航行器内的控制及驱动系统和仿生推进装置，两个仿生推进装置为一组，每组仿生推进装置以航行器主体中轴线为对称轴左右对称布置，推进装置安装位置、安装组数及摆动角度可根据所安装的水下航行器的尺寸和形状进行调整。

仿生推进装置通过固定轴安装于航行器主体底部，仿生推进装置包括桨叶、桨轴、转盘、转盘底座、T型轴、软轴、摆动杆、滑块、伸缩机构和导槽；伸缩机构固定于航行器主体上，通过航行器内的控制及驱动系统实现前后伸缩，伸缩机构通过滑块与摆动杆相连，摆动杆的一端设有导槽，摆动杆在1/3-1/2之间的任一位置通过固定轴安装于航行器主体上，摆动杆能绕固定轴相对转动，伸缩机构前后伸缩过程中滑块在导槽内滑动，推动摆动杆绕固定轴前后摆动，摆动杆的末端开有矩形凹槽，T型轴安装在矩形凹槽处，通过软轴传动实现转动，软轴一端连接T型轴，软轴另一端连接安装于航行器内的控制及驱动系统，转盘底座安装于T型轴末端，转盘上安装桨叶，转盘底座内部的驱动系统驱动转盘转动。

所述转盘及T型轴能实现先后转动，或者同时转动，转动角度范围为0～90°。

所述摆动杆摆动角度范围为0～90°。

所述桨叶为刚性平板桨或翼型桨。

所述摆动杆为刚性件。

所述伸缩机构为液压伸缩机构或电动伸缩机构。

本发明的有益效果：

本发明可实现水下航行器前进、后退、转弯、悬停运动，结构简单，运动灵活，噪音小，回程行程能量损失少，转弯半径小，控制简单，易于实现。

附图说明

图1为本发明的仰视图，是在直线前行推进行程的工作示意图，图中所标速度方向为航行器前进方向，而非水的流向。

图2为本发明在直线前行回程行程的工作示意图。

图3为本发明在向左转弯时的工作示意图。

图4为本发明的摆动杆末端T型轴及转盘装置主视图。

图5为本发明的摆动杆末端T型轴及转盘装置俯视图。

图中：1-航行器主体；2-桨叶；3-桨轴；4-转盘；5-底座；6-T型轴；7-软轴；8-摆动杆；9-固定轴；10-滑块；11-伸缩机构；12-导槽。

具体实施方式

参阅图1、图2、图3、图4和图5所示，本发明包括航行器主体1、航行器内的控制及驱动系统和仿生推进装置，两个仿生推进装置为一组，每组仿生推进装置以航行器主体中轴线为对称轴左右对称布置，推进装置安装位置、安装组数及摆动角度可根据所安装的水下航行器的尺寸和形状进行调整。在本实施例中，以一组仿生推进装置为例进行说明，仿生推进装置通过固定轴9安装于航行器主体1底部，仿生推进装置包括桨叶2、桨轴3、转盘4、转盘底座5、T型轴6、软轴7、摆动杆8、滑块10、伸缩机构11和导槽12；