[发明专利]一种近矢量式水下机器人用推进器

说明书

本发明涉及水下机器人推进器，具体地说是一种近矢量式水下机器人用推进器，轮毂位于螺旋桨整流罩内，通过整流罩支撑杆与螺旋桨整流罩连接，螺旋桨整流罩的一端沿周向均匀安装有多个螺旋桨叶片，另一端通过多个可伸缩的液压杆与水下机器人舱体相连；每个液压杆上均带有位置传感器、且分别与液压控制装置相连，每根液压杆的一端均安装在所述水下机器人舱体上，另一端与轮毂铰接，各液压杆通过液压控制装置控制伸缩，实现推进器的实时推力大小及方向的调节。本发明使用集成电机推进器和液压控制装置结合的方式，使得推进器结构紧凑、推进高效，可减少或替代舵翼，减小航行阻力，提高水下机器人能源利用效率和搭载能力。

技术领域

本发明涉及水下机器人推进器，具体地说是一种近矢量式水下机器人用推进器，适用于水下机器人(潜水器)的高效推进。

背景技术

水下机器人是开发海洋的重要工具，随着海洋资源开发利用步伐的不断加快，智能水下机器人的高速发展，对机器人的水下操纵性、推进系统的高效性、节能性要求越来越高。目前，水下机器人大多采用螺旋桨进行推进，或单台沿轴固定安装或多台矢量布置，均不能实现推进器的实时调节，从而提高水下机器人的机动灵活运动与高效节能推进。

发明内容

针对现有水下机器人推进器存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种近矢量式水下机器人用推进器。该推进器可以通过对其液压控制装置进行控制，实现单台螺旋桨沿轴布置的矢量推进，进而提供水下机器人机动过程中所需的各方向推力，从而满足水下机器人机动性的要求。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明包括螺旋桨本体、液压杆及安装在水下机器人舱体内部的液压控制装置，其中螺旋桨本体包括螺旋桨叶片、整流罩支撑杆、轮毂及与电机集成为一体的螺旋桨整流罩，该轮毂位于螺旋桨整流罩内，通过所述整流罩支撑杆与螺旋桨整流罩连接，所述螺旋桨整流罩的一端沿周向均匀安装有多个螺旋桨叶片，另一端通过多个可伸缩的液压杆与水下机器人舱体相连；每个所述液压杆上均带有位置传感器、且分别与所述液压控制装置相连，每根液压杆的一端均安装在所述水下机器人舱体上，另一端与所述轮毂铰接，各所述液压杆通过液压控制装置控制伸缩，实现推进器的实时推力大小及方向的调节；

其中：所述液压杆为四个、上下各两个，每根所述液压杆均与螺旋桨整流罩的轴向中心线倾斜设置；每个所述液压杆的另一端分别通过球形连接轴承与轮毂的另一端铰接；

所述螺旋桨整流罩通过多个翼型的整流罩支撑杆与轮毂连接；

所述电机的电机定子沿圆周方向均匀安装在螺旋桨整流罩上，所述电机的电机转子位于电机定子与螺旋桨叶片之间、沿圆周方向均匀安装在螺旋桨整流罩上。

本发明的优点与积极效果为：

1.本发明是一款具有多功能的集成推进器系统，可实现水下机器人的进退，上浮、下潜、左右回转等；这样既可以提高水下机器人的机动性能，还能满足不同机动状态的需要。

2.本发明的螺旋桨为集成电机螺旋桨，其电机与螺旋桨整流罩集成为一体，不但增大了扭矩同时提高了推进效率，在螺旋桨前方还集成有翼型的整流罩支撑杆，既可以保证电机与轮毂固定连接，还可以起到平衡螺旋桨产生的横滚力矩，以避免水下机器人发生横滚。

3.本发明的液压控制装置是由四根带有位置传感器的液压杆组成的伸缩可控的液压控制系统，液压杆成设定的倾角布置；液压杆采用液压油为工作介质，使用水下机器人本身携带的液压源为动力，使得本发明在水下机器人应用中具有结构简单可靠，布置方便的优点。

4.本发明具有结构紧凑，推进高效，布置方便，节省空间的优点，可以实现推进器的矢量工作，从而减少或替代水下机器人舵翼，减小艇体航行阻力，提高水下机器人操纵性；同时有助于节约水下机器人舱内空间，方便水下机器人携带更多的能源和有效载荷，实现水下机器人的节能高效航行。

附图说明