[实用新型]一种微型潜航装置

说明书

本实用新型公开了一种微型潜航装置，微型潜航装置包括半封闭金属壳体头和壳身，壳身外表面贴附有太阳能电池板，壳身内部固设有充电电池、控制器、通讯模块和传感器模块，壳身封闭端面处设有螺旋桨，壳身侧面设有方向舵，壳身内部中心处设有平衡架，电磁铁调节平衡架的摆动，促使高密度液体在左容器和右容器之间流动。本实用新型对其外观结构和重心位置进行优化，并采用3D打印工艺加工半封闭金属外壳，在保证强度的情况下能成型厚度薄，并且内部各种支撑、固定架、筋肋等能够一体成型，大幅减轻了外壳重量。

技术领域

本实用新型涉及一种军用无人潜航器，尤其涉及一种微型潜航装置。

背景技术

无人潜航器也称为潜水机器人，是一种重要的水中侦查装置，广泛应用于军事和民用领域的探测、侦查、救生等高危险性的水下作业，甚至美国海军正在研制具备攻击性的水下无人潜航系统，因此无人潜航器的发展应用前景颇为看好。目前小型的无人潜航器一般是圆柱型外观，长度1米以上，直径0.3米以上。虽然无人潜航器的尺寸越小其隐蔽性越好，但是尺寸进一步小型化时遇到几个瓶颈：（1）无人潜航器的外壳体一般是金属制造，受生产材料和加工工艺的限制，壳体和内部设备支架为组装连接而成，壳体的重量、连接件、紧固件等的重量等占总重量的比例较大，内部空间结构继续优化度有限；有的非金属材料的外壳体，为保证力学性能，需要采用较厚的壳体，体积和重量较大。（2）常用的固定电源或温差发电装置的体积和重量较大，限制了小型化的空间。因此要实现无人潜航器的进一步小型化，必须采用新材料、新工艺、新结构。

近几年，金属3D打印技术的研究在国内外正深入展开，以选择性激光烧结为原理的金属3D打印设备原则上能够直接成型任意形状的金属零件，因此使用3D打印技术加工轻质合金壳体替代传统的铸造和机加工，将会极大缩小壳体的重量和体积，并且对内部结构连接件进行一体化打印成型，在保证力学性能的前提下实现内部结构优化，同时大幅降低连接件的使用数量，这是实现无人潜航器微型化的一个突破点。但金属材料3D打印的实际工艺过程要复杂的多，各种金属材料的最佳打印工艺和参数配置没有统一标准，不同原材料的性能存在很大差异，即使同一种金属材料打印不同结构的零件，打印工艺及流程控制、支撑的设计和去除方式及后期处理方法等也各不相同，需要进行大量的试验测试，探索最优化工艺参数，尤其是金属3D打印的工艺方法设计要与零件的结构设计紧密结合且相辅相成才能获得最佳的实施效果。目前金属3D打印机成型零件的厚度最薄尺寸为0.1-0.2mm左右，一次成型过程中能够实现不同厚度、形状的加强筋、固定板或连接架与零件整体形状的一体化完成，所成型零件的形状、厚度、强度等参数大幅突破了传统的铸造成型、挤压成型、焊接成型等工艺的局限性，在保证力学性能的情况下大幅减少了连接件的使用数量，实现零件整体尺寸和形状的优化、尺寸微型化以及自身重量的大幅降低，能够为功能性部件的安装提供更大的空间。

基于以上原因，本实用新型设计了一种以镁铝合金为材料的半封闭超薄金属壳体的3D打印方法，并以此为外壳体设计了一种微型潜航装置。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种微型潜航装置，该装置对其外观结构和重心位置进行优化，并采用3D打印工艺加工半封闭金属外壳，在保证强度的情况下能成型厚度薄，并且内部各种支撑、固定架、筋肋等能够一体成型，大幅减轻了外壳重量。