[发明专利]一种多维度运动圆盘形水下滑翔器

说明书

本发明公开了一种多维度运动圆盘形水下滑翔器，涉及水下滑翔器领域，该水下滑翔器使用圆盘形结构形式，其对称的结构保证主体结构能够在各个方向运动且具有相同的水动力性能，浮力调节装置能够调节净浮力的大小，生成该水下滑翔器沉浮的驱动力及保证该水下滑翔器在水下的悬浮，联动调节装置通过随动稳定翼和滑动质量块的联动调节该水下滑翔器的重心分布，从而保持沿某一方向地稳定滑翔以及快速转向，该水下滑翔器具备水下空间内的多维运动能力，能够满足对三维空间海洋环境调查的实际需求及对某一重点区域长时间监测和数据采集的需求。

技术领域

本发明涉及水下滑翔器领域，尤其是一种多维度运动圆盘形水下滑翔器。

背景技术

水下滑翔器具有功耗低、使用费用低等特点，能够长时间在大尺度空间上对海洋环境进行连续的监测和数据采样，已经成为当前海洋环境调查的重要应用工具。但是，当前水下滑翔器多为细长圆柱体固定翼结构形式，其应用存在如下典型问题：

(1)只能在某一特定垂直面内沿着锯齿形曲线进行二维的连续运动，转向和避障能力比较弱，运动模式比较单一。在运动方向调整或避障转向时，涉及到重心调整和滑翔机物理机体方向的调整。受结构形式的限制，现有水下滑翔器仅在沿机体方向的水动力性能比较优异，由于速度较低，机体转向半径为的机体长度几百甚至上千倍，无法进行灵活的方向调整，往往来不及调整方向即碰撞到前方障碍物，甚至大部分滑翔机不具有方向调整能力和避障能力。

(2)受机体结构形式限制，细长圆柱体结构形式水下滑翔器转向比较困难、转向半径比较长，且容易受到海流影响，其姿态调节只能在大尺度空间内实现，因此无法对水下某一重要区域进行长时间监测和数据采集。

发明内容

本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种多维度运动圆盘形水下滑翔器，该水下滑翔器在各个方向具有相同的水动力性能和较强的转向能力，因此具有较强的转向和避障运动能力，同时能够在水下进行小尺度范围波动运动，满足对三维空间海洋环境调查的实际需求。

本发明的技术方案如下：

一种多维度运动圆盘形水下滑翔器，该多维度运动圆盘形水下滑翔器包括：圆盘形外壳、浮力调节装置和联动调节装置，圆盘形外壳的内部中空，圆盘形外壳内部设置有滑块导向环，滑块导向环与圆盘形外壳同轴，圆盘形外壳内部的中空区域对称设置有耐压舱，耐压舱内部设置水下滑翔器中的电子器件；浮力调节装置设置在圆盘形外壳内部的中心位置，浮力调节装置通过水泵与圆盘形外壳的外部联通；联动调节装置包括驱动电机、旋转杆、滑动质量块、减速轴和随动稳定翼，驱动电机设置在圆盘形外壳内部的轴线上且固定在浮力调节装置，驱动电机的输出轴与圆盘形外壳的轴线重合，旋转杆的一端连接驱动电机的输出轴、另一端连接滑动质量块，滑动质量块置于滑块导向环中；减速轴沿着圆盘形外壳的轴线方向设置，减速轴的减速器端连接在驱动电机的输出轴上、另一端伸出至圆盘形外壳外，减速轴位于圆盘形外壳外的部分连接随动稳定翼。

其进一步的技术方案为，圆盘形外壳由上壳体盘和下壳体盘进行连接构成，上壳体盘和下壳体盘之间支撑有环形结构，环形结构与圆盘形外壳同轴，滑块导向环位于环形结构的外侧，随动稳定翼所在的一侧的壳体盘的外表面设置有与圆盘形外壳同轴的翼导向环，随动稳定翼置于翼导向环中。

其进一步的技术方案为，浮力调节装置包括球形水舱、进水泵和排水泵，球形水舱设置在圆盘形外壳内部的轴线上，进水泵和排水泵对称设置在球形水舱的两侧，球形水舱中安装有张力膜，进水泵通过进水管路联通球形水舱，排水泵通过排水管路联通球形水舱，进水泵和排水泵分别与圆盘形外壳的外部联通。

其进一步的技术方案为，滑块导向环上还设置有配重质量块。

本发明的有益技术效果是：