[发明专利]升力型高速海洋机器人

说明书

本发明属于海洋机器人技术领域，具体地说是一种升力型高速海洋机器人。包括主体、可折叠前翼、可折叠后翼、附体、主推进装置及侧推进装置，其中主体的两侧对称设有两个附体，两侧附体通过可折叠前翼和可折叠后翼与主体连接，所述主体的艉部设有主推进装置，两侧附体的艉部均设有侧推进装置，通过可折叠前翼和可折叠后翼的同步折叠和展开实现海洋机器人的水面航行和水下航行状态的切换。本发明具有对自身衡重要求不高、可储备较大浮力、上浮或下潜速度快、机动性能好等特点，具有良好的环境适应能力和载荷携带能力，可执行载荷运输或投送、深海科考等任务。

技术领域

本发明属于海洋机器人技术领域，具体地说是一种升力型高速海洋机器人。

背景技术

海洋机器人(Unmanned Maritime Vehicles，UMV)包括水下机器人(UnmannedUnderwater Vehicles，UUV)、水面机器人(Unmanned Surface Vehicles，USV)以及混合型海洋机器人(Hybrid Unmanned Maritime Vehicles，HUMV)。其中，水下机器人还可分为自主水下机器人(Autonomous Underwater Vehicles，AUV)与遥控水下机器人(RemotelyOperated Vehicles，ROV)。混合型海洋机器人被称为“第四代”海洋机器人，包括自主水下机器人(AUV)与遥控水下机器人(ROV)的混合、水面机器人(USV)和水下机器人(UUV)的混合等，代表了当前海洋机器人的重要发展趋势。兼具水下机器人水下隐蔽作业和水面机器人高速远程等优点、拥有更优性能指标、更强作业能力和更高智能自主水平的混合型海洋机器人能够执行远距离载荷投送或运输、水下搜救、海洋科考等使命任务，从而能够大幅度提高海洋工程、科学考察、海洋军事等领域无人化装备的技术水平。可以预见，更加先进的混合型海洋机器人将成为海洋机器人领域未来的主要发展方向和重要组成部分。

从水下机器人操纵性的角度来看，传统的水下机器人的主体等大部分结构对水下机器人的操纵控制几乎没有贡献，水下机器人的操纵几乎完全依靠舵提供操纵面，并设置稳定翼作为水下机器人航行稳定性的必要辅助措施。这种传统的水下机器人操纵系统最大的缺点是没有充分利用占水下机器人绝大部分体积重量的主体来提供辅助操纵能力，从而导致水下机器人的操纵性能和机动性能出现瓶颈。尤其在下潜速度方面，传统水下机器人在操作性能方面的瓶颈导致其下潜速度较慢。

从水下机器人的负载能力及方式来看，传统的水下机器人负载能力很小，并且依赖于配重来实现衡重平衡并保持微正浮力。这种传统的水下机器人对衡重参数要求严格，航行过程中必须严格保证重心与浮心的相对位置，一旦出现海水密度变化较大等情况导致浮力不够或者衡重参数发生较大变化，则必须依靠抛载等被动方式来重新调整。这导致水下机器人无法适应不同海深、不同海域的海水密度变化，且负载能力有限，限制了水下机器人未来的发展及大范围应用。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种升力型高速海洋机器人。该系统属于混合型海洋机器人，可实现水面航行和水下航行两种状态，具有对自身衡重要求不高、可储备较大浮力、上浮或下潜速度快、机动性能好等特点，并具有良好的环境适应能力和载荷携带能力，可执行载荷运输或投送、深海科考等任务。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种升力型高速海洋机器人，包括主体、可折叠前翼、可折叠后翼、附体、主推进装置及侧推进装置，其中主体的两侧对称设有两个附体，两侧附体通过可折叠前翼和可折叠后翼与主体连接，所述主体的艉部设有主推进装置，两侧附体的艉部均设有侧推进装置，通过可折叠前翼和可折叠后翼的同步折叠和展开实现海洋机器人的水面航行和水下航行状态的切换。

所述主体和附体采用回转体构型，所述可折叠前翼和可折叠后翼的剖面为倒置水翼型结构。