本發(fā)明涉及水下滑翔機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種鰈型水下滑翔機(jī)。

背景技術(shù)：
水下滑翔機(jī)(UnderwaterGlider)是一種新型自治水下運(yùn)載器(AutonomousUnderwaterVehicle：AUV)。采用浮力驅(qū)動方式，在水下完成鋸齒狀或螺旋回轉(zhuǎn)軌跡航行，具備能耗低、效率高、續(xù)航力大(可達(dá)數(shù)千公里)、造價低、維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用于長時間、大范圍的海洋調(diào)查。另外，由于無推進(jìn)器等動力機(jī)構(gòu)，滑翔機(jī)航行噪聲極低，在軍事上應(yīng)用價值很大。目前，國際上有四中成熟型號的水下滑翔機(jī)，分別是：斯克利普斯海洋研究所(ScrippsInstitutionofOceanography：SIO)研制的SprayGlider，華盛頓大學(xué)(UniversityofWashington：UW)研制的SeaGlider，韋伯研究集團(tuán)(WebbResearchCorp)研制的SlocumElectricGlider以及SlocumThermalGlider。SprayGlider采用細(xì)長的低阻力的流線型外殼，天線內(nèi)置于飛翼中，以進(jìn)一步減小阻力，最大下潛深度1500米。Sea61ider的設(shè)計目標(biāo)是能在能廣闊的海洋中航行數(shù)千公里，持續(xù)時間可達(dá)6個月，最大下潛深度為1000米，俯仰角度范圍可以由10度到75度，天線安裝于尾部長桿上，在浮出水面時，不需要輔助的浮力裝置，天線就能高出水面，成功地獲得GPS定位和通訊。Slocum型水下滑翔機(jī)分為電能驅(qū)動型(battery)和溫差能驅(qū)動型(thermal)兩類，這兩類水下滑翔機(jī)在外型設(shè)計、姿態(tài)控制、導(dǎo)航通訊等方面相同，只是在滑翔機(jī)的驅(qū)動能源上存在差別。前者運(yùn)用的是一個注射器形的囊泵結(jié)構(gòu)，工作在200米深度，后者工作在1500米深度。電能驅(qū)動型Slocum長1.8米，它以大約0.5m／s的速度工作在200米深的海域。傾斜度通過移動電池包來控制，電池包同樣設(shè)置在殼體的前段。Slocum有固定的翼，后掠式，以避免海草等的纏繞，展長1米，翼段為平板式。它還有一個垂直的尾舵。尾部裝有GPS和通信天線。另外，日本和法國也都相繼研制出了名為ALBAC和STERNE的水下滑翔機(jī)，可見水下滑翔機(jī)的發(fā)展之迅速。上述水下滑翔機(jī)無一例外為飛機(jī)或魚雷外形，通過調(diào)節(jié)重力和重心延鋸齒或螺旋軌跡滑行?；蟹较蚩赏ㄟ^調(diào)節(jié)機(jī)翼或尾舵實(shí)現(xiàn)。這種設(shè)計模式的優(yōu)勢在于前進(jìn)方向阻力小，然而回轉(zhuǎn)半徑大、轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)設(shè)計復(fù)雜、轉(zhuǎn)向控制精度差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的回轉(zhuǎn)半徑大、轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)設(shè)計復(fù)雜、轉(zhuǎn)向控制精度差等問題，提供了一種鰈型水下滑翔機(jī)，通過四個對稱分布的內(nèi)置水袋調(diào)節(jié)凈浮力和重心，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的水下滑行和原地改變滑行方向，能夠原地改變滑行方向，功耗低、續(xù)航力大，并能同時搭載多種調(diào)查設(shè)備完成廣闊海域的連續(xù)性海洋調(diào)查。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。一種鰈型水下滑翔機(jī)，用于搭載調(diào)查設(shè)備或傳感器，包括導(dǎo)流罩和電子艙，所述電子艙設(shè)置于導(dǎo)流罩內(nèi)部；所述電子艙包括：耐壓艙、重力及重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)以及鋰電池組，其中，耐壓艙內(nèi)部分為中心區(qū)域、中環(huán)區(qū)域以及外環(huán)區(qū)域，所述鋰電池組設(shè)置于中心區(qū)域，控制系統(tǒng)包括相互間無線連接的水面控制系統(tǒng)和水下控制系統(tǒng)，所述水下控制系統(tǒng)及調(diào)查設(shè)備的電子部分均勻布置在中環(huán)區(qū)域，所述重力及重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括4個相同結(jié)構(gòu)的水袋水泵組，所述4個水袋水泵組對稱分布于外環(huán)區(qū)域。所述導(dǎo)流罩整體為仿鰈魚外形設(shè)計，其外表面設(shè)有防腐防磨損涂層。所述導(dǎo)流罩前后最長處長度為100cm，左右最寬處寬度為75cm，上下最高處高度為30cm。所述耐壓艙整體為圓柱形筒體，包括筒壁以及與筒壁之間通過O型圈密封連接的上艙蓋和下艙蓋，所述上艙蓋和下艙蓋上均設(shè)有用于密封的O型圈開槽以及用于電子艙內(nèi)外電連接的水密接插件；所述下艙蓋上設(shè)有4個進(jìn)出水口以及漏水檢測電路，所述4個進(jìn)出水口給分別與4個水袋水泵組中的4臺水泵相連接。所述筒壁以及上、下艙蓋采用鋁合金或鈦合金材料。所述圓柱形筒體的外徑為70cm，高度為15cm；所述上、下艙蓋的直徑為70cm。所述進(jìn)出水口的直徑為0.5cm。所述每一個水袋水泵組中，水泵采用蠕動式水泵，水袋采用軟塑料水袋，水泵的一端與水袋間由導(dǎo)管相連，水泵的另一端與進(jìn)出水口相連接。所述水面控制系統(tǒng)包括水面控制計算機(jī)、水面操作計算機(jī)、第一無線通訊模塊、天線以及不間斷電源，其中：水面控制計算機(jī)用于遠(yuǎn)程通訊和軌跡規(guī)劃；水面操作計算機(jī)用于人機(jī)界面顯示和控制指令輸入；第一無線通訊模塊和天線用于與水下控制系統(tǒng)通訊連接，不間斷電源用于睡眠控制系統(tǒng)的供電；所述水下控制系統(tǒng)包括定位模塊、第二無線通訊模塊、電源管理模塊、水泵驅(qū)動模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、漏水檢測模塊、絕緣監(jiān)測模塊、陀螺儀、電子羅盤、深度計、高度計、激光器、CTD(溫鹽深儀)、用戶接口以及核心控制模塊，其中：定位模塊，僅在鰈型水下滑翔機(jī)浮出水面后，選擇GPS定位系統(tǒng)或北斗定位系統(tǒng)，用于鰈型水下滑翔機(jī)定位，其他時間處于休眠狀態(tài)；第二無線通訊模塊，僅在鰈型水下滑翔機(jī)浮出水面后，與水面控制系統(tǒng)的第一無線通訊模塊和天線通訊連接，其他時間處于休眠狀態(tài)；電源管理模塊，實(shí)時監(jiān)控鋰電池組的狀態(tài)并發(fā)送給核心控制模塊；水泵驅(qū)動模塊，用于接收核心控制模塊的指令并轉(zhuǎn)換成電壓數(shù)據(jù)分別發(fā)送給4個水袋水泵中的4臺水泵，驅(qū)動水泵正傳(吸水)或反轉(zhuǎn)(排水)；數(shù)據(jù)存儲模塊，用于從核心控制模塊接收并保存時間、位置坐標(biāo)、控制指令、運(yùn)動傳感器數(shù)據(jù)、調(diào)查傳感器數(shù)據(jù)、系統(tǒng)狀態(tài)及其他用戶指定信息；漏水檢測模塊，用于采集設(shè)置于耐壓艙上的漏水檢測電路的數(shù)據(jù)，并判斷漏水狀態(tài)，同時發(fā)送給核心控制電路；絕緣檢測模塊，提供8路對地絕緣檢測，用于檢測控制系統(tǒng)、傳感器以及調(diào)查設(shè)備用直流電源的對地絕緣情況，并發(fā)送給核心控制電路；陀螺儀、電子羅盤、深度計、高度計分別用于檢測滑翔機(jī)的角加速度、方向、深度和高度，并發(fā)送給核心控制電路，作為控制系統(tǒng)對運(yùn)動控制的反饋數(shù)據(jù)；激光器，用于檢測鰈型水下滑翔機(jī)至海底的距離，避免鰈型水下滑翔機(jī)與海底碰撞；CDT，科學(xué)調(diào)查傳感器，用于水下環(huán)境中溫度、鹽度、深度的采集；用戶接口，為調(diào)查設(shè)備或傳感器提供標(biāo)準(zhǔn)的直流電壓(5VDC，12VDC)以及通訊接口(RS232，RS485)和數(shù)據(jù)采集接口(AD、1O)；核心控制模塊，運(yùn)行主控程序和水下控制系統(tǒng)中各模塊通訊。所述水下控制系統(tǒng)還包括軌跡規(guī)劃單元，所述軌跡規(guī)劃單元分別與水泵驅(qū)動模塊、定位模塊以及第二無線通訊模塊數(shù)據(jù)連接，根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)自動規(guī)劃軌跡或人為輸入的命令規(guī)劃軌跡，將規(guī)劃結(jié)果發(fā)送給水泵驅(qū)動模塊。本發(fā)明提供的鰈型水下滑翔機(jī)，解決了傳統(tǒng)模式下水下滑翔機(jī)回轉(zhuǎn)半徑大、轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)設(shè)計復(fù)雜、轉(zhuǎn)向控制精度差等問題，通過調(diào)節(jié)四個水袋的總水量來調(diào)節(jié)滑翔機(jī)重力實(shí)現(xiàn)上升或下降運(yùn)動，通過分別調(diào)節(jié)四個水袋的水量來調(diào)節(jié)滑翔機(jī)的重心(姿態(tài))靈活實(shí)現(xiàn)前、后、左、右傾斜姿態(tài)，從而使鰈型水下滑翔機(jī)穩(wěn)定的在水下滑行和原地改變滑行方向。本發(fā)明具備低成本、低噪聲、大續(xù)航力和運(yùn)動靈活度高的特點(diǎn)。采用浮力驅(qū)動方式，通過控制艙內(nèi)四個對稱分布的水袋一水泵組合調(diào)整滑翔機(jī)的重力和姿態(tài)，實(shí)現(xiàn)鋸齒狀或螺旋狀的運(yùn)動軌跡。在各方向上具備同樣靈活的運(yùn)動能力?？刂葡到y(tǒng)基于嵌入式平臺開發(fā)，具備功耗低、性能穩(wěn)定的特點(diǎn)，具體包括：軌跡規(guī)劃、運(yùn)動控制、衛(wèi)星定位、遠(yuǎn)程通訊、數(shù)據(jù)采集、系統(tǒng)自檢測、數(shù)據(jù)存儲功能模塊。提供常見傳感器的供電和通訊接口，可同時搭載多個水下科考設(shè)備，自治地完成廣泛海域內(nèi)連續(xù)數(shù)據(jù)采集，并實(shí)時回傳數(shù)據(jù)。附圖說明通過閱讀參照以下附圖對非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會變得更明顯：圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明電子艙結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明電子艙內(nèi)部布置圖；圖4為水面控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；圖5為水下控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；圖6至圖7為本發(fā)明典型運(yùn)動軌跡示意圖；圖中：1為導(dǎo)流罩，2為電子艙，3為調(diào)查設(shè)備或傳感器，4為筒壁，5為O型圈開槽，6為O型圈，7為上，下艙蓋，8為水密接插件，9為中心區(qū)域，10中環(huán)區(qū)域，11為外環(huán)區(qū)域，12為鋰電池組，13為水下控制系統(tǒng)，14為調(diào)查設(shè)備的電子部分，15為第一水袋，16為第二水袋，17為第三水袋，18為第四水袋，19為第一水泵，20為第二水泵，21為第三水泵，22為第四水泵，26為水面控制計算機(jī)，27水面操作計算機(jī)，28為第一無線通訊模塊，29為天線，30為不間斷電源，31為定位模塊，32為第二無線通訊模塊，33為電源管理模塊，34為水泵驅(qū)動模塊，35為數(shù)據(jù)存儲模塊，36為漏水檢測模塊，37為絕緣監(jiān)測模塊，38為陀螺儀，39為電子羅盤，40為深度計，41為高度計，42為激光器，43為CTD(溫鹽深儀)，44為用戶接口，45為核心控制模塊。具體實(shí)施方式下面對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明：本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。請同時參閱圖1至圖7。本實(shí)施例提供了一種鰈型水下滑翔機(jī)，用于搭載調(diào)查設(shè)備或傳感器，包括導(dǎo)流罩和電子艙，所述電子艙設(shè)置于導(dǎo)流罩內(nèi)部；所述電子艙包括：耐壓艙、重力及重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)以及鋰電池組，其中，耐壓艙內(nèi)部分為中心區(qū)域、中環(huán)區(qū)域以及外環(huán)區(qū)域，所述鋰電池組設(shè)置于中心區(qū)域，控制系統(tǒng)包括相互間無線連接的水面控制系統(tǒng)和水下控制系統(tǒng)，所述水下控制系統(tǒng)及調(diào)查設(shè)備的電子部分均勻布置在中環(huán)區(qū)域，所述重力及重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括4個相同結(jié)構(gòu)的水袋水泵組，所述4個水袋水泵組對稱分布于外環(huán)區(qū)域。進(jìn)一步地，所述導(dǎo)流罩整體為仿鰈魚外形設(shè)計，其外表面設(shè)有防腐防磨損涂層。進(jìn)一步地，所述導(dǎo)流罩前后最長處長度為100cm，左右最寬處寬度為75cm，上下最高處高度為30cm。進(jìn)一步地，所述耐壓艙整體為圓柱形筒體，包括筒壁以及與筒壁之間通過O型圈密封連接的上艙蓋和下艙蓋，所述上艙蓋和下艙蓋上均設(shè)有用于密封的O型圈開槽以及用于電子艙內(nèi)外電連接的水密接插件；所述下艙蓋上設(shè)有4個進(jìn)出水口以及漏水檢測電路，所述4個進(jìn)出水口給分別與4個水袋水泵組中的4臺水泵相連接。進(jìn)一步地，所述筒壁以及上、下艙蓋采用鋁合金或鈦合金材料。進(jìn)一步地，所述圓柱形筒體的外徑為70cm，高度為15cm；所述上、下艙蓋的直徑為70cm。進(jìn)一步地，所述進(jìn)出水口的直徑為0.5cm。進(jìn)一步地，每一個水袋水泵組中，水泵采用蠕動式水泵，水袋采用軟塑料水袋，水泵的一端與水袋間由導(dǎo)管相連，水泵的另一端與進(jìn)出水口相連接。進(jìn)一步地，所述水面控制系統(tǒng)包括水面控制計算機(jī)、水面操作計算機(jī)、第一無線通訊模塊、天線以及不間斷電源，其中：水面控制計算機(jī)用于遠(yuǎn)程通訊和軌跡規(guī)劃；水面操作計算機(jī)用于人機(jī)界面顯示和控制指令輸入；第一無線通訊模塊和天線用于與水下控制系統(tǒng)通訊連接，不間斷電源用于睡眠控制系統(tǒng)的供電；進(jìn)一步地，所述水下控制系統(tǒng)包括定位模塊、第二無線通訊模塊、電源管理模塊、水泵驅(qū)動模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、漏水檢測模塊、絕緣監(jiān)測模塊、陀螺儀、電子羅盤、深度計、高度計、激光器、CTD(溫鹽深儀)、用戶接口以及核心控制模塊，其中：定位模塊，僅在鰈型水下滑翔機(jī)浮出水面后，選擇GPS定位系統(tǒng)或北斗定位系統(tǒng)，用于鰈型水下滑翔機(jī)定位，其他時間處于休眠狀態(tài)；第二無線通訊模塊，僅在鰈型水下滑翔機(jī)浮出水面后，與水面控制系統(tǒng)的第一無線通訊模塊和天線通訊連接，其他時間處于休眠狀態(tài)；電源管理模塊，實(shí)時監(jiān)控鋰電池組的狀態(tài)并發(fā)送給核心控制模塊；水泵驅(qū)動模塊，用于接收核心控制模塊的指令并轉(zhuǎn)換成電壓數(shù)據(jù)分別發(fā)送給4個水袋水泵中的4臺水泵，驅(qū)動水泵正傳(吸水)或反轉(zhuǎn)(排水)；數(shù)據(jù)存儲模塊，用于從核心控制模塊接收并保存時間、位置坐標(biāo)、控制指令、運(yùn)動傳感器數(shù)據(jù)、調(diào)查傳感器數(shù)據(jù)、系統(tǒng)狀態(tài)及其他用戶指定信息；漏水檢測模塊，用于采集設(shè)置于耐壓艙上的漏水檢測電路的數(shù)據(jù)，并判斷漏水狀態(tài)，同時發(fā)送給核心控制電路；絕緣檢測模塊，提供8路對地絕緣檢測，用于檢測控制系統(tǒng)、傳感器以及調(diào)查設(shè)備用直流電源的對地絕緣情況，并發(fā)送給核心控制電路；陀螺儀、電子羅盤、深度計、高度計分別用于檢測滑翔機(jī)的角加速度、方向、深度和高度，并發(fā)送給核心控制電路，作為控制系統(tǒng)對運(yùn)動控制的反饋數(shù)據(jù)；激光器，用于檢測鰈型水下滑翔機(jī)至海底的距離，避免鰈型水下滑翔機(jī)與海底碰撞；CDT，科學(xué)調(diào)查傳感器，用于水下環(huán)境中溫度、鹽度、深度的采集；用戶接口，為調(diào)查設(shè)備或傳感器提供標(biāo)準(zhǔn)的直流電壓(5VDC，12VDC)以及通訊接口(RS232，RS485)和數(shù)據(jù)采集接口(AD、1O)；核心控制模塊，運(yùn)行主控程序和水下控制系統(tǒng)中各模塊通訊。進(jìn)一步地，所述水下控制系統(tǒng)還包括軌跡規(guī)劃單元，所述軌跡規(guī)劃單元分別與水泵驅(qū)動模塊、定位模塊以及第二無線通訊模塊數(shù)據(jù)連接，根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)自動規(guī)劃軌跡或人為輸入的命令規(guī)劃軌跡，將規(guī)劃結(jié)果發(fā)送給水泵驅(qū)動模塊。具體為，本實(shí)施例中，所述導(dǎo)流罩為仿鰈魚外形設(shè)計，具備流線型好、滑行穩(wěn)定、排水體積小的特點(diǎn)。由于潛水器的水中重量需約等于零，即空氣中重量約等于排水量，排水體積小的機(jī)型設(shè)計可以降低滑翔機(jī)的空氣重量的設(shè)計值，輕便、易操作。導(dǎo)流罩外表面噴涂有船舶專用防腐防磨損涂層，防止日照老化和海水腐蝕，防止搬運(yùn)和水下作業(yè)時磕碰磨損船體。涂料顏色選擇橙色、紅色或黃色的醒目顏色，方便水面回收時發(fā)現(xiàn)目標(biāo)。電子艙用于轉(zhuǎn)載水下控制系統(tǒng)和傳感器、設(shè)備的電子部分，需為干式耐壓艙體。筒壁厚度需根據(jù)設(shè)計水深的耐壓級別做結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算。采用密度小、強(qiáng)度高的鋁合金或鈦合金材料加工，表面做陽極氧化，以防止海水腐蝕，外表面貼犧牲陽極鋅塊，防止電子艙被電解腐蝕。電子艙采用O型圈密封方式，筒壁上端開O型圈開槽，O型圈開槽參數(shù)(寬度、深度)和O型圈參數(shù)(界面半徑、外徑)參考國標(biāo)設(shè)計。上、下艙蓋由螺絲一螺母固定于筒壁。電子艙內(nèi)外電連接通過水密接插件實(shí)現(xiàn)，水密接插件分布于上、下艙蓋，因?yàn)槠矫姹韧脖诟奖忝芊?。下艙蓋開4個進(jìn)出水口，分別用于四臺水泵吸排水。電子艙內(nèi)部被分為三個區(qū)域：中心區(qū)域布置鋰電池組，為滑翔機(jī)的初始重心所在；中環(huán)區(qū)域布置水下控制控制系統(tǒng)和調(diào)查設(shè)備的電子部分，需均勻分配重量；外環(huán)區(qū)域布置第一水袋、第二水袋、第三水袋和第四水袋以及與四個水袋分別連接的第一水泵、第二水泵、第三水泵和第四水泵。除此，下艙蓋安裝有漏水檢測電路。鰈型水下滑翔機(jī)控制系統(tǒng)由水面控制系統(tǒng)和水下控制系統(tǒng)組成，兩者之間采用無線通訊，如圖4所示。根據(jù)通訊距離，可選擇無線電臺或衛(wèi)星通訊。水面控制系統(tǒng)包括：水面控制計算機(jī)、水面操作計算機(jī)、第一無線通訊模塊、天線和不間斷電源組成。水面控制計算機(jī)負(fù)責(zé)遠(yuǎn)程通訊和軌跡規(guī)劃。水面操作計算機(jī)負(fù)責(zé)人機(jī)界面顯示和控制指令輸入。水面控制計算機(jī)和水面操作計算機(jī)之間可以采用以太網(wǎng)通訊。水下控制系統(tǒng)包括衛(wèi)星定位模塊、第二無線通訊模塊、電源管理模塊、水泵驅(qū)動模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、漏水檢測模塊、絕緣監(jiān)測模塊、陀螺儀、電子羅盤、深度計、高度計、激光器、CTD、用戶接口和核心控制模塊。其中，衛(wèi)星定位模塊可選擇GPS定位系統(tǒng)或北斗定位系統(tǒng)。第二無線通訊模塊采用與水面控制系統(tǒng)對應(yīng)的無線電臺模塊或衛(wèi)星通訊模塊及天線。電源管理模塊需實(shí)時監(jiān)控電池狀態(tài)并發(fā)送給核心控制模塊。水泵驅(qū)動模塊負(fù)責(zé)接收核心控制模塊的指令并轉(zhuǎn)換成電壓數(shù)據(jù)分別發(fā)送給4臺水泵，驅(qū)動其正傳(吸水)或反轉(zhuǎn)(排水)。數(shù)據(jù)存儲模塊負(fù)責(zé)從核心控制模塊接收并保存時間、位置坐標(biāo)、控制指令、運(yùn)動傳感器數(shù)據(jù)、調(diào)查傳感器數(shù)據(jù)、系統(tǒng)狀態(tài)及其他用戶指定信息。漏水檢測模塊負(fù)責(zé)采集漏水檢測電路的數(shù)據(jù)，并判斷漏水狀態(tài)，并發(fā)送給核心控制電路。絕緣檢測模塊負(fù)責(zé)檢測控制系統(tǒng)、傳感器、設(shè)備用直流電源的對地絕緣情況，并發(fā)送給核心控制電路。陀螺儀、電子羅盤、深度計、高度計分別用于檢測滑翔機(jī)的角加速度、方向、深度和高度，并發(fā)送給核心控制電路，作為運(yùn)動控制控制系統(tǒng)的反饋數(shù)據(jù)。激光器用于檢測滑翔機(jī)至海底的距離，避免滑翔機(jī)與海底碰撞。CDT是滑翔機(jī)必配的科學(xué)調(diào)查傳感器，用于溫度、鹽度、深度的采集。用戶接口為用戶調(diào)查設(shè)備或傳感器提供標(biāo)準(zhǔn)的直流電壓(5VDC，12VDC)和通訊接口(RS232，RS485)數(shù)據(jù)采集接口(AD、IO)。核心控制模塊(45)運(yùn)行主控程序和其他模塊通訊。重力及重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)內(nèi)置于耐壓艙內(nèi)，耐壓艙外為倒流外殼，部分傳感器至于耐壓艙內(nèi)，部分傳感器在耐壓艙外通過水密接插件與耐壓艙相連。導(dǎo)流罩呈鰈形，為防腐非金屬材料，前后最長處長100cm，左右最寬處寬75cm，上下最高處高30cm。導(dǎo)流罩的外表噴涂船用防腐、防磨漆面，漆面顏色為黃色、橙色或褐色的醒目顏色，以便于海面回收。耐壓艙由一個外徑70cm、高15cm的圓柱形筒體和兩個70cm直徑的艙蓋組成，蓋組成，為鋁合金或鈦合金材料，圓柱高15cm、外徑70cm，上下艙蓋與圓柱形筒體之間分別由8顆不銹鋼螺絲相連。上、下艙蓋與圓柱形筒體之間采取O型圈密封方式，上、下艙蓋開O型圈開槽。上、下艙蓋布置水密接插件插座，實(shí)現(xiàn)艙外設(shè)備及傳感器與控制電路及電源間的電連接。下艙蓋開四個直徑0.5cm的進(jìn)、出水口，提供重力與重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的進(jìn)、出水通道。重力與重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由四個相同結(jié)構(gòu)的水袋一水泵組合構(gòu)成，水泵采用蠕動式水泵，水袋采用軟塑料水袋，水泵的一端與水袋間由導(dǎo)管相連，蠕動泵的另一端與進(jìn)出水口相連。四個水袋水泵組合分別置于權(quán)利要求4所述耐壓艙的前、后、左、右四角。水下控制系統(tǒng)包括：軌跡規(guī)劃單元、水泵驅(qū)動模塊、定位模塊、第二無線通訊模塊、漏水檢測模塊、絕緣檢測模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、用戶接口。軌跡規(guī)劃單元，與水泵驅(qū)動模塊、GPS定位模塊、第二無線通訊模塊均有數(shù)據(jù)交換，具備根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)自動規(guī)劃軌跡或人為輸入的命令規(guī)劃軌跡，并把規(guī)劃結(jié)果發(fā)送給水泵驅(qū)動模塊。水泵驅(qū)動模塊根據(jù)軌跡規(guī)劃目標(biāo)，分配四個水泵的進(jìn)出水量，并發(fā)送電壓信號驅(qū)動水泵工作。定位模塊，僅在滑翔機(jī)浮出水面后工作，其他時間處于休眠狀態(tài)，GPS數(shù)據(jù)發(fā)送給軌跡規(guī)劃單元和數(shù)據(jù)存儲模塊。第二無線通訊模塊，僅在滑翔機(jī)浮出水面后工作，負(fù)責(zé)接收水面(或陸地)控制中心發(fā)送的控制命令，并將滑翔機(jī)的位置信息、狀態(tài)信息、傳感器數(shù)據(jù)打包后發(fā)送給水面(或陸地)控制中心，并將通訊成功或失敗的信息發(fā)送給數(shù)據(jù)記錄單元?；铏C(jī)潛入水下時第二無線通訊模塊處于休眠狀態(tài)。漏水檢測模塊，由漏水檢測電路和數(shù)據(jù)采集電路組成，檢測電路黏貼于耐壓艙前、后、左、右四角，數(shù)據(jù)采集電路以1Hz頻率采集檢測結(jié)果，位置、檢測值被數(shù)據(jù)保存單元記錄，當(dāng)檢測值超過預(yù)設(shè)閾值時，向軌跡規(guī)劃電路發(fā)出報警信息。絕緣檢測模塊，提供8路對地絕緣檢測，分別檢測主控電路和主要傳感器線路的絕緣情況，將檢測位置和絕緣值發(fā)送并保存于數(shù)據(jù)保存單元，當(dāng)絕緣值超過預(yù)設(shè)閾值時向軌跡規(guī)劃電路發(fā)出報警信息，由軌跡規(guī)劃單元判斷是否切斷該路電源，任何電源被切斷時不影響其他設(shè)備、傳感器工作。數(shù)據(jù)存儲模塊，負(fù)責(zé)保存時間信息、滑翔機(jī)的位置信息、姿態(tài)信息、控制指令、電路漏水狀態(tài)、電路絕緣狀態(tài)。用戶接口，提供獨(dú)立的RS485、RS232、ADC、IO通訊接口和12VDC、5VDC電源接口。本實(shí)施例提供的鰈型水下滑翔機(jī)，基于軟件算法按照鋸齒形軌跡或螺旋形軌跡行走，具體步驟為：通過調(diào)節(jié)四個水袋的總水量來調(diào)節(jié)滑翔機(jī)重力實(shí)現(xiàn)上升或下降運(yùn)動，通過分別調(diào)節(jié)四個水袋的水量來調(diào)節(jié)滑翔機(jī)的重心(姿態(tài))靈活實(shí)現(xiàn)前、后、左、右傾斜姿態(tài)。靜浮力：滑翔即靜浮力設(shè)計為正值設(shè)計，即空氣中質(zhì)量小于排水量。這部分正浮力作為滑翔機(jī)的儲備浮力，提供用戶設(shè)備、傳感器部分的浮力儲備和船體配平時的浮力儲備。當(dāng)無用戶傳感器或設(shè)備時，該部分靜浮力用壓載鉛塊配平。每次下水時靜浮力需為零。重心：每次作業(yè)前需采用壓載鉛塊將滑翔機(jī)重心調(diào)整至船體幾何中心的正下方，使重心低于浮心。浮力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)：四套浮力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)以重心為中心，成對稱分布，水袋內(nèi)預(yù)存等量水。當(dāng)收到上浮指令時水袋內(nèi)海水排出，收到下沉指令時水泵將外部海水吸入水袋。當(dāng)收到前傾指令時，前水袋吸水，后水袋排水，排水量小于吸水量，其它傾斜方向方案類推。軌跡：通過連續(xù)調(diào)節(jié)四個水袋儲水量，可實(shí)現(xiàn)滑翔機(jī)在鋸齒型或螺旋型軌跡上的滑行，如圖5所示。定位：滑翔機(jī)每次浮上水面時接受衛(wèi)星定位信號(北斗或GPS)更新自身絕對位置，下潛時采取慣性導(dǎo)航定位(陀螺儀、羅盤、深度計數(shù)據(jù)融合)。通訊：每次浮出水面時通過無線通訊(通訊衛(wèi)星或無線電臺)。數(shù)據(jù)保存：控制指令、系統(tǒng)狀態(tài)、運(yùn)動狀態(tài)、調(diào)查結(jié)果實(shí)時保存在滑翔機(jī)電子艙內(nèi)的大容量存儲卡中，待浮出水面時通過無線發(fā)送至數(shù)據(jù)終端或回收后讀取。另外，數(shù)據(jù)終端實(shí)時保存控制指令和接收到的滑翔機(jī)數(shù)據(jù)。用戶設(shè)備及傳感器：提供平坦、寬敞的用戶傳感器搭載空間，同時可搭載更多用戶設(shè)備和傳感器，并提供穩(wěn)定穩(wěn)定電源和豐富數(shù)據(jù)接口?？纱钶d聲納陣基鎮(zhèn)。以上對本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。