一種四旋翼水下航行器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種四旋翼水下航行器，采用兩個(gè)艙蓋上下扣合膠接并通過螺栓固連；中心支架安裝在上下艙蓋之間,攝像頭與照明燈固定在支架平板上,控制模塊安裝在中心支架內(nèi),四個(gè)導(dǎo)流管依中心支架周向均布安裝在下艙蓋上；光敏開關(guān)固定在兩個(gè)導(dǎo)流管之間,電池與光敏開關(guān)依中心支架對稱固定安裝在下艙蓋上；電機(jī)密封艙通過肋板焊接在導(dǎo)流管內(nèi)，電機(jī)輸出軸與螺旋槳固連；照明燈與攝像頭主板連接，控制模塊輸出信號,控制四組電機(jī)及螺旋槳組合旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)航行器升降，前進(jìn)后退，左右旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)水下航行器在無轉(zhuǎn)彎半徑條件下的矢量推進(jìn)。水下航行器結(jié)構(gòu)簡單，操作靈活，為水下探測活動(dòng)及科研工作提供便捷,具有廣泛的應(yīng)用前景。
【專利說明】
—種四旋翼水下航行器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于水下航行器【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說，涉及一種四旋翼矢量推進(jìn)的水下航行器。

【背景技術(shù)】
[0002]水下航行器作為一種水下無人智能移動(dòng)平臺，其驅(qū)動(dòng)裝置多采用螺旋槳推進(jìn)裝置。特別是在海底地形復(fù)雜，存在暗流、浪、涌的區(qū)域?qū)λ潞叫衅鞯牟倏v性能提出較高要求。要完成海洋某些參數(shù)的測量，海底信息調(diào)查，定點(diǎn)考察作業(yè)任務(wù)，則要求水下航行器在低速條件下應(yīng)具有良好的機(jī)動(dòng)性和穩(wěn)定性。目前，采用螺旋槳推進(jìn)的傳統(tǒng)的水下航行器，配備有一個(gè)尾漿和多組舵片。它們是通過控制電機(jī)和舵機(jī)來改變螺旋槳轉(zhuǎn)速和舵片舵角，從而控制水下航行器的姿態(tài)和位置。但是，這種控制姿態(tài)方式及傳統(tǒng)的水下航行器造型，不可避免地導(dǎo)致水下航行器存在轉(zhuǎn)彎半徑大，從而限制了水下航行器在航行時(shí)的機(jī)動(dòng)性。
[0003]發(fā)明專利200910042922中公開了一種用于水下推進(jìn)器的傾轉(zhuǎn)旋翼矢量推進(jìn)裝置，這種傾轉(zhuǎn)旋翼矢量推進(jìn)裝置通過電機(jī)自身繞固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使自由度增加，以實(shí)現(xiàn)矢量推進(jìn)，但推進(jìn)裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且水下推進(jìn)器存在轉(zhuǎn)彎半徑較大，限制了航行器的機(jī)動(dòng)性和航速。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]為了避免現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，克服傳統(tǒng)的水下航行器的推進(jìn)方式存在轉(zhuǎn)彎半徑較大，機(jī)動(dòng)性受限的問題，本實(shí)用新型提出一種四旋翼水下航行器，該水下航行器推進(jìn)方式轉(zhuǎn)向簡單，可實(shí)現(xiàn)無轉(zhuǎn)彎半徑的前后、左右航行及上下浮沉。水下航行器結(jié)構(gòu)簡單，機(jī)動(dòng)性和靈活性較高。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:包括上球形密封艙、上法蘭、上艙蓋、電機(jī)密封艙、導(dǎo)流管、光敏開關(guān)、下球形密封艙、控制模塊、下艙蓋、電池、攝像頭、照明燈、緊固螺栓，中心支架、支架平板、下法蘭、螺旋槳，上球形密封艙與上法蘭膠合連接，位于上艙蓋頂部，下球形密封艙與下法蘭膠合連接，位于下艙蓋中心部位，上艙蓋與下艙蓋扣合膠接，上法蘭與下法蘭通過緊固螺栓固連；所述中心支架為兩層圓形框架結(jié)構(gòu)，位于上艙蓋與下艙蓋之間，中心支架的上層框架小于下層框架，照明燈與攝像頭通過安裝板和螺釘固定在支架平板上，照明燈與攝像頭主板連接，控制模塊通過螺栓固定在中心支架內(nèi)，四個(gè)導(dǎo)流管依中心支架周向均布安裝在下艙蓋上，光敏開關(guān)位于兩個(gè)導(dǎo)流管之間，電池與光敏開關(guān)依中心支架對稱安裝，電池與光敏開關(guān)通過安裝板和螺釘固連在下艙蓋上，上下艙蓋扣合后，導(dǎo)流管與上艙蓋膠合連接；所述電機(jī)密封艙通過四個(gè)肋板焊接在導(dǎo)流管內(nèi)，電機(jī)安裝在電機(jī)密封艙內(nèi)，螺旋槳與電機(jī)輸出軸固連；控制模塊輸出信號，控制四組電機(jī)與螺旋槳組合旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)航行器升降，前進(jìn)后退，左右旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
[0006]上艙蓋與下艙蓋之間有密封墊圈。
[0007]有益效果
[0008]本實(shí)用新型提出的一種四旋翼水下航行器，采用兩個(gè)艙蓋上下扣合膠接，上下艙蓋通過上下法蘭與緊固螺栓固連，中心支架安裝在上下艙蓋之間，攝像頭與照明燈通過安裝板和螺釘固定在上層框架支架平板上，照明燈與攝像頭主板連接，控制模塊固定安裝在中心支架內(nèi)，四個(gè)導(dǎo)流管依中心支架周向均布安裝在下蓋上；光敏開關(guān)固定在兩個(gè)導(dǎo)流管之間，電池與光敏開關(guān)依中心支架對稱安裝，電池與光敏開關(guān)固連在下蓋上；電機(jī)密封艙通過四個(gè)肋板焊接在導(dǎo)流管內(nèi)，電機(jī)固定安裝在電機(jī)密封艙內(nèi)，螺旋槳與電機(jī)輸出軸固連；控制模塊輸出信號，控制四組電機(jī)及螺旋槳旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)航行器升降，前進(jìn)后退，左右旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)水下航行器在無轉(zhuǎn)彎半徑條件下的矢量推進(jìn)。本實(shí)用新型四旋翼水下航行器結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，運(yùn)動(dòng)靈活；為水下探測活動(dòng)及科研工作提供便捷，具有廣泛的應(yīng)用前景。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對本實(shí)用新型一種四旋翼水下航行器作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0010]圖1為本實(shí)用新型四旋翼水下航行器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2為本實(shí)用新型的上艙蓋與電機(jī)密封艙結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖3為本實(shí)用新型的下艙蓋與螺旋槳結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖中:
[0014]1.上球形密封艙 2.上法蘭 3.上艙蓋 4.電機(jī)密封艙 5.導(dǎo)流管 6.光敏開關(guān)7.下球形密封艙8.控制模塊9.下艙蓋10.電池11.攝像頭12.照明燈13.緊固螺栓14.中心支架15.支架平板16.下法蘭17.螺旋槳

【具體實(shí)施方式】
[0015]本實(shí)施例是一種四旋翼水下航行器。
[0016]參閱圖1、圖2、圖3，本實(shí)施例四旋翼水下航行器由上球形密封艙1、上法蘭2、上艙蓋3、電機(jī)密封艙4、導(dǎo)流管5、光敏開關(guān)6、下球形密封艙7、控制模塊8、下艙蓋9、電池10、攝像頭11、照明燈12、緊固螺栓13，中心支架14、支架平板15，下法蘭16，螺旋槳17組成。上球形密封艙I與上法蘭2膠合連接，固定在上艙蓋3頂部，下球形密封艙I與下法蘭16膠合連接，固定在下艙蓋9中心部位，上艙蓋3與下艙蓋9扣合膠接，上艙蓋與下艙蓋之間有密封墊圈，上法蘭2與下法蘭16通過緊固螺栓13固定連接，航行器整體實(shí)現(xiàn)飛碟曲面造型，加強(qiáng)了航行器的水下抗壓能力。中心支架14固定安裝在上艙蓋3與下艙蓋9之間，中心支架14為兩層圓柱形框架結(jié)構(gòu)，上層框架小于下層框架，攝像頭11與照明燈12通過安裝板和螺釘固定在上層框架支架平板15上，照明燈12與攝像頭11主板連接，當(dāng)航行器處在深水區(qū)不見光線時(shí)，照明燈12由光敏開關(guān)6接通電路亮起，攝像頭11在有光線的情況下工作；淺水區(qū)時(shí)，照明燈則不會亮起，攝像頭11在可見光的照射下工作。控制模塊8通過螺栓固定安裝在中心支架14內(nèi)，四個(gè)導(dǎo)流管5依中心支架14周向均布固定在下艙蓋9上，導(dǎo)流管5實(shí)現(xiàn)航行器的螺旋槳17噴射流導(dǎo)流，從而提高螺旋槳17的工作效率，增大螺旋槳17的推力。光敏開關(guān)6固定在兩個(gè)導(dǎo)流管5之間，電池10與光敏開關(guān)6依中心支架14對稱安裝，電池10與光敏開關(guān)6通過安裝板和螺釘固連在下艙蓋9上，電機(jī)密封艙4通過四個(gè)肋板焊接在導(dǎo)流管5內(nèi)，電機(jī)固定安裝在電機(jī)密封艙4內(nèi)，螺旋槳17與電機(jī)輸出軸固定連接；上艙蓋3與下艙蓋9扣合后，導(dǎo)流管5與上艙蓋3膠合連接?？刂颇K8輸出信號，控制四組電機(jī)與螺旋槳組合旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)航行器升降，前進(jìn)后退，左右旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；實(shí)現(xiàn)水下航行器在無轉(zhuǎn)彎半徑條件下的矢量推進(jìn)。
[0017]控制運(yùn)動(dòng)過程:
[0018]控制模塊輸出信號，驅(qū)使四組電機(jī)與螺旋槳組合轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)螺旋槳產(chǎn)生推力差值，控制實(shí)現(xiàn)水下航行器升降，前進(jìn)后退，左右旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
[0019](I)垂直運(yùn)動(dòng):航行器在垂直運(yùn)動(dòng)時(shí)，有兩對位于對角線上的電機(jī)轉(zhuǎn)向相反，以平衡其對機(jī)身的反扭矩，同時(shí)增加四個(gè)電機(jī)的輸出功率，旋翼轉(zhuǎn)速增加使得總的拉力增大，當(dāng)總拉力足以克服整機(jī)的重量時(shí)，四旋翼水下航行器離開水底垂直上升；反之，同時(shí)減小四個(gè)電機(jī)的輸出功率，四旋翼水下航行器則垂直下降，直至平衡下落，實(shí)現(xiàn)垂直運(yùn)動(dòng)。
[0020](2)俯仰運(yùn)動(dòng):航行器在俯仰運(yùn)動(dòng)時(shí)，一對角線上兩電機(jī)分別實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速上升和轉(zhuǎn)速下降，另一對角線上的兩個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速保持不變；為了不因?yàn)樾磙D(zhuǎn)速的改變引起四旋翼水下航行器整體扭矩及總拉力改變，轉(zhuǎn)速改變量的大小應(yīng)相等。轉(zhuǎn)速改變產(chǎn)生的不平衡力矩使機(jī)身發(fā)生偏轉(zhuǎn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)。
[0021](3)前后運(yùn)動(dòng):實(shí)現(xiàn)水下航行器在水平面內(nèi)前后、左右的運(yùn)動(dòng)，必須在水平面內(nèi)對水下航行器施加一定的力；當(dāng)實(shí)現(xiàn)俯仰運(yùn)動(dòng)后，航行器姿態(tài)發(fā)生改變，進(jìn)而加大功率，則航行器由此姿態(tài)所對應(yīng)的方向前進(jìn)。
【權(quán)利要求】
1.一種四旋翼水下航行器，其特征在于:包括上球形密封艙、上法蘭、上艙蓋、電機(jī)密封艙、導(dǎo)流管、光敏開關(guān)、下球形密封艙、控制模塊、下艙蓋、電池、攝像頭、照明燈、緊固螺栓，中心支架、支架平板、下法蘭、螺旋槳，上球形密封艙與上法蘭膠合連接，位于上艙蓋頂部，下球形密封艙與下法蘭膠合連接，位于下艙蓋中心部位，上艙蓋與下艙蓋扣合膠接，上法蘭與下法蘭通過緊固螺栓固連；所述中心支架為兩層圓形框架結(jié)構(gòu)，位于上艙蓋與下艙蓋之間，中心支架的上層框架小于下層框架，照明燈與攝像頭通過安裝板和螺釘固定在支架平板上，照明燈與攝像頭主板連接，控制模塊通過螺栓固定在中心支架內(nèi)，四個(gè)導(dǎo)流管依中心支架周向均布安裝在下艙蓋上，光敏開關(guān)位于兩個(gè)導(dǎo)流管之間，電池與光敏開關(guān)依中心支架對稱安裝，電池與光敏開關(guān)通過安裝板和螺釘固連在下艙蓋上，上下艙蓋扣合后，導(dǎo)流管與上艙蓋膠合連接；所述電機(jī)密封艙通過四個(gè)肋板焊接在導(dǎo)流管內(nèi)，電機(jī)安裝在電機(jī)密封艙內(nèi)，螺旋槳與電機(jī)輸出軸固連；控制模塊輸出信號，控制四組電機(jī)與螺旋槳組合旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)航行器升降，前進(jìn)后退，左右旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四旋翼水下航行器，其特征在于:上艙蓋與下艙蓋之間有密封墊圈。
【文檔編號】B63G8/16GK203921174SQ201420286558
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】杜向黨, 張寶收, 王德政, 徐強(qiáng) 申請人:西北工業(yè)大學(xué)