一种具有潜水功能的水翼无人船的制作方法

本实用新型属于水面运输载体技术领域，更具体地说是一种具有潜水功能的水翼无人船。

背景技术：

近年来无人船技术的快速崛起和产业化，使得适用于不同环境能进行不同业务操作的各类水面载体的研发变得异常重要，在军用领域，无人船可以完成侦察任务，港口护卫，近海探测等重要任务，在民用领域，可以进行海洋状况综合勘测，环境试验样本动态采集等任务，所以无人船作为一项通用型技术对于国家的现代化建设和科技兴国战略具有极其重大的现实意义；全浸式水翼艇是一种新型高性能船舶，其具有耐波性好、操纵灵活、航行阻力小等特点；其原理是在流体中，流速越大的位置，压强越小，当水翼艇在水中高速航行时，水翼艇的水翼上表面凸起，水翼与艇体间的水流速度大，压强小，下表面的水流速度小，压强大，因此在水翼的上、下表面存在向上的压力差，航行时全浸式水翼艇的动升力承担了一部分静水浮力，艇体被抬高了，减小了水翼艇的排水体积和湿表面积。

中国专利CN201610343846.4描述了一种全浸式水翼艇，包括艇体、第一水翼、第二水翼、第一水翼支柱、第二水翼支柱、第一外襟翼、第二外襟翼、柱翼舵、第一连接轴、第二连接轴和第三连接轴；第一水翼支柱连接于艇体和第一水翼之间；第二水翼支柱连接于艇体和第二水翼之间；第一外襟翼通过第一连接轴与第二水翼连接，第二外襟翼通过第二连接轴与第二水翼连接；柱翼舵通过第三连接轴与第二水翼支柱连接；第一外襟翼的弦线与水翼艇的速度方向的夹角形成第一攻角；第二外襟翼的弦线与水翼艇的速度方向的夹角形成第二攻角。改善全浸式水翼艇的横摇效果、增强其航向控制，提高其在航行过程中的自稳性及安全性。

上述水翼艇存在许多不足，如水翼艇仅通过调整第一外襟翼和第二外襟翼来改变第一攻角和第二攻角来改善水翼艇的横摇效果、增强其航向控制，紧靠襟翼来改变攻角幅度较小实现不了水翼艇的潜航功能。

技术实现要素：

本实用新型的针对现有技术的不足提供一种具有潜水功能的水翼无人船，通过设置可进行前后摆动的后水翼组件代替原有在水翼组件上设置可摆动的襟翼同时配合船体前端的进水孔解决了现有技术中紧靠襟翼来改变攻角，改变幅度较小实现不了水翼艇的潜航功能的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种具有潜水功能的水翼无人船，其特征在于,包括:

船体；

前水翼组件，所述前水翼组件包括两组设置于所述船体两端的前水翼；

后水翼组件，所述后水翼组件包括两组设置于所述船体两端的后水翼支柱以及转动安装于所述后水翼支柱上的后水翼，所述后水翼支柱由设置于所述船体内部的传动组件驱动实现前后的摆动；

驱动组件，所述驱动组件包括设置于所述船体末端的驱动螺旋桨；以及

柱翼舵组件，所述柱翼舵组件设置于所述船体尾部。

作为改进，所述前水翼包括：

前水翼支柱，所述前水翼支柱倾斜固定设置于船体一端；

前水翼主体，所述前水翼主体与所述前水翼支柱固定连接，该前水翼主体的下端面与水面接触设置。

作为改进，所述传动组件包括：

驱动电机；

蜗轮，所述蜗轮与所述驱动电机转动输出端固定连接；

蜗杆，所述蜗杆数量为两个且与蜗轮两端配合安装，该蜗杆两端与所述后水翼支柱通过连接杆相连接。

作为改进，所述船体前端部分为子弹头形设置且其前端部分上开设有若干进水口。

作为改进，所述柱翼舵组件包括：

柱翼舵支架，所述柱翼舵支架固定设置于所述船体尾部；

柱翼舵，所述柱翼舵可转动设置于所述柱翼舵支架上且通过轴传动由船体内部的电机控制；

襟翼，所述襟翼数量为两个且其对称设置于所述柱翼舵两端。

作为改进，所述柱翼舵的中心线与所述驱动螺旋桨的中心线位于同一平面上，且该柱翼舵位于所述驱动螺旋桨后端。

作为改进，所述后水翼支柱的高度H与所述柱翼舵支架的长度L之间的关系满足，H＞L。

作为改进，所述船体内部为夹套设置，其内部分为进水舱以及电器安装舱。

作为改进，所述船体为重心偏下设置。

作为改进，所述船体上还安装有深度传感器。

本实用新型的有益效果在于：

(1)本实用新型较传统的水翼艇，通过设置可进行前后摆动的后水翼组件，当水翼无人船要进行各种状态的切换时，可通过设置于船体内部的传动组件进行后水翼的前后摆动，在进行后水翼迅速摆动的同时实现水翼无人船的浮航、翼航以及潜航三种状态的切换；

(2)本实用新型较传统的水翼艇，通过将水翼无人船前端设置成子弹头形且在其前端开设有若干进水孔，当水翼无人船在水面上高速行驶时，传动组件进行后水翼的向后摆动，使后水翼倾角向上增大，水翼无人船前端先进行下潜，同时设置于船体前端的进水孔开设进水，水翼无人船自身重力增加进行下潜；

(3)本实用新型较传统的水翼艇，通过水翼均采用全浸式水翼，可通过调节水翼实现多种运动方式，大大增大了该水翼无人船的适应性；

(4)本实用新型较传统的水翼艇，通过将船体设置成夹套式，将船体设置成重心偏下设置使水翼无人船在水面行驶更加平稳同时将进水舱和电器安装舱分开设置，确保电器安装舱内的电器能进行正常工作；

(5)本实用新型较传统的水翼艇，通过在船体上设置深度传感器，当深度传感器在连续多次检测到深度超过水下十米时，深度传感器将信号反馈给水翼无人船的中央控制器，中央控制器紧急模式使船体全功率浮出水面。

总之，本实用新型具有结构简单，适用性好、稳定性好等优点，尤其适用于水面运输载体技术领域。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的正视图；

图3为本实用新型的侧视图；

图4为本实用新型的仰视图；

图5为本实用新型俯视图及局部剖开图；

图6为图1中A处的放大图；

图7为图1中B处的放大图；

图8为图5中C处的放大图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明。

实施例一

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

如图1、2、3和4所示，一种具有潜水功能的水翼无人船，包括:

船体1；

前水翼组件2，所述前水翼组件2包括两组设置于所述船体1两端的前水翼21；

后水翼组件3，所述后水翼组件3包括两组设置于所述船体1两端的后水翼支柱31以及转动安装于所述后水翼支柱31上的后水翼32，所述后水翼支柱31由设置于所述船体1内部的传动组件33驱动实现前后的摆动；

驱动组件4，所述驱动组件4包括设置于所述船体1末端的驱动螺旋桨41；以及

柱翼舵组件5，所述柱翼舵组件5设置于所述船体1尾部。

需要说明的是，设置可进行前后摆动的后水翼组件3，当水翼无人船要进行各种状态的切换时，可通过设置于船体内部的传动组件33进行后水翼32的前后摆动，在进行后水翼32迅速摆动的同时实现水翼无人船的浮航、翼航以及潜航三种状态的切换。

需要进一步地说明的是，在水翼无人船起步、工作及水面状况不稳定的情况下，通过调节后水翼倾角来实现船体平稳在水面上航行，此时水翼无人船进行浮航航行；当水面情况极为良好的时候，传动组件调节后水翼32倾角，驱动组件4的驱动螺旋桨41加快旋转使航速提高，在航速提高的同时增大船体1与水面的纵倾角，前水翼21和后水翼32的攻角增大，给予船体1更大的升力，此时船体1进入翼航状态；高速行驶在水面上的水翼无人船迅速改变后水翼32倾角，后水翼32向后摆动，此时水翼无人船的船头先进入到水面下，进行潜航；当要进行浮出水面时，后水翼32向前摆动实现水翼无人船向上浮出水面。

进一步地，如图1所示，所述前水翼21包括：

前水翼支柱211，所述前水翼支柱211倾斜固定设置于船体1一端；

前水翼主体212，所述前水翼主体212与所述前水翼支柱211固定连接，该前水翼主体212的下端面与水面接触设置。

需要说明的是，设置对称位于所述船体1两端的前水翼主体212，前水翼主体212与水面之间接触面积增大，增加了船体1在水面上行驶的稳定性。

进一步地，如图5和8所示，所述传动组件33包括：

驱动电机331；

蜗轮332，所述蜗轮332与所述驱动电机331转动输出端固定连接；

蜗杆333，所述蜗杆333数量为两个且与蜗轮332两端配合安装，该蜗杆333两端与所述后水翼支柱31通过连接杆相连接。

需要说明的是，当需要进行后水翼32的前后倾角摆动时，由驱动电机331驱动与其输出端固定连接的蜗轮332进行转动，蜗轮332转动实现与该蜗轮332两端配合安装蜗杆333带动水翼支柱31进行前后的摆动。

进一步地，如图1所示，所述船体1前端部分为子弹头形设置且其前端部分上开设有若干进水口11。

需要说明的是，当水翼无人船进行潜航状态时，水翼无人船在后水翼32迅速改变倾角时，无人船的船头先向下潜入到水面下，此时开设于船体1前端部分的若干进水口11开始向进水舱内进水，船体1由于自身重力增加开始向下潜航，通过在船体1上设置深度传感器12，当深度传感器12在连续多次检测到深度超过水下十米时，深度传感器12将信号反馈给水翼无人船的中央控制器，中央控制器紧急模式使船体1全功率浮出水面。

进一步地，如图1和6所示，所述柱翼舵组件5包括：

柱翼舵支架51，所述柱翼舵支架51固定设置于所述船体1尾部；

柱翼舵52，所述柱翼舵52可转动设置于所述柱翼舵支架51上且通过轴传动由船体1内部的电机控制；

襟翼53，所述襟翼53数量为两个且其对称设置于所述柱翼舵52两端。

需要说明的是，柱翼舵52可转动设置于所述柱翼舵支架51上由相应电机控制并通过轴传动进行柱翼舵52的转向，同时襟翼53对称设置于所述柱翼舵52两端进行船体1的稳定性保持。

进一步地，如图1和5所示，所述柱翼舵52的中心线与所述驱动螺旋桨41的中心线位于同一平面上，且该柱翼舵52位于所述驱动螺旋桨41后端，众所周知，驱动螺旋桨41转动过程中产生沿中心线方向上的反向驱动力，同时柱翼舵52位于所述驱动螺旋桨41后端，进行改变柱翼舵52转向实现驱动螺旋桨41反向驱动力的变向。

进一步地，如图2所示，所述后水翼支柱31的高度H与所述柱翼舵支架51的长度L之间的关系满足，H＞L，确保后水翼组件3在进行前后摆动时水翼支柱31不会与所述柱翼舵组件5进行干涉。

进一步地，如图5所示，所述船体1内部为夹套设置，其内部分为进水舱以及电器安装舱。

进一步地，所述船体1为重心偏下设置。

需要说明的是，将船体1设置成重心偏下设置使水翼无人船在水面行驶更加平稳同时将进水舱和电器安装舱分开设置，确保电器安装舱内的电器能进行正常工作。

需要进一步说明的是，在本实施例中的船体采用特种玻璃钢制造，该特种玻璃钢由环氧树脂、玻璃纤维二氯顺丁烯二酸酐、双环戊二烯、四溴化邻苯二甲酸及PVC塑料中的一种或多种制成，可以在污水、强腐蚀环境中，或者在海水环境中进行各种作业，确保船行驶过程中有效地防止酸碱性水等对于船体的破坏和腐蚀。

实施例二

如图1所示，其中与实施例一相同或相应的部件采用与实施例一相应的附图标记，为简便起见，下文仅描述与实施例一的区别点。该实施例二与实施例一的不同之处在于：如图1所示，所述船体1上还安装有深度传感器12，当深度传感器12在连续多次检测到深度超过水下十米时，深度传感器将信号反馈给水翼无人船的中央控制器，中央控制器紧急模式使船体全功率浮出水面。

经发明人测试，水翼无人船的抗风浪等级为：风力5级；海况3级。风力等级表如下表所示。

工作过程：

如图1所示，在水翼无人船起步、工作及水面状况不稳定的情况下，通过调节后水翼倾角来实现船体平稳在水面上航行，此时水翼无人船进行浮航航行；当水面情况极为良好的时候，传动组件调节后水翼32倾角，驱动组件4的驱动螺旋桨41加快旋转使航速提高，在航速提高的同时增大船体1与水面的纵倾角，前水翼21和后水翼32的攻角增大，给予船体1更大的升力，此时船体1进入翼航状态；高速行驶在水面上的水翼无人船迅速改变后水翼32倾角，后水翼32向后摆动，此时水翼无人船的船头先进入到水面下船头的进水口11开始向进水舱内进水，进行潜航；当水翼无人船要进行浮出水面时，后水翼32进行向前摆动，同时进水舱通过进水口11向外排水，水翼无人船浮出水面。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本实用新型的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的精神和范围。因此，本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本实用新型的保护范围。