一种基于柔性鳍的单体结构波浪滑翔器的制作方法

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本实用新型涉及海洋移动观测平台领域，尤其涉及一种基于柔性鳍的单体结构波浪滑翔器。


背景技术：

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海洋具有丰富的波浪能源，将该能源转化为海洋移动观测平台的前向动力可以解决无人移动观测平台的能源瓶颈问题，进而满足海洋观测任务对观测平台长周期、大范围作业能力的要求。
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当前，传统意义上的波浪滑翔器通常是双体结构，可将波浪的上下起伏转化为前进动力，工作原理是：在海浪的作用下水质点在水面具有上下运动的幅度，而随着水深的增加，水质点上下运动的幅度减小，这样一来，水面母船可通过柔性缆带动水下 6～8 米的牵引机做上下起伏，使安装于牵引机上的摆动翼板与水质点产生相对运动，进而产生前向推力，完成波浪能转换工作。因此，传统的双体结构波浪滑翔器主要存在以下三个方面的不足：1、双体结构波浪滑翔器的前进速度难以大幅度提升；2、由于采用双体结构，并在水面母船与水下牵引机之间加装 6～8 米的铠装缆，加大了波浪滑翔器的布放与回收的操作难度；3、由于采用双体结构，增加了波浪滑翔器的制造成本，增加了波浪滑翔器的制造工艺流程，造成了人力与物力的浪费。因此在波浪滑翔器国产化批量化的大趋势下，亟需一种制造成本低且设计简单的单体结构波浪滑翔器。


技术实现要素：

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本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于柔性鳍的单体结构波浪滑翔器。
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为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种基于柔性鳍的单体结构波浪滑翔器，包括船体、太阳能发电模块、卫星通讯模块、侧柔性鳍、腹柔性鳍、螺旋桨推进器、转向尾舵、刚性轴、弹性板和柔性橡胶，所述船体上设置有若干矩形槽，所述太阳能发电模块和卫星通讯模块均固定于凹槽内，所述螺旋桨推进器嵌在船体的凹槽内，且螺旋桨延伸贯穿凹槽外，所述船体的一端且靠近螺旋桨推进器固定连接有转向尾舵，所述船体的两侧等距离固定连接有侧柔性鳍，所述船体的下端中部等距离固定连接有腹柔性鳍，所述侧柔性鳍和腹柔性鳍均包括刚性轴，所述刚性轴的侧壁固定连接有弹性板，所述刚性轴和弹性板的外侧均包覆设置有柔性橡胶。
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作为上述技术方案的进一步描述：
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所述侧柔性鳍和腹柔性鳍均通过刚性轴和船体固定连接。
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作为上述技术方案的进一步描述：
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所述船体的内部且在太阳能发电模块的下方设置有蓄电池。
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作为上述技术方案的进一步描述：
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所述船体的上端两侧均固定连接有提手。
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作为上述技术方案的进一步描述：
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所述卫星通讯模块处于所述船体的上端中部。
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本实用新型具有如下有益效果：
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1、本实用新型，由于采用单体结构，并通过侧柔性鳍与腹柔性鳍来获取波浪能，大幅度提升了波浪滑翔器机动性和快速性。
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2、本实用新型，由于采用单体结构，缩小了波浪滑翔器布放与回收时所需要的空间范围，简化了波浪滑翔器的布放与回收的流程。
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3、本实用新型，由于采用单体结构，减少了波浪滑翔器的工艺制作流程，降低了波浪滑翔器的制造成本。
附图说明
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图1为本实用新型提出的一种基于柔性鳍的单体结构波浪滑翔器的整体结构示意图；
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图2为本实用新型提出的一种基于柔性鳍的单体结构波浪滑翔器的侧柔性鳍和腹柔性鳍的结构示意图；
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图3为本实用新型提出的一种基于柔性鳍的单体结构波浪滑翔器的侧柔性鳍和腹柔性鳍的截面示意图。
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图例说明：
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1、船体；2、太阳能发电模块；3、卫星通讯模块；4、侧柔性鳍；5、腹柔性鳍；6、螺旋桨推进器；7、转向尾舵；8、刚性轴；9、弹性板；10、柔性橡胶。
具体实施方式
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下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
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在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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装置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；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
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参照图1-3，本实用新型提供的一种实施例：一种基于柔性鳍的单体结构波浪滑翔器，包括船体1、太阳能发电模块2、卫星通讯模块3、侧柔性鳍4、腹柔性鳍5、螺旋桨推进器6、转向尾舵7、刚性轴8、弹性板9和柔性橡胶10，船体1采用流线型设计，具有较小的流体阻力，船体1上设置有若干矩形槽，太阳能发电模块2和卫星通讯模块3均固定于凹槽内，太阳能发
电模块2与卫星通讯模块3通过导线与水密接插件连接，卫星通讯模块3的电能均由太阳能发电模块2提供，太阳能发电模块2用来提供波浪滑翔器的所需电能，卫星通讯模块3用来提供波浪滑翔器的位置信息，螺旋桨推进器6嵌在船体1的凹槽内，且螺旋桨延伸贯穿凹槽外，通过水密接插件与太阳能发电模块2连接，船体1的一端且靠近螺旋桨推进器6固定连接有转向尾舵7，船体1的两侧等距离固定连接有侧柔性鳍4，侧柔性鳍4用于获得竖直方向的波浪能，船体1的下端中部等距离固定连接有腹柔性鳍5，腹柔性鳍5用于获取水平方向的波浪能，侧柔性鳍4和腹柔性鳍5均包括刚性轴8，刚性轴8的侧壁固定连接有弹性板9，弹性板9受力作用时会产生较大弯曲，外力撤除后能恢复原状，刚性轴8和弹性板9的外侧均包覆设置有柔性橡胶10，能随弹性板9一起摆动。
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侧柔性鳍4和腹柔性鳍5均通过刚性轴8和船体1固定连接，船体1的内部且在太阳能发电模块2的下方设置有蓄电池，用于储存电能，船体1的上端两侧均固定连接有提手，卫星通讯模块3处于船体1的上端中部。
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工作原理：船体1、太阳能发电模块2、卫星通讯模块3、侧柔性鳍4、腹柔性鳍5、螺旋桨推进器6、转向尾舵7、刚性轴8、弹性板9、柔性橡胶10通过有机结合，可将垂直于海面的波浪能与平行于海面的波浪能转换为波浪滑翔器前进的动力，组成本实用新型。
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单体结构的波浪滑翔器相当于一个浮动于水面的刚体，该刚体在海浪作用下会产生六个自由度方向上的运动，分别为俯仰、横滚、偏转、前进、侧移和升降，固定安装于船体1两侧的侧柔性鳍4可以将单体水下滑翔器在升降、横滚和俯仰方向上的运动转化为前向推力，固定安装于船体1腹部正下方的腹柔性鳍5可以将单体水下滑翔器在横滚、偏转和侧移方向上的运动转化为前向推力。
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基于侧柔性鳍4和腹柔性鳍5的结构特点，相比于双体结构波浪滑翔器，单体结构波浪滑翔器可在不影响各项功能的前提下，大幅度提高其机动性与快速性。
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最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。