一种气囊辅助的节能型水下滑翔机

本发明属于水下滑翔机的，具体涉及一种气囊辅助的节能型水下滑翔机。

背景技术：

1、水下滑翔机(underwater glider,ug)作为一种复杂的无缆水下航行器，主要依靠浮力的改变来实现升沉，利用净浮力和两翼姿态角度调整来获得推力，从而实现在水中的滑翔，复杂的海况对ug质量提出了近乎苛刻的要求，特别是对ug技术设计、部件选择、加工精度等重要环节。除此之外，加强其可靠性以及稳定性也十分重要，然而多重质量和技术的把关也使得其成本居高不下，尤其是其精细化的紧凑型结构设计，使得主要用户只有科研院所以及一些专门研究水下滑翔机的公司等，要实现其为各类用户提供大范围的使用还十分遥远。从其结构设计出发，是否能够设计一种结构简单，制造成本低廉、加工精度低，且在此基础上提高其航行速度以及续航能力是我们研究的方向，众所周知，仅依靠浮力变化驱动的水下滑翔机大多由于无推进器提供主动力，简单的原理设计也使得其向前的航行速度较低，机动性能低等缺陷，此外如何在节能性以及安全性上提出新的创新性设计是研究的重点。

2、水下滑翔机可分为电能式水下滑翔机、波浪能水下滑翔机与温差能水下滑翔机等，他们共同为全球海洋科学工作者的科研提供了重要保障。水下滑翔机的应用与发展，为科研工作者监测探测海洋资源提供了重要的载体，但传统的水下滑翔机在实际的应用中仍然存在着一些问题，比如仅依靠浮力驱动抗流能力弱、航行速度低、技术含量高，制备成本高，推广困难等。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有技术中的上述不足，提供一种气囊辅助的节能型水下滑翔机，以解决传统的水下滑翔机仅依靠浮力驱动抗流能力弱、航行速度低、技术含量高，制备成本高，推广困难等的问题。

2、为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：

3、一种气囊辅助的节能型水下滑翔机，其包括主体组件、机翼组件、尾舵组件、活塞组件和气囊组件；

4、主体组件包括依次相连的头舱、主舱室和尾舱；主舱室外部套设有两个泡沫套筒；机翼组件水平安装于主舱室上，并位于两个泡沫套筒之间；主舱室内部设有储气罐和与储气罐连通的活塞组件，活塞组件设置在主舱室内前端并与主舱室内部空间连通；气囊组件设置于头舱内，并与活塞组件连通；尾舵组件安装于尾舱内，尾舱内安装有推进器。

5、本发明提供的气囊辅助的节能型水下滑翔机，具有以下有益效果：

6、本发明优化了传统滑翔机的功能与性能、降低水下滑翔机的阻力，提高航行时的稳定性，并且拥有机动性高、滑翔速度快、航程远、适应性强、耗能小等特点；与现在的技术相比，制造简单，生产成本低，具有很强的实用性。

7、本发明通过在整体结构上进行创新，设计出了一种在整体结构上不同于市面上已有机型并表现出较好性能的水下滑翔机，同时在其沉浮运动的动力提供上做了创新，设计出一种新的活塞-气囊结构来循环利用所携带的压缩气体进行整机的运行，而在此过程中所需要的执行结构除了推进器、多个电磁阀以及控制系统需要供电外，其余都为气动，这在维持较好性能的前提下保证了整机的节能性。

技术特征：

1.一种气囊辅助的节能型水下滑翔机，其特征在于：包括主体组件、机翼组件、尾舵组件、活塞组件和气囊组件；

2.根据权利要求1所述的气囊辅助的节能型水下滑翔机，其特征在于：所述头舱上开设有与活塞组件、气囊组件配合的出水孔和进水孔，所述出水孔设置在头舱的正上方，出水孔设置在头舱的正下方；所述尾舱外侧水平安装有两个固定尾翼。

3.根据权利要求1所述的气囊辅助的节能型水下滑翔机，其特征在于：所述机翼组件包括磁耦式无杆气缸、铝合金圆筒、两个旋转组件和附加气囊组件；

4.根据权利要求3所述的气囊辅助的节能型水下滑翔机，其特征在于：所述旋转组件包括机翼、机翼固定架、轴承套筒和轴承套筒连接杆；所述机翼分别通过机翼固定架固定，机翼固定架为两层，机翼被夹在两层中间并通过螺栓固定；所述轴承套筒为喇叭状，内部中空，轴承套筒具有两个大小不同的圆柱面，外侧大的内部圆柱面与前端轴承的外部镶嵌连接，前端轴承的内部镶嵌到圆筒横杆粗端上，中间轴承外部镶嵌在中间小的内部圆柱面内部，圆筒横杆细端与中间轴承内部镶嵌连接，后端轴承安装在套筒固定螺钉上，其外部镶嵌到轴承套筒后端的圆柱凹槽内；

5.根据权利要求4所述的气囊辅助的节能型水下滑翔机，其特征在于：所述轴承套筒连接杆另一端设计有一u形滑槽，气缸侧连杆一端穿过u形滑槽，并通过一固定轴环进行限位；轴承套筒连接杆设置有两孔的一端插入连接气缸侧连杆固定架上的圆柱体圆孔中，侧杆固定孔通过销钉固定侧连杆；所述磁耦式无杆气缸上设有滑块，通过前端通气孔以及后端通气孔进行的通气推动滑块前后滑动，固定架固定孔将侧连杆固定架与气缸上的滑块通过螺钉连接；气缸固定架为两片，对应设置有两条气缸固定槽，用于连接托盘固定槽；托盘滑槽水平设置在两侧，气缸侧连杆固定架的圆柱体一端在其中滑动，带动轴承套筒连接杆另一端u形滑槽内滑动，以带动轴承套筒连接杆进行摆动，从而带动两侧机翼进行旋转。

6.根据权利要求3所述的气囊辅助的节能型水下滑翔机，其特征在于：所述附加气囊组件包括喇叭状的气囊收纳盒和小型气囊；气囊罩固定孔设置在气囊收纳盒顶部四周，以安装具有弹性的网状气囊罩；所述收纳盒气管孔接气囊的通气管，通气管另一端通过尾舱通孔接入主舱室内部；所述铝合金圆筒正上方设计有一气囊收纳盒固定孔连接收纳盒底孔，用于固定气囊收纳盒，气囊罩固定孔设置在气囊收纳盒顶部四周，以安装具有弹性的网状气囊罩。

7.根据权利要求6所述的气囊辅助的节能型水下滑翔机，其特征在于：所述爪形结构呈半圆状薄片，其尾端带有一爪形横柱，所述爪形横柱插入套筒固定螺钉所在的通孔中，所述套筒固定螺钉挤压爪形结构上的爪形横柱向铝合金圆筒中间运动，促使机翼组件被固定在圆柱形主舱室上面。

8.根据权利要求2所述的气囊辅助的节能型水下滑翔机，其特征在于：所述尾舵组件包括一个防水舵机、两个导流板和导流板连杆组件；所述防水舵机通过旋转轴带动驱动杆绕其旋转，通过滑动销与从动杆镶嵌在一起并跟随驱动杆进行摆动，同时带动双叉式主连杆一端连接有一根空芯上端杆，另一端连接有一根空芯下端杆，上端杆与下端杆两端各连接一个导流板转动；固定滑槽从防水舵机的安装平面突出，夹在从动杆以及驱动杆之间；

9.根据权利要求7所述的气囊辅助的节能型水下滑翔机，其特征在于：所述活塞组件包括活塞、活塞堵头、两个气缸、两根一端带有y型接头的推杆、一个活塞气缸连接桶和一个活塞缸体；所述活塞缸体与活塞部件螺栓孔螺栓连接，活塞气缸连接桶固定两个气缸的尾端，两气缸的气缸尾端固定孔与连接桶固定架上的圆孔连接并可绕该孔进行旋转，尾端通气孔与头部通气孔用于接电磁阀后再接压缩气体；

10.根据权利要求9所述的气囊辅助的节能型水下滑翔机，其特征在于：所述气囊组件包括一个前法兰盘、一个后法兰盘、一个滑盘和四根压缩弹簧；

技术总结
本发明公开了一种气囊辅助的节能型水下滑翔机，包括主体组件、机翼组件、尾舵组件、活塞组件和气囊组件；主体组件包括依次相连的头舱、主舱室和尾舱；主舱室外部套设有两个泡沫套筒；机翼组件水平安装于主舱室上，并位于两个泡沫套筒之间；主舱室内部设有储气罐和与储气罐连通的活塞组件，活塞组件设置在主舱室内前端并与主舱室内部空间连通；气囊组件设置于头舱内，并与活塞组件连通；尾舵组件安装于尾舱内，尾舱内安装有推进器。本发明通过气囊以及活塞组件等结构，设计出一款有别于传统水下滑翔机工作原理的滑翔机；该滑翔机拥有机动性高、滑翔速度快、航程远、耗能小等特点；与现在的技术相比，制造简单，生产成本低，具有很强的实用性。

技术研发人员：祁正鸿,刘海涛,陈永刚,翁宸宇,张桂雄,田雪虹
受保护的技术使用者：广东海洋大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13