尾舵推进一体化设计的水下牵引机

本发明涉及海洋机器人，具体地，涉及一种尾舵推进一体化设计的水下牵引机。

背景技术：

1、波浪滑翔器是一种以波浪动力前进，利用太阳能为仪器通讯、控制、定位、导航、传感器数据采集等供应能量的新型海洋移动观测平台。在波浪作用下，水面浮体船产生震荡运动，通过缆绳拖动水下牵引机的上下震荡运动，水下牵引机的水翼产生半主动扑翼运动，产生前进推力，将波浪能转化为前进动力。通过水下牵引机尾部尾舵偏转，产生所需的转向力矩，进而进行转向运动。水下牵引机设计是波浪滑翔器的一关键技术问题。

2、现有公开号为cn110803271a的中国专利，其公开了一种用于波浪滑翔器的水下牵引机，包括成对称结构的牵引机主梁侧板ⅰ和牵引机主梁侧板ⅱ、翼板、防护板ⅰ、防护板ⅱ、套环、机翼限位组件、钛合金轴ⅰ、钛合金轴ⅱ、主梁支撑、轴套ⅰ、轴套ⅱ。在牵引机主梁侧板ⅰ和牵引机主梁侧板ⅰⅰ上开有通孔，螺栓依次穿过牵引机主梁侧板ⅰ、套环、牵引机主梁侧板ⅰⅰ组装成框架式结构，机翼限位组件一侧固定在钛合金轴ⅱ上，另一侧固定在螺栓上，并且将机翼限位组件中的拉簧用压簧代替，可以对机翼的摆动幅度进行限制。

3、传统水下牵引机采用开式钢结构的设计，表面阻力较大；线缆外漏，易被破坏；尾舵和推进器结构复杂，阻力较大；缆绳牵引机连接件占据空间较大，影响水翼的布置。为解决现有技术的不足，需要设计一种的新型水下牵引机装置。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种尾舵推进一体化设计的水下牵引机。

2、根据本发明提供的一种尾舵推进一体化设计的水下牵引机,包括依次连接的：牵引机头、牵引机主框架、尾部过渡件、舵机舱组件、尾舵以及推进组件，所述牵引机主框架两侧均设置有水翼，所述牵引机主框架的上缘安装有上导流罩，所述牵引机主框架的下缘安装有下导流罩，所述牵引机主框架的顶部安装有缆绳连接器，所述牵引机主框架的上部安装有拉簧槽贴片，所述牵引机主框架的内部安装有调整配重；所述舵机舱组件与所述尾舵传动连接，所述尾舵能够绕竖直方向转动。

3、优选地，所述牵引机主框架包括两块框架主板，两块所述框架主板通过隔离支撑柱紧固连接；所述框架主板的上部开设有拉簧槽，所述拉簧槽贴片安装在所述拉簧槽上。

4、优选地，所述框架主板顶部设置有缆绳连接器凸边，所述缆绳连接器凸边上设置有缆绳连接安装孔，所述缆绳连接器底部的固定座两边设置有固定座凸台，所述固定座凸台穿过所述缆绳连接安装孔，两块所述框架主板夹住所述缆绳连接器。

5、优选地，所述舵机舱组件包括：舵机固定舱盒、舵机舱盖、舵机舱密封胶条、尾舵下转轴、尾舵上转轴以及舵机，所述舵机固定舱盒、所述舵机舱盖以及所述舵机舱密封胶条连接形成舵机密封舱室，所述舵机紧固安装在所述舵机密封舱室内部；所述尾舵下转轴和所述尾舵上转轴上下共线设置，所述尾舵下转轴不穿透所述舵机固定舱盒，所述尾舵上转轴穿过所述舵机固定舱盒与所述舵机连接，所述尾舵上转轴的另一端与所述尾舵连接。

6、优选地，所述舵机舱组件还包括尾舵转轴上夹头，所述尾舵转轴上夹头与所述尾舵上转轴紧固连接；所述尾舵转轴上夹头两侧均设置有固定耳，所述尾舵包括转轴夹头安装座，所述尾舵转轴上夹头紧固安装在所述转轴夹头安装座内。

7、优选地，所述尾部过渡件包括圆弧过渡边，与所述尾舵的过渡件圆弧边相吻合，两者圆弧面间距2mm；所述舵机舱组件包括机固定舱盒弧边，与所述尾舵的舵机舱圆弧边相互吻合，间距2mm。

8、优选地，所述推进组件包括：尾部推进器、推进器t形连接件、推进器防水电调以及推进器线缆，所述尾部推进器紧固安装在所述推进器t形连接件上，所述推进器t形连接件紧固安装在所述尾舵上；所述尾舵上转轴为中空轴，所述尾舵内部设置有推进器电调、电缆固定通道，所述推进器防水电调和所述推进器线缆从所述尾舵的内部穿过，通过所述尾舵上转轴进入所述舵机密封舱室内部。

9、优选地，所述上导流罩的截面上半部分为半圆环形状，下半部分内凹形成与所述框架主板相匹配的第一对接平台，通过隔离支撑柱穿过所述第一对接平台固定；所述下导流罩的截面下半部分为半圆环形状，上半部分内凹形成与所述框架主板相匹配的第二对接平台，通过所述隔离支撑柱穿过所述第二对接平台固定。

10、优选地，所述尾部过渡件内部设置有尾部走线孔洞，所述舵机舱组件上设置有穿舱连接件，控制线缆自所述缆绳连接器穿过所述上导流罩的半圆环空间，穿过所述穿舱连接件连接至所述舵机密封舱室内部。

11、优选地，所述调整配重包括配重块，所述配重块夹在两块所述框架主板之间，所述配重块上开设有多个固定销孔，通过固定销轴穿过所述固定销孔固定在所述框架主板上，多个所述固定销孔为等间距阵列设置；所述配重块底部设置有支撑销轴。

12、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

13、本发明通过装配连接，实现了尾舵推进一体化的封闭式水下牵引机，实现水下牵引机简洁的流线外形，整体流线破坏小，阻力较低，有助于降低水下牵引机的制造成本。尾舵和推进组件采用一体化设计，结构形式简单可靠，降低了传统水下牵引机尾部复杂的附体结构产生的阻力。水下牵引机主框架开有拉簧槽，便于更换拉簧，尤其在进行样机实验时候。牵引机缆绳连接器连接位置上移，吊钩座无螺栓紧固方式，无凸头，不干涉水翼摆动，使得牵引机可以纵向均匀间距布置水翼，有利于提高水下牵引机的推进效率。水下牵引机的尾部推进器的线缆从尾舵转轴内部穿过，线缆不外漏，减小损坏可能。上导流罩内部进行尾部电缆走线，布线方式简洁高效，不易被破坏。水下牵引机内部设置有调整配重，方便调整重心。

技术特征：

1.一种尾舵推进一体化设计的水下牵引机，其特征在于，包括依次连接的：牵引机头(1)、牵引机主框架(2)、尾部过渡件(5)、舵机舱组件(6)、尾舵(7)以及推进组件(8)，所述牵引机主框架(2)两侧均设置有水翼(3)，所述牵引机主框架(2)的上缘安装有上导流罩(9)，所述牵引机主框架(2)的下缘安装有下导流罩(10)，所述牵引机主框架(2)的顶部安装有缆绳连接器(4)，所述牵引机主框架(2)的上部安装有拉簧槽贴片(11)，所述牵引机主框架(2)的内部安装有调整配重(12)；

2.如权利要求1所述的尾舵推进一体化设计的水下牵引机，其特征在于，所述牵引机主框架(2)包括两块框架主板(21)，两块所述框架主板(21)通过隔离支撑柱(22)紧固连接；

3.如权利要求2所述的尾舵推进一体化设计的水下牵引机，其特征在于，所述框架主板(21)顶部设置有缆绳连接器凸边(212)，所述缆绳连接器凸边(212)上设置有缆绳连接安装孔(213)，所述缆绳连接器(4)底部的固定座(41)两边设置有固定座凸台(411)，所述固定座凸台(411)穿过所述缆绳连接安装孔(213)，两块所述框架主板(21)夹住所述缆绳连接器(4)。

4.如权利要求2所述的尾舵推进一体化设计的水下牵引机，其特征在于，所述舵机舱组件(6)包括：舵机固定舱盒(61)、舵机舱盖(62)、舵机舱密封胶条(63)、尾舵下转轴(64)、尾舵上转轴(65)以及舵机(610)，所述舵机固定舱盒(61)、所述舵机舱盖(62)以及所述舵机舱密封胶条(63)连接形成舵机密封舱室，所述舵机(610)紧固安装在所述舵机密封舱室内部；

5.如权利要求4所述的尾舵推进一体化设计的水下牵引机，其特征在于，所述舵机舱组件(6)还包括尾舵转轴上夹头(67)，所述尾舵转轴上夹头(67)与所述尾舵上转轴(65)紧固连接；

6.如权利要求1所述的尾舵推进一体化设计的水下牵引机，其特征在于，所述尾部过渡件(5)包括圆弧过渡边(511)，与所述尾舵(7)的过渡件圆弧边(712)相吻合，两者圆弧面间距2mm；

7.如权利要求4所述的尾舵推进一体化设计的水下牵引机，其特征在于，所述推进组件(8)包括：尾部推进器(81)、推进器t形连接件(82)、推进器防水电调(83)以及推进器线缆(84)，所述尾部推进器(81)紧固安装在所述推进器t形连接件(82)上，所述推进器t形连接件(82)紧固安装在所述尾舵(7)上；

8.如权利要求4所述的尾舵推进一体化设计的水下牵引机，其特征在于，所述上导流罩(9)的截面上半部分为半圆环形状，下半部分内凹形成与所述框架主板(21)相匹配的第一对接平台，通过隔离支撑柱(22)穿过所述第一对接平台固定；

9.如权利要求8所述的尾舵推进一体化设计的水下牵引机，其特征在于，所述尾部过渡件(5)内部设置有尾部走线孔洞，所述舵机舱组件(6)上设置有穿舱连接件(69)，控制线缆(13)自所述缆绳连接器(4)穿过所述上导流罩(9)的半圆环空间，穿过所述穿舱连接件(69)连接至所述舵机密封舱室内部。

10.如权利要求2所述的尾舵推进一体化设计的水下牵引机，其特征在于，所述调整配重(12)包括配重块(121)，所述配重块(121)夹在两块所述框架主板(21)之间，所述配重块(121)上开设有多个固定销孔(123)，通过固定销轴(122)穿过所述固定销孔(123)固定在所述框架主板(21)上，多个所述固定销孔(123)为等间距阵列设置；

技术总结
本发明提供了一种尾舵推进一体化设计的水下牵引机，包括依次连接的：牵引机头、牵引机主框架、尾部过渡件、舵机舱组件、尾舵以及推进组件，所述牵引机主框架两侧均设置有水翼，所述牵引机主框架的上缘安装有上导流罩，所述牵引机主框架的下缘安装有下导流罩，所述牵引机主框架的顶部安装有缆绳连接器，所述牵引机主框架的上部安装有拉簧槽贴片，所述牵引机主框架的内部安装有调整配重；所述舵机舱组件与所述尾舵传动连接，所述尾舵能够绕竖直方向转动。本发明通过装配连接，实现了尾舵推进一体化的封闭式水下牵引机，实现水下牵引机简洁的流线外形，整体流线破坏小，阻力较低，有助于降低水下牵引机的制造成本。

技术研发人员：陈卫星,张永矿,路云飞,周松林,黄佳佳
受保护的技术使用者：上海交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15