中性浮力航行器的制造方法_5

文档序号:8323370阅读:来源:国知局
的力而实现,所述两个推力单元定位于相对于所述航行器的纵向轴线的相对位置中,所述水平舵围绕连接杆而悬置,所述连接杆专有地将由所述推力单元和所述水平舵产生的动力传递至所述航行器的部分(A),所述部分定位于所述航行器的最前端与在绕流(U)的轴线平行于所述航行器的纵向轴线且所述绕流的轴线的方向为从所述航行器的前部朝向其后部时拖曳力(D)施加于其上的部分之间。
2.根据权利要求1所述的中性浮力航行器,其特征在于,在所述航行器的外表面上且在与部分(A)的尾端部最接近的位置与所述航行器的后边缘之间,没有形成或适配有任何种类的水平舵或推力单元或者能提供航行器围绕横摇轴线、纵摇轴线和首摇轴线的推力、稳定性和控制的任何种类的器件。
3.根据权利要求1所述的中性浮力航行器,所述航行器包括布置在所述航行器的纵向轴线的相对侧上的一对推力单元(2)、(2.1),所述推力单元的力通过连接杆(21)、(21.1)传递至部分A,所述连接杆(21)、(21.1)所具有的长度使得由附接在所述连接杆上的所述推力单元(2)、(2.1)产生的湍流推力流在所述航行器正交于由所述航行器的纵向轴线和所述绕流的方向确定的平面运动时、在这个水平面与由推力作用点确定的线垂直地相交时以及还在所述绕流的方向、所述推力的方向和所述航行器的纵向轴线平行时不会扰乱所述航行器的边界层。
4.根据权利要求1所述的中性浮力航行器,所述航行器包括穿过所述部分(A)的系统,其特征在于,所述系统是刚性的,以便有效地向所述航行器传递来自固定在所述连接杆(21)、(21.1)中的每一个连接杆上的系统的全部的力。
5.根据权利要求1所述的中性浮力航行器,所述航行器包括:部分(A),所述部分(A)是通过如下装置而连接至所述航行器的其余部分的独立部分,所述装置确保将来自一个部分的动力有效地传递至另一个部分,而且还允许两个部分之间围绕所述航行器的纵向轴线相对地旋转360度。
6.根据权利要求1所述的中性浮力航行器,所述航行器用于通过作用在部分A上的动力进行有效控制,所述航行器包括:一组两个水平舵,所述水平舵悬置在每个连接杆的沿着所述杆的纵向轴线的位置中,使得每组水平舵中的一个水平舵处于调节至其对应连接杆的推力单元的推力流中,而另一个水平舵覆盖所述推力流与所述航行器的边界层之间的距离。
7.根据权利要求1所述的中性浮力航行器,所述航行器包括:推力单元(2)和(2.1),所述推力单元包括马达(9)、(9.1),螺旋桨(8)、(8.1)牢固地适配在所述马达的轴上,所述马达(9)、(9.1)用螺纹件(10)牢固地安装在元件(11)、(11.1)上,所述元件通过轴(13)、(14)和(13.1)、(14.1)分别以允许相对于元件(44)、(44.1)分别关于所述轴(13)、(14)和(13.1)、(14.1)的每个纵轴的旋转轴线而旋转的方式安装在所述元件(44)、(44.1)上。伺服马达(15)、(15.1)分别牢固地安装在所述元件(11)、(11.1)上,齿轮(16)、(16.1)分别牢固地安装在所述伺服马达的轴上,所述齿轮以如下方式与在分别与连接元件(13)、(14)和(13.1)、(14.1)同心的位置中牢固地附接至所述元件(44)、(44.1)的齿轮(17)、(17.1)啮合,所述方式为,分别来自所述伺服马达(15)、(15.1)的齿轮(16)的旋转将驱动所述元件(11)、(11.1)相对于元件(44)、(44.1)旋转,并因此引起由所述螺旋桨中的每个螺旋桨产生的推力的方向变化,推力的方向正交于与由所述连接元件(13)、(14)和(13.1)、(14.1)的轴分别限定的线垂直的平面。
8.根据权利要求1所述的中性浮力航行器,其特征在于,在适当命令改变所述航行器的方向之后,使所述推力单元(2)、(2.1)和所述水平舵(4)、(4.1)根据下列内容而围绕轴线旋转,所述轴线正交于与由轴(13)、(13.1)的纵向轴线限定的平面竖直地相交:所述连接杆(21)和(21.1)分别通过基部(30)和(30.1)而牢固地适配在元件(31)上。元件(44)、(44.1)以允许使其围绕杆(21)和(21.1)旋转的方式安装在所述杆上。元件(12)、(12.1)分别牢固地附接在元件(44)、(44.1)上,伺服马达(18)、(18.1)分别牢固地安装在元件(12)、(12.1)上,齿轮(19)、(19.1)牢固地安装在所述伺服马达(18)、(18.1)的轴上。所述伺服马达(18)、(18.1)以一方式固定在元件(12)、(12.1)上且处于使得所述齿轮(19)、(19.1)与通过螺纹件(22)、(22.1)牢固地附接至连接杆(21)、(21.1)的齿轮(20)、(20.1)啮合的位置中。来自所述伺服马达(18)、(18.1)的齿轮(19)、(19.1)的旋转驱动元件(12)、(44)、(11)、(9)和(12.1)、(44.1)、(11.1)、(9.1)的旋转,并且因此随着改变正交于由所述连接杆(21)、(21.1)竖直地相交的水平面的推力的方向的作用而改变螺旋桨(8)、(8.1)的攻角。水平舵装置悬置在杆(21)和(21.1)上,每个水平舵装置分别包括两个水平舵(4)、(5)和(4.1)、(5.1)。所述水平舵旨在通过反向旋转来覆盖其有助于控制横摇角(横摇)的对应的杆,并且所述水平舵通过朝向期望方向的单向性旋转控制所述航行器的相对于由所述航行器的轴线所限定的平面的角以及从所述推力单元到所述连接杆的推力的推力的作用点。所述水平舵(4)和(4.1)所具有的长度和定位的位置为使其外表面被安装在对应的杆上的推力单元的推力流围绕。所述水平舵(5)和(5.1)所具有的长度和所处的位置使得所述水平舵的外表面被分别在所述水平舵(4)和(4.1)与所述航行器的壳体之间的绕流(U)围绕。所述水平舵(4)、(5)、(4.1)、(5.1)分别通过伺服马达(23)、(26)、(23.1)、(26.1)而围绕所述连接杆(21)和(21.1)旋转。这通过从刚性附接至齿轮轴(25)、(32)、(25.1)、(32.1)的齿轮(24)、(27)、(24.1)、(27.1)的扭矩传递而实现。齿轮(25)、(32)通过元件(28)以一方式牢固地附接至部件(12),所述方式为,如果所述伺服马达(23)、(26)处于制动模式中,则在来自致动器(18)的元件(12)的旋转的期间驱动水平舵(4)、(5)旋转。对应的齿轮(25.1)、(32.1)通过元件(28.1)而以一方式牢固地附接至元件(12.1),该方式为,如果致动器(1.23)、(26.1)是处于停止(制动)下,则在来自致动器(18.1)的元件(12.1)的旋转期间引起水平舵(4.1)、(5.1)旋转。为了有效的性能,除了所述控制的目的之外,水平舵能通过伺服马达围绕所述杆旋转,使得根据从传感器收集的关于来自伺服马达的计算机管理系统的流动指令的包络线角度的数据而占用位置,从而指出在不需要对所述航行器的控制进行辅助时的最小的可能流体阻力。
9.根据权利要求1所述的中性浮力航行器,所述航行器包括:推力单元(2)、(2.1)和水平舵(4)、(4.1),在适当的命令改变所述航行器方向之后,使所述推力单元和所述水平舵根据下列内容而与由推力单元(2)、(2.1)朝向对应的连接杆的作用点限定的直线竖直地相交的平面正交地旋转:所述连接杆(21)和(21.1)分别通过轴承(47)、(48)和(47.1)、(48.1)以一方式适配至元件(31),所述方式为,通过伺服马达(18)、(18.1)实现所述推力单元围绕一轴线旋转,所述轴线与由所述航行器的纵向轴线和推力轴限定的平面重合,这是因为它们具有平行于对称轴线的方向且位于使得每个装置作用在所述推力单元连接至所述航行器的壳体的对应连接杆中。所述伺服马达(18)、(18.1)分别通过连接元件(50)、(50.1)以一方式牢固地适配在元件(31)上且位于使牢固地安装在轴上的齿轮分别与齿轮(49)和(49.1)啮合的位置中。齿轮(49)和(49.1)借助于螺纹件(51)、(51.1)牢固地适配至所述杆(21)、(21.1)。元件(43)、(43.1)插在齿轮(49)和(49.1)与所述杆(21)、(21.1)之间,孔形成在所述元件的表面上,所述螺纹件(51)、(51.1)以一方式穿过所述孔,该方式使得所述螺纹件与其对应的杆(21)、(21.1)牢固地连接,所述对应的杆分别限定了其在所述轴承(47)、(48)和(47.1)、(48.1)之间的位置。元件(44)、(44.1)分别借助于螺纹件(80)、(80.1)而牢固地适配在连接杆(21)、(21.1)上,马达基部(11)、(11.1)以一方式轴向地连接在所述元件(44)、(44.1)上,使得所述伺服马达(18)、(18.1)的旋转引起马达(9)、(9.1)的旋转,其进一步地引起螺旋桨(8)、(8.1)的攻角和与由所述推力作用点限定的直线相交的平面正交地提供的推力变化。元件(52)、(52.1)借助于螺纹件(53)、(53.1)而牢固地适配在连接杆上。元件(52)、(52.1)具有足以分别限定轴承(48)、(55)和(48.1)、(55.1)之间距离的长度,从而确保所述水平舵(5)、(5.1)与所述航行器的纵向轴线的确定距离。所述轴承(55)和(55.1)适配至所述水平舵(5)、(5.1)以分别插入所述水平舵(5)、(5.1)与所述连接杆(21)、(21.1)之间。单元(52)、(52.1)的外表面的部分构造成与分别牢固地附接至伺服马达(26)、(26.1)的齿轮(27)、(27.1)啮合的齿轮,所述伺服马达分别固定在所述水平舵(5)、(5.1)上。
10.根据权利要求5所述的中性浮力航行器,其特征在于: 部分A和部分B包括两个独立的系统,所述两个独立的系统以如下方式彼此连接: A.在施加除旋转力以外的力的情况下确保两个部分之间的刚度 B.允许两个部分之间围绕所述航行器的纵向轴线旋转360度。下列部件定位在部分A上: a.所有推进和方向控制系统。 b.传感器,所述航行器的导航所必需的数据通过所述传感器而经过有线系统提供到所述航行器。 所描述的功能的目的在于,假定用于所述航行器的制导、导航和控制的所有必需的系统位于部分A上,并且部分B具有围绕所述航行器的纵向轴线的旋转而对称的形状,升力的中心和重心也位于所述航行器的纵向轴线上,使得包络线围绕其纵向轴线而连续地定向,以用于更有效地实现系统牢固地附接至部分B,而不会对所述航行器的操纵及其流动阻力特性产生任何影响。
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