CN113859494A - 一种可转换姿态的航行器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可转换姿态的航行器，包括航行器本体、充气囊系统、注水囊系统和控制器，航行器本体的首端设置有充气囊系统、尾端设置有注水囊系统，航行器本体、充气囊系统和注水囊系统分别与控制器通讯连接。本发明通过控制充气囊系统和注水囊系统，实现潜航器本体的姿态变换，充气囊系统使潜航器重心向艇尾移动，加之艇尾注水囊系统的作用，潜航器本体可迅速由水平向竖直转动，从而达到潜航器迅速、稳定地转换姿态的效果，满足作业需求，提高作业效率。
Description
技术领域
本发明涉及航行器的技术领域，特别是涉及一种可转换姿态的航行器。
背景技术
随着无人潜航器的发展，其在人员搜救，设备探查，勘探等方面起着越来越重要的作用。无人潜航器正常航行的时候是水平姿态，而由于工作或者功能需求，潜航器需要调整姿态，完成任务后还原航行姿态前往下一个作业点。因此，亟需一款能够实现快速姿态变换的潜航器，以满足作业需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种可转换姿态的航行器，以解决上述现有技术存在的问题，使潜航器能够实现快速姿态变换，满足作业需求，提高作业效率。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供了一种可转换姿态的航行器，包括航行器本体、充气囊系统、注水囊系统和控制器，所述航行器本体的首端设置有所述充气囊系统、尾端设置有所述注水囊系统，所述航行器本体、所述充气囊系统和所述注水囊系统分别与所述控制器通讯连接。
优选的，所述航行器本体的壳体包括首圆筒和尾圆筒，所述首圆筒和所述尾圆筒的端部通过环形卡环卡接，所述首圆筒的端部设置有环形仓，所述尾圆筒的端部套设于所述环形仓上，所述环形仓内设置有所述注水囊系统。
优选的，所述首圆筒与所述尾圆筒之间设置有一平行移动的开仓机构，所述开仓机构包括支撑杆、曲柄滑块机构和连接杆，所述支撑杆的一端连接于所述尾圆筒上、另一端上设置有所述曲柄滑块机构，所述曲柄滑块机构的电机通过连接板连接于所述支撑杆上，所述曲柄滑块机构的滑块滑动设置于所述支撑杆的长孔内，所述滑块通过两个对称设置的所述连接杆与所述首圆筒连接。
优选的，所述充气囊系统包括气囊、氮气罐和双向气泵，所述氮气罐通过所述双向气泵和管路与所述气囊连通，所述气囊密封设置于所述首圆筒的前端，所述气囊设置有至少两个且均布于所述首圆筒的表面，所述气囊展开后呈扇形，所述双向气泵与所述控制器电连接。
优选的，所述注水囊系统包括水囊和双向水泵，所述水囊能够通过所述双向水泵和水管与所述航行器本体外的水源连通，所述水囊呈环形且设置于所述环形仓内，所述水管上设置有电磁阀门，所述双向水泵和所述电磁阀门与所述控制器电连接。
优选的，所述水囊内均布有若干个可伸缩的支撑机构，所述支撑机构包括齿条、齿轮组、电机和弧形的支撑面，所述齿条的一端连接于所述支撑面的中部、另一端穿过所述环形仓与所述齿轮组啮合，所述齿轮组与所述电机上的中心齿轮啮合，所述电机和所述齿轮组均设置于所述尾圆筒中部的支撑板上。
优选的，所述齿轮组包括若干个呈弧形啮合的齿轮，所述齿轮组的第一个齿轮与所述中心齿轮啮合、最后一个齿轮与所述齿条啮合。
优选的，所述水囊充水后的水压大于所述航行器本体外的水压。
优选的，所述水囊与所述气囊的材质均为PVC。
优选的，所述首圆筒和所述尾圆筒上的环形卡环的端部设置有密封圈，所述密封圈的材质为橡胶。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明通过控制充气囊系统和注水囊系统，实现潜航器本体的姿态变换，充气囊系统使潜航器重心向艇尾移动，加之艇尾注水囊系统的作用，潜航器本体可迅速由水平向竖直转动，从而达到潜航器迅速、稳定地转换姿态的效果，满足作业需求，提高作业效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。
图1为本发明可转换姿态的航行器的结构示意图；
图2为本发明可转换姿态的航行器中壳体的结构示意图；
图3为本发明可转换姿态的航行器中曲柄滑块机构的结构示意图；
图4为本发明可转换姿态的航行器中支撑机构的结构示意图；
其中：1-航行器本体，2-水囊，3-气囊，4-首圆筒，5-尾圆筒，6-环形卡环，7-环形仓，8-支撑杆，9-曲柄滑块机构，10-连接杆，11-滑块，12-双向气泵，13-氮气罐，14-中心齿轮，15-支撑面，16-双向水泵，17-电机，18-齿条，19-齿轮组。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种可转换姿态的航行器，以解决现有技术存在的问题，使潜航器能够实现快速姿态变换，满足作业需求，提高作业效率。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1至图4所示：本实施例提供了一种可转换姿态的航行器，包括航行器本体1、充气囊系统、注水囊系统和控制器，航行器本体1的首端设置有充气囊系统、尾端设置有注水囊系统，航行器本体1、充气囊系统和注水囊系统分别与控制器通讯连接，进行自动化的姿态改变。
航行器本体1的壳体包括首圆筒4和尾圆筒5，首圆筒4和尾圆筒5的端部通过环形卡环6卡接，首圆筒4的端部设置有环形仓7，尾圆筒5的端部套设于环形仓7上，环形仓7内设置有注水囊系统。首圆筒4和尾圆筒5上的环形卡环6的端部设置有密封圈，密封圈的材质为橡胶，保障内部腔室的密封性。
首圆筒4与尾圆筒5之间设置有一平行移动的开仓机构，开仓机构包括支撑杆8、曲柄滑块机构9和连接杆10，支撑杆8的一端连接于尾圆筒5上、另一端上设置有曲柄滑块机构9，曲柄滑块机构9的电机17通过连接板连接于支撑杆8上，曲柄滑块机构9的滑块11滑动设置于支撑杆8的长孔内，滑块11通过两个对称设置的连接杆10与首圆筒4连接。在首圆筒4的头部建立单独、密封的舱室，用于存放控制器和电机17，可以控制航行器本体1的螺旋桨的转速，来实现潜航器在竖直状态下调整深度。
充气囊系统包括气囊3、氮气罐13和双向气泵12，氮气罐13通过双向气泵12和管路与气囊3连通，气囊3密封设置于首圆筒4的前端，气囊3设置有至少两个且均布于首圆筒4的表面，气囊3展开后呈扇形，可以稳定航行器并提供浮力和改变重心，双向气泵12与控制器电连接。
注水囊系统包括水囊2和双向水泵16，水囊2能够通过双向水泵16和水管与航行器本体1外的水源连通，水囊2呈环形且设置于环形仓7内，正常航行过程中，水囊2藏于环形仓7内，可减小航行阻力和对水囊2的损坏。水管上设置有电磁阀门，双向水泵16和电磁阀门与控制器电连接。水囊2充水后的水压大于航行器本体1外的水压。水囊2与气囊3的材质均为PVC。
水囊2内均布有若干个可伸缩的支撑机构，支撑机构包括齿条18、齿轮组19、电机17和弧形的支撑面15，齿条18的一端连接于支撑面15的中部、另一端穿过环形仓7与齿轮组19啮合，齿轮组19与电机17上的中心齿轮14啮合，电机17和齿轮组19均设置于尾圆筒5中部的支撑板上。齿条18连接支撑面15的一端为光杆或矩形杆，齿条18主要位于环形仓7内部进行传动，同时通过止水结构保障齿条18的杆端与环形仓壁连接的密封性。齿轮组19包括若干个呈弧形啮合的齿轮，齿轮组19的第一个齿轮与中心齿轮14啮合、最后一个齿轮与齿条18啮合，给齿条18有足够长的移动距离。支撑面15可使水囊2保持固定的形态，相邻的齿轮组19间有适当间隙便于齿条18往复移动。
本实施例的水囊2和气囊3改变了潜航器本体的重力，使其重心向尾部移动，气囊3使首圆筒4的体积和浮力增大，产生旋转力矩，船体可迅速由水平姿态转变为竖直状态。潜航器本体调整为竖直状态的同时，水囊2充分膨胀，其形状类似游泳圈，可降低潜航器本体的重心，避免潜航器在水中的摆动，提高潜航器的稳定性和作业的可靠性。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种可转换姿态的航行器，其特征在于：包括航行器本体、充气囊系统、注水囊系统和控制器，所述航行器本体的首端设置有所述充气囊系统、尾端设置有所述注水囊系统，所述航行器本体、所述充气囊系统和所述注水囊系统分别与所述控制器通讯连接。
2.根据权利要求1所述的可转换姿态的航行器，其特征在于：所述航行器本体的壳体包括首圆筒和尾圆筒，所述首圆筒和所述尾圆筒的端部通过环形卡环卡接，所述首圆筒的端部设置有环形仓，所述尾圆筒的端部套设于所述环形仓上，所述环形仓内设置有所述注水囊系统。
3.根据权利要求2所述的可转换姿态的航行器，其特征在于：所述首圆筒与所述尾圆筒之间设置有一平行移动的开仓机构，所述开仓机构包括支撑杆、曲柄滑块机构和连接杆，所述支撑杆的一端连接于所述尾圆筒上、另一端上设置有所述曲柄滑块机构，所述曲柄滑块机构的电机通过连接板连接于所述支撑杆上，所述曲柄滑块机构的滑块滑动设置于所述支撑杆的长孔内，所述滑块通过两个对称设置的所述连接杆与所述首圆筒连接。
4.根据权利要求2所述的可转换姿态的航行器，其特征在于：所述充气囊系统包括气囊、氮气罐和双向气泵，所述氮气罐通过所述双向气泵和管路与所述气囊连通，所述气囊密封设置于所述首圆筒的前端，所述气囊设置有至少两个且均布于所述首圆筒的表面，所述气囊展开后呈扇形，所述双向气泵与所述控制器电连接。
5.根据权利要求2所述的可转换姿态的航行器，其特征在于：所述注水囊系统包括水囊和双向水泵，所述水囊能够通过所述双向水泵和水管与所述航行器本体外的水源连通，所述水囊呈环形且设置于所述环形仓内，所述水管上设置有电磁阀门，所述双向水泵和所述电磁阀门与所述控制器电连接。
6.根据权利要求5所述的可转换姿态的航行器，其特征在于：所述水囊内均布有若干个可伸缩的支撑机构，所述支撑机构包括齿条、齿轮组、电机和弧形的支撑面，所述齿条的一端连接于所述支撑面的中部、另一端穿过所述环形仓与所述齿轮组啮合，所述齿轮组与所述电机上的中心齿轮啮合，所述电机和所述齿轮组均设置于所述尾圆筒中部的支撑板上。
7.根据权利要求6所述的可转换姿态的航行器，其特征在于：所述齿轮组包括若干个呈弧形啮合的齿轮，所述齿轮组的第一个齿轮与所述中心齿轮啮合、最后一个齿轮与所述齿条啮合。
8.根据权利要求6所述的可转换姿态的航行器，其特征在于：所述水囊充水后的水压大于所述航行器本体外的水压。
9.根据权利要求5或6所述的可转换姿态的航行器，其特征在于：所述水囊与所述气囊的材质均为PVC。
10.根据权利要求2所述的可转换姿态的航行器，其特征在于：所述首圆筒和所述尾圆筒上的环形卡环的端部设置有密封圈，所述密封圈的材质为橡胶。
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