[发明专利]一种三体构型的长期定点观测型水下机器人

权利要求书

1.一种三体构型的长期定点观测型水下机器人，其特征在于：包括主体和分别设置于主体两侧的两个附体(15)，所述主体包括依次连接的推进段(3)、艉部浮力调节段(5)、主体电池舱段(17)、电子舱段(16)、艏部浮力调节段(14)及观测载荷段(12)，其中观测载荷段(12)采用开放式框架结构，所述观测载荷段(12)搭载海洋水文数据观测用的传感设备，所述推进段(3)采用局部密闭的开放式结构，所述艉部浮力调节段(5)、主体电池舱段(17)、电子舱段(16)及艏部浮力调节段(14)设置于全密封主体耐压舱内，所述全密封主体耐压舱的外侧顶部设有卫星天线(6)；通过艏部浮力调节段(14)和艉部浮力调节段(5)双向浮力调节，实现水下机器人运动姿态调整和定点悬停；所述两个附体(15)结构相同，均包括附体电池组(26)和附体推进器(18)，其中附体电池组(26)设置于全密封附体耐压舱内，所述附体推进器(18)设置于全密封附体耐压舱的艉部；

所述艉部浮力调节段(5)和艏部浮力调节段(14)结构相同，均包括液压缸(35)、海水调节缸(36)及液压系统，其中液压缸(35)的小活塞一侧通过输出杆与海水调节缸(36)的大活塞连接，所述海水调节缸(36)上设有与海水连通的出入水口(37)，所述液压缸(35)与液压系统连接，所述液压系统驱动液压缸(35)的小活塞进行往复运动，并带动海水调节缸(36)的大活塞往复运动，从而使海水调节缸(36)通过出入水口(37)吸排海水，进而实现水下机器人浮力调节。

2.按权利要求1所述的三体构型的长期定点观测型水下机器人，其特征在于：所述液压缸(35)的小活塞另一侧输出杆的端部设有位移传感器(34)，所述艉部浮力调节段(5)和艏部浮力调节段(14)的全密封主体耐压舱上均设有检查盖，所述艏部浮力调节段(14)的前端设有前球壳，所述艉部浮力调节段(5)的后端有后球壳。

3.按权利要求1所述的三体构型的长期定点观测型水下机器人，其特征在于：所述液压系统包括直流电机(38)、液压泵(27)、单向阀(28)、溢流阀(29)、换向阀(30)、液控单向阀(31)、单向调速阀(32)及压力传感器(33)，其中液压泵(27)为两台、并分别与一个直流电机(38)连接，两台液压泵(27)并联后通过吸水供油管路和排水供油管路分别与液压缸(35)的两端腔室连接，所述吸水供油管路和排水供油管路上均设有液控单向阀(31)和换向阀(30)，所述单向调速阀(32)设置于吸水供油管路上，两台液压泵(27)的输出端均设有一个单向阀(28)，两台液压泵(27)通过回油管路和溢流阀(29)与油箱连接，所述压力传感器(33)设置于两台液压泵(27)并联后的供油管路上，用于检测液压系统的总供油压力。

4.按权利要求1所述的三体构型的长期定点观测型水下机器人，其特征在于：所述观测载荷段(12)搭载的海洋水文数据观测用的传感设备包括温盐深传感器(8)、叶绿素传感器(9)、声学流速剖面仪(10)、溶解氧传感器(24)及浊度计(25)，所述观测载荷段(12)还安装有艏部止荡环(11)、应急抛载装置(20)及用于自动回收的抛绳器，其中艏部止荡环(11)和应急抛载装置(20)分别设置于观测载荷段(12)的顶部及底部，所述观测载荷段(12)的开放式框架结构内填充有浮力材料。

5.按权利要求1所述的三体构型的长期定点观测型水下机器人，其特征在于：所述电子舱段(16)内安装有控制计算机(22)及控制模块，所述电子舱段(16)的外部和前端分别安装有起吊组件(7)和进水自沉装置，在水下机器人无法回收时，启动进水自沉装置，全密封主体耐压舱内进水自毁下沉。

6.按权利要求5所述的三体构型的长期定点观测型水下机器人，其特征在于：所述进水自沉装置为火工品。

7.按权利要求1所述的三体构型的长期定点观测型水下机器人，其特征在于：所述主体电池舱段(17)装载电池组、电池管理单元和电源模块，其中电池组悬挂在全密封耐压舱内部左右两侧的滑轨上，所述卫星天线(6)设置于主体电池舱段(17)的外侧顶部。