[发明专利]一种新型水下滑翔机翼型调整装置

说明书

技术领域

本发明涉及海洋勘探领域，更具体的说，是涉及一种水下滑翔机的翼型调整装置，为滑翔机在水下的运行提供所需的机动性和操纵性。

背景技术

近年来，在海洋资源开发，海洋国防，海事搜救，海洋环境探测等方面需求的拉动下，水下滑翔机技术得到了快速发展。混合驱动水下滑翔机作为传感器搭载平台，在海洋监测领域发挥重要的作用。监测任务的多样化，对水下滑翔机的航行性能提出了较高要求。航行经济性、稳定性和机动性作为水下滑翔机重要的航行性能，在不同任务工况下，性能的重要程度会发生变化。例如在长时序定常滑翔过程中，航行经济性和稳定性是关键性能；当滑翔机遇到障碍物，需要做转弯运动时，机动性成为了短时间内关键性能。当前水下滑翔机，采用的多是固定机翼，在一个航行阶段，上述三种性能不能兼得，自适应能力较弱。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种水下滑翔机的翼型调整装置，该装置具有三种变体能力，即改变机翼展弦比，后掠角和翻转角，且三种变体运动之间无耦合影响；本发明装置具有控制简单、结构紧凑、重量轻、可控性强等优点。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种新型水下滑翔机翼型调整装置，包括滑翔机主体和机翼，所述机翼由第一机翼、第二机翼和第三机翼构成，所述第一机翼可转动的与滑翔机主体相互连接，所述第一机翼连接有双摇杆机构，所述双摇杆机构包括分别设置在第一机翼两端的连架杆和设置在滑翔机主体上的连接杆，所述连架杆上通过弹簧活动连接有滑块，所述滑块通过连杆与所述连接杆相互铰接；所述第一机翼的上部设置有曲柄滑块机构，所述曲柄滑块机构的上表面固定连接有第二机翼，第二机翼的上表面通过行程倍增机构活动连接有第三机翼，第二机翼的两侧设置有用于第三机翼作平移运动的轨道；所述第一机翼的下表面相对称的设置有驱动电机，所述第一机翼的上部还设置有由所述驱动电机驱动的平面并联机构，所述平面并联机构上设置有输出杆，所述输出杆上分别设置有用于驱动所述双摇杆机构、所述曲柄滑块机构和所述行程倍增机构的第一输出滑块、第二输出滑块和第三输出滑块。

所述平面并联机构由平面五连杆机构和双平行四边形机构相结合构成。

所述曲柄滑块机构由曲柄、弹簧和连接有滑块的轨道构成，所述曲柄与第二机翼固定连接，所述轨道的一端与第一机翼固定连接，轨道的另一端用于与第二输出滑块相接触。

所述行程倍增机构由大齿轮、小齿轮、第一齿条和第二齿条组成，所述第二机翼的下表面设置有轴座，所述轴座上通过轴连接有所述大齿轮和小齿轮，与所述大齿轮相对应的第二机翼上开设有通孔槽，与所述通孔槽相对应的第三机翼的下表面设置有与所述大齿轮相啮合的第一齿条，所述第二机翼的下表面还设置有与所述小齿轮相啮合的第二齿条，所述第二齿条用于与第三输出滑块相接触。

所述连架杆为L形。

与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：

1.本发明装置中采用了由两个驱动电机驱动的平面并联结构，通过改变两个电机的转速即可实现改变机翼展弦比，后掠角和翻转角三种变体方式，使系统的控制器的开发难度降低；其中平面并联机构由平面五连杆机构和双平行四边形机构相结合构成，提高了整体的刚度，响应速度和运动精度。

2.本发明装置中平面并联机构设置有输出杆，输出杆只能做平面2自由度的移动，且输出杆上分别设置有作用于双摇杆机构、曲柄滑块机构和行程倍增机构的第一输出滑块、第二输出滑和第三输出滑块，通过该设置可实现改变机翼展弦比，后掠角和翻转角三种变体运动方式，且三种变体运动之间无耦合影响。

3.本发明装置中的双摇杆机构和曲柄滑块机构中均设置有弹簧，通过弹簧的自动回弹性能，使得本发明装置在改变运动方式后恢复原位的操作变得简单可靠，减少了装置整体的复杂程度。

4.本发明装置中第二机翼和第三机翼之间采用行程倍增机构，使得改变展弦比的效率大大提高。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明的仰视结构示意图。

图3是本发明的运动副关系示意图。

图4是本发明的部分俯视结构示意图。

图5是平面并联机构的结构示意图。

图6是双摇杆机构的结构示意图。

图7是曲柄滑块机构的结构示意图。

图8是行程倍增机构的结构示意图。