[发明专利]基于水阻自由折叠的水下航行器划桨式推进和滑翔机构

说明书

本发明公开了一种基于水阻自由折叠的水下航行器划桨式推进和滑翔机构，用于解决现有水下航行器推进装置实用性差的技术问题。技术方案是该机构包括固定滑翔翼、上折叠滑翔翼、下折叠滑翔翼、推拉式圆管电磁铁、锁杆、曲柄盘、连杆、导流槽、锁环和滑杆。所述固定滑翔翼内部设置推拉式圆管电磁铁，上折叠滑翔翼和下折叠滑翔翼分别设置锁环和导流槽。连杆前端通过销轴连接于固定滑翔翼的后缘，连杆后端通过销轴连接曲柄盘，锁杆和锁环用于上折叠滑翔翼和下折叠滑翔翼的锁紧和解锁。导流槽使得上折叠滑翔翼和下折叠滑翔翼在水流作用张开。锁杆和曲柄盘用于实现水下航行器划桨运动和滑翔运动。本发明对环境扰动小，隐蔽性强，控制简单，实用性好。

技术领域

本发明涉及一种水下航行器推进装置，特别是涉及一种基于水阻自由折叠的水下航行器划桨式推进和滑翔机构。

背景技术

中国陆地人均资源低于世界平均水平，随着国家经济持续、稳定、快速发展，现有的陆地资源开发利用形势更加严峻。海洋具有丰富的开发利用潜力极大的生物资源、矿产资源、能源、水资源、空间资源等，是巨大的自然资源宝库。无人水下航行器作为一种水下无人智能移动平台，在探索海洋资源、海洋科学考察和军事等领域有着广阔的应用前景和巨大的潜在价值。无人水下航行器技术涉及多种学科和技术领域的知识，关键技术之一就是水下推进技术。现有技术中无人水下航行器大多采用的推进器有螺旋桨推进器和扑翼推进器。螺旋桨推进器在理论研究和实际应用都比较成熟，但其自身亦存在不足，如噪声大、对环境扰动大和隐蔽性较差。扑翼推进器是基于仿生学原理设计制造的一种水下推进器。其具有机动性好，转弯半径小，隐蔽性好等优点。但对于双自由度扑翼推进器和三自由度扑翼推进器不仅结构复杂，而且需配置复杂的控制系统，不易实现工程应用。虽然单自由度推进器结构简单易实现，但其推力有限。

现有的水下航行器亦有不依靠推进器而通过调节净浮力来改变其运动姿态的，并依靠滑翔翼来保证其稳定滑翔，如中国科学院沈阳自动化研究所研制的“海翼”水下滑翔机，其具有航程远，隐蔽性好的优点，但由于其没有推进装置使得其机动性差，转弯半径大。一部分水下滑翔机具有螺旋桨推进装置，但其隐蔽性稍差而且螺旋桨推进装置影响其外形布局，使其流体阻力增加，如中国发明专利CN107336817A公布了一种混合驱动水下滑翔机，它具有尾部主推螺旋桨推进装置和翼载螺旋桨推进装置，其机动性相较于无推进装置水下滑翔机有所提高，但螺旋桨推进装置影响了水下滑翔机的外形布局，使其流体阻力增加，影响其滑翔性能。

发明内容

为了克服现有水下航行器推进装置实用性差的不足，本发明提供一种基于水阻自由折叠的水下航行器划桨式推进和滑翔机构。该机构包括固定滑翔翼、上折叠滑翔翼、下折叠滑翔翼、推拉式圆管电磁铁、锁杆、曲柄盘、连杆、导流槽、锁环和滑杆。所述上折叠滑翔翼和下折叠滑翔翼通过合叶连接。固定滑翔翼内部设置推拉式圆管电磁铁，推拉式圆管电磁铁的滑杆与锁杆固连。上折叠滑翔翼和下折叠滑翔翼分别设置锁环和导流槽。连杆前端通过销轴连接于固定滑翔翼的后缘，连杆后端通过销轴连接曲柄盘，锁杆和锁环用于锁紧和解锁上折叠滑翔翼和下折叠滑翔翼。导流槽使得上折叠滑翔翼和下折叠滑翔翼在水流作用自动张开。锁杆和曲柄盘用于实现水下航行器划桨运动和滑翔运动。本发明对环境扰动小，隐蔽性强，控制简单，推力大且兼顾推进与滑翔运动，不破坏水下航行器的外形布局，不影响其滑翔性能，实用性好。