[实用新型]一种水下潜航快速推进装置

说明书

本实用新型公开了一种水下潜航快速推进装置，水下潜航快速推进装置包括半封闭金属壳体头和壳身，壳身外表面贴附有太阳能电池板，壳身内部固设有充电电池、控制器、通讯模块和传感器模块，壳身封闭端面处设有螺旋桨，壳身侧面设有方向舵，壳身内部中心处设有平衡装置，凸轮调节平衡装置的摆动，促使高密度液体在容器内流动，调整重心位置，实现潜航。本实用新型对其外观结构和重心位置进行优化，并采用3D打印工艺加工半封闭金属外壳，在保证强度的情况下能成型厚度薄，并且内部各种支撑、固定架、筋肋等能够一体成型，大幅减轻了外壳重量。

技术领域

本实用新型涉及无人潜航领域，尤其涉及一种水下潜航快速推进装置。

背景技术

水下无人潜航设备是一种重要的水中侦查装置，广泛应用于军事探测、侦查、救生等高危险性的水下作业，也可用于水下搜救、水下勘测等工业领域。目前小型的水下潜航设备的外观是圆柱型，长度1米以上，直径0.3米以上。虽然水下潜航设备的尺寸越小其隐蔽性越好，但是尺寸进一步小型化时遇到几个瓶颈：（1）外壳一般是金属制造，受生产材料和加工工艺的限制，壳体和内部设备支架为组装连接而成，壳体的重量、连接件、紧固件等的重量等占总重量的比例较大，内部空间结构继续优化度有限；有的非金属材料的外壳体，为保证力学性能，需要采用较厚的壳体，体积和重量较大。（2）常用的固定电源或温差发电装置的体积和重量较大，限制了小型化的空间。因此要实现无人潜航器的进一步小型化，必须采用新材料、新工艺、新结构。

近几年，金属3D打印技术的研究在国内外正深入展开，以选择性激光烧结为原理的金属3D打印设备原则上能够直接成型任意形状的金属零件，因此使用3D打印技术加工轻质合金壳体替代传统的铸造和机加工，将会极大缩小壳体的重量和体积，并且对内部结构连接件进行一体化打印成型，在保证力学性能的前提下实现内部结构优化，同时大幅降低连接件的使用数量，这是实现水下无人潜航快速推进装置的一个突破点。但金属材料3D打印的实际工艺过程要复杂的多，各种金属材料的最佳打印工艺和参数配置没有统一标准，不同原材料的性能存在很大差异，即使同一种金属材料打印不同结构的零件，打印工艺及流程控制、支撑的设计和去除方式及后期处理方法等也各不相同，需要进行大量的试验测试，探索最优化工艺参数，尤其是金属3D打印的工艺方法设计要与零件的结构设计紧密结合且相辅相成才能获得最佳的实施效果。目前金属3D打印机成型零件的厚度最薄尺寸为0.1-0.2mm左右，一次成型过程中能够实现不同厚度、形状的加强筋、固定板或连接架与零件整体形状的一体化完成，所成型零件的形状、厚度、强度等参数大幅突破了传统的铸造成型、挤压成型、焊接成型等工艺的局限性，在保证力学性能的情况下大幅减少了连接件的使用数量，实现零件整体尺寸和形状的优化、尺寸微型化以及自身重量的大幅降低，能够为功能性部件的安装提供更大的空间。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种水下潜航快速推进装置，该装置对其外观结构和重心位置进行优化，并采用3D打印工艺加工半封闭金属外壳，在保证强度的情况下能成型厚度薄，并且内部各种支撑、固定架、筋肋等能够一体成型，大幅减轻了外壳重量。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种水下潜航快速推进装置，其特征在于包括半封闭金属壳体头和壳身，金属壳体头和壳身紧固密封连接，形成一个密封壳体；所述壳体头主体为圆锥形，所述壳身主体为一侧端面封闭的圆柱形，壳身内部中心处设有平衡装置，所述平衡装置包括硬质的连接导管，在连接导管两端设有容器，连接导管把两端的容器连通，容器为向上凸起的半球形容器，容器下平面与连接导管保持共面；容器内部设有水平放置的弹性薄膜，弹性薄膜把容器容器分为上下两个腔体，上腔体通过透气孔与壳身连通，下腔体与连接导管连通，容器的下腔体及连接导管内充满高密度液体；所述连接导管设有连接架，连接架与壳身内顶壁挂接，靠近左侧容器的连接导管表面设有弧面连接套，弧面连接套的弧面与凸轮的表面接触，凸轮由固定于壳身内顶壁的减速电机驱动，左侧容器顶部设有与壳身内顶壁连接的弹性绳索，凸轮转动来调节平衡装置的摆动，促使高密度液体在两个容器之间流动。