[发明专利]一种波浪能自发电固定翼海基无人机

说明书

本发明设计了一种波浪能自发电固定翼海基无人机，能够飞天入海，空海两用，具有波浪能发电、水下航行和空中飞行3种稳定状态；失电时，自动返回海面，处于波浪能发电状态。波浪能自发电固定翼海基无人机包括1对摆翼、发电系统、蓄电池、摆翼阻尼调节系统、机身、机身质量调节系统、尾翼和推进器。机身采用双层壳，内壳为水密耐压壳，外壳为非水密、非耐压壳；两层壳体间在水中时充水，用于增大波浪能发电能力；离开水面过程中排水，在空中时完全排空水分，用以减轻飞行自重。通过调节总用电功率，调节摆翼阻尼，保持摆翼在水中航行和空中飞行时的稳定性。

技术领域

本发明属于海洋无人机技术领域，尤其涉及一种波浪能自发电固定翼海基无人机。

背景技术

近年来，海上和空中无人机均获得了蓬勃发展，在军事和民事领域获得了广泛应用。

水下自主航行器AUV(Autonomous Underwater Vehicle)是一种重要的海上无人机形式，它是一种低成本无人海洋航行器，军民用途广泛。AUV通常自带电池供电，容量有限(1.5kWh/Bluefin-9，7.5kWh/Bluefin-12D)，必须到期回收，才能开始下一次任务，因此离不开母船支持，运行代价高昂，严重限制了其活动半径和应用领域。

空中无人机UAV(Unmanned Aerial Vehicle)包括多旋翼和固定翼等类型，本发明面向固定翼形式的无人机，特别是电动螺旋桨推进的固定翼无人飞行器。电动UAV通常航速较低，体积较小，因此不配置起落架，需要借助外力起飞，例如人力甩动，或者利用专门的弹射装置。UAV也必须回收充电，才能开始下一次任务。

水下航行阻力大，自主航行器AUV航速较低，巡航速度通常为3节，最大航速为5节；空气航行阻力小，空中无人机UAV航速较高，可达50节以上，为AUV的10倍以上，因此，如果水下无人机具有飞天能力，能在空中飞行，将具有更好的机动性和能效。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种波浪能自发电固定翼海基无人机，能够飞天入海，电力不足时能够返回海面发电，以近海面水体为基地。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种波浪能自发电固定翼海基无人机，包括1对摆翼、发电系统、蓄电池、摆翼阻尼调节机构、机身、机身质量调节系统、尾翼和推进器，摆翼驱动发电系统，为蓄电池充电。

在水下航行器AUV中设置波浪能发电装置WEC(Wave Energy Converter),就地捕获波浪能发电，提供较为充足的电力，实现电力自给。通过两侧安装摆翼，并连接发电机，在波浪驱动摆翼相对于机身转动时，能够产生电力。通过增大转动阻尼，摆翼也可用于水下滑行或空中飞行，利用同一套装置，实现兼具波浪能发电WEC、水下航行AUV和空中飞行UAV功能，空海两用的海基无人机。

该海基无人机具有3种稳定的工作状态：1)处于海面附近，具有略微正浮力或零浮力的波浪能发电状态；2)水下潜航状态；3)空中飞行状态。此外，还可处于穿越水面的出水/入水过渡状态。无人机失电时，自动返回海面，处于所述的波浪能发电状态。

按上述技术方案，机身采用双层壳，所述机身质量调节系统具体为：双层壳的两层壳体间在水中时充水，离开水面过程中排水，在空中时完全排空水分。

按上述技术方案，内壳包括尾翼和推进器，为浮力中性，并自带浮力调节机构；所述外壳，包括与内壳的连接装置，以及内壳、外壳之间的填充材料，为浮力中性。

按上述技术方案，外壳沿着圆周方向设置有通气孔，且沿着无人机的航行方向设置多排通气孔。

按上述技术方案，内壳为水密耐压壳，外壳为非水密、非耐压壳。