[实用新型]鳐鱼型两侧喷水多自由度操纵水下潜器

说明书

本实用新型公开了鳐鱼型两侧喷水多自由度操纵水下潜器，主要包括主腔体、两个固定三角水平翼、固定垂直尾翼、固定水平尾翼和两侧喷水推进系统。固定三角水平翼对称布置在主腔体两侧，固定垂直尾翼设置在主腔体尾部上部，固定水平尾翼与固定垂直尾翼垂直连接，固定水平尾翼设置在固定垂直尾翼上端，固定水平尾翼与固定垂直尾翼连接点在固定水平尾翼的中部；两侧喷水推进系统包括主管道、副管道、潜水泵、分流管、套管、弯管、油封管、密封套和喷口方向控制装置。本实用新型通过两个步进电机的简易配合控制即可实现自航和拖曳两种用途的多自由度运动的控制，相比于现有的水下潜器控制方式更加简单，效率更高。

技术领域

本实用新型涉及一种水下潜器，特别是涉及一种拖曳自航两用鳐鱼型两侧喷水多自由度操纵水下潜器。

背景技术

海洋蕴藏着丰富的能源，同时也具有重要的军事意义。而随着对利用海洋资源的需求地不断增长以及海洋军事地位的不断上升，海上拖曳系统作为一种可应用在资源勘探、科学考察、反潜作战等领域高效便捷的重要工具，其地位也在不断的提高。

海上拖曳系统主要由拖船、拖缆、拖体以及拖体所搭载的相关探测设备。其中水下潜器为海上拖曳系统的重要组成部分。按照其控制方式可分为拖曳式、自主航行式和遥控式。当需要监测或勘探的区域较大，范围较广时，主要采用拖曳式水下潜器，即水下拖曳体。水下潜器由于其良好的适应性和简单便捷的操纵方式，在大范围探测领域得到了广泛的应用。依据外形可分为框架式、鱼式和流线式。其中鱼式和流线式水下潜器，由于其良好的水动力性能，应用最为广泛。在水下潜器的腔体中可依据使用目的搭载温度、盐度、压力等海洋化学性质探测传感器或声学、光学等物理性质探测传感器。

而对于水下潜器而言，主要采用的操纵方式有两种：一是直接操纵拖缆，实现大尺度的拖体升沉运动控制；二是利用迫沉水翼，通过主动或被动改变迫沉水翼的攻角，从而使得迫沉水翼产生迫沉力或升力，再辅以迫沉水翼的安放位置设计，可利用迫沉水翼实现对潜器的多自由控制。而水下潜器前进力的提供主要依靠拖缆的拉力。而遥控式和自主航行式水下潜器则不仅可以依靠拖缆的收放以及迫沉水翼的攻角改变来调整航行姿态和航行方向，同时还可利用推进器，而目前在水下潜器上应用最为广泛的推进器主要是螺旋桨和喷水推进。辅助以主动调节水翼攻角的操纵，则可实现拖船停泊时，水下潜器继续工作，从而进行小范围精确搜索的功能。此类拥有自主航行性能的水下潜器主要被应用在需要小范围搜索或者需要对固定小区域进行精确搜索、探测、监测的领域中。

中国发明专利申请2010102645101公开了一种多自由度喷水推进带缆遥控水下机器人，包括主腔体、浮体装置和两个多自由度喷水推进器；浮体装置固定在主腔体外部上表面，两个多自由度喷水推进器分别通过圆杆固定在主腔体两侧；多自由度喷水推进器的圆筒为圆筒状腔体，圆筒中部被切除一部分作为推进器侧向喷水时的水流出口；在圆筒被切除处的两侧沿圆周各安装多个滚珠轴承；在圆筒内的一端设有螺旋桨电机支架，用于固定螺旋桨电机，螺旋桨电机通过桨轴与螺旋桨连接；套环通过滚珠轴承与圆筒连接，套环为薄壁圆筒状，在套环轴向中间的表面开有喷水口，产生侧向喷水。该发明专利的控制主要由两个螺旋桨，6个电机来完成，控制方式比较复杂，而且该发明通过改变套筒开口的方向来控制喷水方向的不同，大大降低了水流的动能，效率降低，直接控制喷管方向，不仅控制方式便捷，而且水流的动能可以更高效率的传递。

综上所述，随着海上拖曳系统的应用越来越广泛，对水下潜器的研发和设计也逐渐深入，在不断的研究中发现，对于拖曳系统姿态调整和航向控制而言，以较少的控制方式来实现水下潜器较多自由度的运动是关键的，也是目前所水下潜器研究的重点方向之一。由于在实际海洋环境中，拖曳系统所处的环境不断对海上拖曳系统的正常工作造成影响，因此水下潜器自身具有良好的稳定性和安全性以及自主调节能力也至关重要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可以利用简单和高效的控制装置来实现对水下潜器的多自由度运动控制，具有良好的运动稳定性的拖曳自航两用鳐鱼型两侧喷水多自由度操纵水下潜器。