[发明专利]混合驱动型无人水下航行器

权利要求书

1.混合驱动型无人水下航行器，其特征在于，包括机体和控制系统；

所述机体包括耐压舱（1）、一对展翼（2）、浮力调整机构（3）、转动连接件（4）、姿态调整机构（5）和推进机构（6）；

所述耐压舱（1）为前端和后端均密封的筒状舱体；

所述一对展翼（2）以所述耐压舱（1）的长轴为对称轴成中心对称，固定于所述耐压舱（1）的外侧壁；

所述一对展翼（2）通过两个展翼固定架（16）与所述耐压舱（1）固定，两个展翼固定架（16）均为半圆形，且两个展翼固定架（16）可以组合为圆柱形并套设在所述耐压舱（1）外侧壁；两个展翼固定架（16）上均设有定位孔，一对展翼（2）通过定位孔与两个展翼固定架（16）固定；且两个展翼固定架（16）均镂空设置；

所述浮力调整机构（3）位于所述耐压舱（1）内的前段位置；该浮力调整机构（3）用于通过吸入或排出设定量的海水，进而增加或减少耐压舱（1）的重量，使得混合驱动型无人水下航行器进入或浮出水面；

该浮力调整机构（3）包括注射器固定装置（3-1）、活塞柄联动装置（3-2）、浮力调节电机舱（3-3）、浮力调节电机（3-4）、浮力调节光轴（3-5）、浮力调节丝杠（3-6）和注射器（3-7）；

所述注射器固定装置（3-1）、活塞柄联动装置（3-2）和浮力调节电机舱（3-3）依次排列设置；且所述注射器固定装置（3-1）与所述耐压舱（1）相对固定；

所述浮力调节电机（3-4）固定于所述浮力调节电机舱（3-3）中，该浮力调节电机（3-4）的动力输出轴穿过所述浮力调节电机舱（3-3）的第一端面，所述浮力调节电机舱（3-3）的第一端面为朝向所述活塞柄联动装置（3-2）的端面；

所述浮力调节光轴（3-5）的一端与所述注射器固定装置（3-1）固定，另一端穿过所述活塞柄联动装置（3-2）后与所述浮力调节电机舱（3-3）的第一端面固定；

所述浮力调节丝杠（3-6）的一端通过轴承与所述注射器固定装置（3-1）转动配合，且该浮力调节丝杠（3-6）的另一端依次穿过所述活塞柄联动装置（3-2）并通过螺母与所述活塞柄联动装置（3-2）螺纹配合，最后与所述浮力调节电机（3-4）的动力输出轴键连接；

所述注射器（3-7）设于所述注射器固定装置（3-1）与活塞柄联动装置（3-2）之间，且该注射器（3-7）的针筒小孔与所述耐压舱（1）的外部连通；

所述注射器（3-7）的针筒与所述注射器固定装置（3-1）固定，所述注射器（3-7）的活塞柄末端与所述活塞柄联动装置（3-2）固定；

当所述浮力调节电机（3-4）的动力输出轴转动时，通过所述浮力调节丝杠（3-6）带动所述活塞柄联动装置（3-2）沿所述浮力调节光轴（3-5）的长度方向运动，从而带动所述注射器（3-7）的活塞柄运动，令所述注射器（3-7）抽入或排出所述耐压舱（1）外部的海水；

所述浮力调整控制单元（8）的浮力调节电机控制信号输出端与所述浮力调节电机（3-4）的电机控制信号输入端电气连接；

所述转动连接件（4）包括转动连接轴（4-1），所述转动连接轴（4-1）的一端插入所述浮力调节电机舱（3-3）尾部；且所述转动连接轴（4-1）通过轴承与所述浮力调节电机舱（3-3）转动配合；

所述姿态调整机构（5）位于所述转动连接件（4）的后方，且该姿态调整机构（5）包括姿态调节机构连接件（5-1）、偏心配重装置（5-2）、平衡调节电机舱（5-3）、转向调节电机舱（5-4）、平衡调节光轴（5-5）、平衡调节电机（5-6）、平衡调节丝杠（5-7）和转向调节电机（5-8）；且所述偏心配重装置（5-2）的重心偏离于所述耐压舱（1）的长轴；

所述姿态调节机构连接件（5-1）、偏心配重装置（5-2）、平衡调节电机舱（5-3）和转向调节电机舱（5-4）依次排列设置；且所述姿态调节机构连接件（5-1）的一端与所述转动连接件（4）固定，所述转向调节电机舱（5-4）与所述耐压舱（1）固定，从而令所述姿态调节机构连接件（5-1）、偏心配重装置（5-2）和平衡调节电机舱（5-3）能够绕所述转动连接轴（4-1）相对于所述浮力调整机构（3）转动；

所述姿态调节机构连接件（5-1）的另一端与所述平衡调节光轴（5-5）的一端固定，所述平衡调节光轴（5-5）的另一端穿过所述偏心配重装置（5-2）后与所述平衡调节电机舱（5-3）的第一端面固定；所述平衡调节电机舱（5-3）的第一端面为朝向所述偏心配重装置（5-2）的端面；

所述平衡调节电机（5-6）固定于所述平衡调节电机舱（5-3）内，该平衡调节电机（5-6）的动力输出轴穿过所述平衡调节电机舱（5-3）的第一端面；

所述平衡调节丝杠（5-7）的一端与所述姿态调节机构连接件（5-1）转动配合，另一端依次穿过所述偏心配重装置（5-2）并通过螺母与所述偏心配重装置（5-2）螺纹配合，最后与所述平衡调节电机（5-6）的动力输出轴键连接；

当所述平衡调节电机（5-6）的动力输出轴转动时，通过所述平衡调节丝杠（5-7）带动所述偏心配重装置（5-2）沿所述平衡调节光轴（5-5）在的长度方向运动，从而改变所述混合驱动型无人水下航行器轴向上的重心位置；

所述转向调节电机（5-8）固定于所述转向调节电机舱（5-4）内，该转向调节电机（5-8）的动力输出轴穿过所述转向调节电机舱（5-4）的第一端面并与所述平衡调节电机舱（5-3）的第二端面固定，且所述转向调节电机（5-8）的动力输出轴与所述转动连接轴（4-1）同轴设置；所述平衡调节电机舱（5-3）的第二端面与所述平衡调节电机舱（5-3）的第一端面平行；所述转向调节电机舱（5-4）的第一端面为朝向所述平衡调节电机舱（5-3）的端面；

当所述转向调节电机（5-8）的动力输出轴转动时，带动所述平衡调节电机舱（5-3）、所述偏心配重装置（5-2）、所述姿态调节机构连接件（5-1）和所述转动连接件（4）绕所述转动连接轴（4-1）旋转，从而改变所述混合驱动型无人水下航行器径向上的重心位置；

所述推进机构（6）固定于所述耐压舱（1）的外部尾端，用于以设定的推进方向和速度推进所述混合驱动型无人水下航行器；

所述控制系统位于所述耐压舱（1）内，包括中心控制单元（7）、浮力调整控制单元（8）、姿态调整控制单元（9）和推进控制单元（10）；

所述中心控制单元（7）的浮力调节信号输出端与所述浮力调整控制单元（8）的浮力调节信号输入端电气连接；所述浮力调整控制单元（8），用于控制所述浮力调整机构（3）吸入或排出设定量的海水；

所述中心控制单元（7）的姿态调整信号输出端与所述姿态调整控制单元（9）的姿态调整信号输入端电气连接，所述姿态调整控制单元（9）的平衡调节电机控制信号输出端与所述平衡调节电机（5-6）的电机控制信号输入端电气连接，所述姿态调整控制单元（9）的转向调节电机控制信号输出端与所述转向调节电机（5-8）的电机控制信号输入端电气连接；

所述中心控制单元（7）的推进信号输出端与所述推进控制单元（10）的推进信号输入端电气连接；所述推进控制单元（10），用于调节所述推进机构（6）的推进方向和速度；

所述机体还包括紧急提升机构（11）；所述控制系统还包括紧急提升控制单元（12）；

所述紧急提升机构（11）包括提升机构底座（11-1）、提升机构罩壳（11-2）、提升舵机（11-3）、刺针、充气连接件（11-5）、提升气囊（11-6）和气囊充气瓶（11-7）；

所述提升机构底座（11-1）固定于所述耐压舱（1）后端上方外侧壁；

所述提升机构罩壳（11-2）可拆卸地固定在所述提升机构底座（11-1）上，所述提升舵机（11-3）、刺针、充气连接件（11-5）、提升气囊（11-6）和气囊充气瓶（11-7）均位于所述提升机构罩壳（11-2）内；

所述气囊充气瓶（11-7）固定于所述提升机构底座（11-1）上，该气囊充气瓶（11-7）的出气口与所述充气连接件（11-5）的一端密封连通，且所述气囊充气瓶（11-7）的出气口密封设有封闭膜；

所述提升舵机（11-3）固定在所述提升机构底座（11-1）上，该提升舵机（11-3）的动力输出轴与所述刺针传动连接，所述刺针密封设于所述充气连接件（11-5）的另一端，该刺针正对所述气囊充气瓶（11-7）的出气口；使得当所述提升舵机（11-3）的动力输出轴转动时，所述刺针运动至所述气囊充气瓶（11-7）的出气口处，并刺破所述气囊充气瓶（11-7）的封闭膜；

所述提升气囊（11-6）的进气口位于所述充气连接件（11-5）的侧壁且与该充气连接件（11-5）内部连通，当所述气囊充气瓶（11-7）的封闭膜被刺破后，所述气囊充气瓶（11-7）中的气体充至所述提升气囊（11-6）中；

所述紧急提升控制单元（12）的紧急提升信号输入端与所述中心控制单元（7）的紧急提升信号输出端电气连接，所述紧急提升控制单元（12）的提升舵机控制信号输出端与所述提升舵机（11-3）的舵机控制信号输入端电气连接。