[发明专利]自适应变面积尾舵及水下滑翔机

说明书

本发明属于水下机器人领域，尤其涉及一种在水下航行过程中转弯灵活的自适应变面积尾舵及水下滑翔机，自适应变面积尾舵包括：尾舵架，包括底座和安装部，所述安装部固定设置在所述底座的上方，所述底座与水下装置固定，所述安装部为框架结构；自适应装置，可转动的设置在所述安装部内部；所述自适应装置包括多个上下紧密排列的偏心叶片，直航时，所述偏心叶片均保持竖直状态；转向时，所述偏心叶片受到垂直于所述偏心叶片表面的水流的冲击发生转动；本发明的自适应变面积尾舵，结构简单、不涉及控制系统，自适应性通过叶片的偏心性来实现，解决了水下滑翔机转向过程中不灵活、功耗高的难题，可适应现代水下滑翔机的发展。

技术领域

本发明属于水下机器人领域，尤其涉及一种在水下航行过程中转弯灵活的自适应变面积尾舵及水下滑翔机。

背景技术

随着海洋技术迅速发展以及水下作业需求的增加，水下作业装备多种多样，包括无人无缆的，载人潜器等。其中，水下滑翔机(AUG)属于无人无缆深潜器，该概念最早在1989年由Stommel提出，其在水中作业处于滑翔状态，通过调节重心位置，重力、浮力来调节姿态，从而完成滑翔运动，滑翔覆盖广泛的海域面积，在滑翔的同时可以完成对区域水文信息采集、海底地貌探测、矿物勘探、军事侦察等工作。同时水下滑翔机(AUG)滑翔所消耗的能量极少，续航力在上千千米，且水下滑翔机制造成本低，可重复使用，因此可以大量投放，对大面积海域进行作业。因此水下滑翔机(AUG)在海洋探索、军事等领域具有广泛的应用场景。

水下滑翔机(AUG)的尾舵是用来加强其在直航状态下的保持航向能力的，但尾舵结构的加入对于水下滑翔机(AUG)水下转弯过程中的灵活度产生了一定的影响，这使得普通的平板尾舵不能满足现代水下滑翔机(AUG)的发展需求。

发明内容

针对现有技术中存在的不足之处，本发明提供了一种结构简单，无需控制系统的自适应变面积尾舵及水下滑翔机。

本发明提供一种自适应变面积尾舵，包括：

尾舵架，包括底座和安装部，所述安装部固定设置在所述底座的上方，所述底座与水下装置固定，所述安装部为框架结构；

自适应装置，可转动的设置在所述安装部内部；

其中，

所述自适应装置包括多个上下紧密排列的偏心叶片，直航时，所述偏心叶片均保持竖直状态；转向时，所述偏心叶片受到垂直于所述偏心叶片表面的水流的冲击发生转动。

本技术方案中，由于自适应装置中的偏心叶片在水流的冲击下可以转动，改变了尾舵的有效面积，降低了尾舵转弯时的阻力，提高了转弯的灵活度，无需增加额外的控制系统。

在其中一些实施例中，所述偏心叶片包括叶片本体，在所述叶片本体的内部靠上方的位置，沿水平方向设置有贯穿所述叶片本体长度的通孔，所述通孔内部设置转轴，所述转轴的两端固定在所述安装部上，所述偏心叶片可绕所述转轴发生转动；转向时，偏心叶片受到足够大的水流的冲击时，能够绕转轴发生偏转，提高转弯灵活性。

在其中一些实施例中，所述叶片本体内部设置有容纳腔，所述容纳腔内部放置可以改变所述偏心叶片的重心位置的配重件，使得所述偏心叶片在直航时，保持竖直状态，以提高所述自适应装置在不同海域、不同水流情况的适应能力。

在其中一些实施例中，所述叶片本体在侧立投影面的投影为NACA0012翼型形状，能够在较小的阻力情况下得到较大的操纵力矩，可以最大程度优化了整体尾舵的水动力参数。

在其中一些实施例中，所述容纳腔的一端封闭，另一端设置开口，所述开口位于所述叶片本体的一侧面上，所述容纳腔在侧立投影面的投影为倒三角形，容纳腔中可以按照需求可以放不同重量的配重件，改变叶片本体的偏心性，提高了尾舵在不同海域的自适应的能力。

在其中一些实施例中，所述安装部具有