[发明专利]基于波浪自供能的两自由度变翼装置及水下滑翔机

说明书

本发明提供了一种基于波浪自供能的两自由度变翼装置及水下滑翔机，所述基于波浪自供能的两自由度变翼装置，包括变翼发电结构；所述变翼发电结构包括发电机构、变翼机构，所述变翼机构包括左侧机翼、右侧机翼以及机翼调节机构，所述左侧机翼与右侧机翼对称布置；所述机翼调节机构能够调节所述左侧机翼以及右侧机翼的翼展长度和后掠角大小，所述发电机构能够在波浪激励所述左侧机翼或右侧机翼扑动时产生电能。本发明将机翼作为捕能体捕获波浪能，并利用机翼的扑动发电，在解决供能问题的同时，还使得整个捕能发电过程简洁高效。除此以外，所述机翼调节机构，主动调整机翼的后掠角大小和翼展长度，使得水下滑翔机能够更好地适应不同的工作模式。

技术领域

本发明涉及水下滑翔机和新能源领域，具体地，涉及一种基于波浪自供能的两自由度变翼装置及水下滑翔机。

背景技术

水下滑翔机能够将净浮力转化为驱动本体前进的动力，具有大航程、低能耗的特点，广泛应用于海洋监测领域，但其锯齿状运动轨迹使得其不能实现定点精密探测。水下滑翔机在传统水下滑翔机的尾部增加了动力推进单元，有效地提升了水下滑翔机的机动性和灵活性。

水下滑翔机具有滑翔和AUV两种运动模式，因此对机身的外形，尤其是机翼的形态提出了不同的要求。在滑翔模式下，机翼翼展长、翼展面积大，后掠角较小，以增大滑翔经济性；AUV模式下，机翼翼展短、翼展面积小、后掠角较大，以减小运动阻力。除此以外，现有的水下滑翔机主要依靠自身所携带的电池供电，AUV模式下续航时间相对较短，使得能源问题成为限制水下滑翔机长时间运行工作的主要难题。

综上所述，水下滑翔机不同的运动模式对变翼系统提出了要求，同时高能耗的AUV模式对随体能源提出了要求，现有设计难以很好地在保证结构紧凑的同时满足上述两项要求，因此现有设计难以保证在结构紧凑的同时，具备高机动性和高续航能力。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于波浪自供能的两自由度变翼装置及水下滑翔机。

根据本发明提供的一种基于波浪自供能的两自由度变翼装置，包括变翼发电结构；

所述变翼发电结构包括发电机构、变翼机构，所述变翼机构包括左侧机翼、右侧机翼以及机翼调节机构，所述左侧机翼与右侧机翼对称布置；

所述机翼调节机构能够调节所述左侧机翼以及右侧机翼的翼展长度和后掠角大小，所述发电机构能够在波浪激励所述左侧机翼或右侧机翼扑动时产生电能。

优选的，所述机翼调节机构包括驱动组件、连杆组件、滑动组件以及载物板；

所述驱动组件通过所述滑动组件与所述连杆组件连接，所述连杆组件与所述左侧机翼和右侧机翼连接；

所述驱动组件能够通过所述滑动组件驱使所述连杆组件带动所述左侧机翼和右侧机翼运动，以调整翼展长度和后掠角大小。

优选的，所述驱动组件包括第一电机、第二电机、电机第一基座、电机第二基座、电机第三基座、电机第四基座、第一丝杆螺母、第二丝杆螺母；

所述电机第一基座、电机第二基座、电机第三基座、电机第四基座均安装在所述载物板上；

第一电机与第二电机的输出轴末端均有丝杆结构；所述第一电机输出轴的两端由电机第一基座和电机第二基座支承，所述第二电机输出轴的两端由电机第三基座和电机第四基座支承；

所述第一丝杆螺母、所述第二丝杆螺母分别套装在所述第一电机、第二电机的输出轴末端，所述第一电机的输出轴末端丝杆结构与第一丝杆螺母相匹配，第二电机输出轴末端丝杆与第二丝杆螺母相匹配，第一电机能够通过第一电机输出轴末端的丝杆结构驱动第一丝杆螺母沿所述第一电机输出轴方向直线移动；第二电机能够通过第二电机输出轴末端的丝杆结构驱动第二丝杆螺母沿所述第二电机输出轴方向直线移动；所述第一电机与第二电机均为步进电机。