[发明专利]一种水下气控滑翔式无人艇

摘要

一种水下气控滑翔式无人艇，包括艇体、螺旋桨、尾舵和平衡鳍，艇体内从前至后依次设有前舱、前姿态调整舱、浮力调整舱、后姿态调整舱及后舱，前舱内设有气动马达，所述前姿态调整舱内设有前姿态调整缸，后姿态调整舱内设有后姿态调整缸，后舱内设有摆动缸，艇体内设有给艇体内各缸提供动力的高低压气罐，高压气罐与设在艇体内的补气泵相接。本发明通过往返液面利用补气泵给艇体补气，以压缩空气为动力，通过调整前后姿态调整缸及浮力隔膜缸内的液体量，实现艇体的上升、下潜及定位，通过前后姿态调整缸内液体的位置变化，实现定位下的姿态调整，通过气动马达内压缩空气的运行方向，给艇体的水下运动提供动力，实现定位下的作业驱动。

主权项

1.一种水下气控滑翔式无人艇，其特征在于：包括艇体、螺旋桨、尾舵和平衡鳍，艇体的前部设有前舱，艇体的后部设有后舱，艇体的中部设有浮力调整舱，前舱与浮力调整舱之间设有前姿态调整舱，浮力调整舱与后舱之间设有后姿态调整舱；在所述艇体内设有作为艇体动力源的高压气罐和低压气罐，高压气罐上设有进气口和出气口，高压气罐的进气口通过进气管道连接有补气泵，补气泵装在艇体上，高压气罐的出气口处连接有高压管道，低压气罐上连接有低压管道；所述前舱内设有驱动螺旋桨的气动马达，气动马达通过管道连接有换向阀Ⅰ，换向阀Ⅰ通过管道分别与高压管道、低压管道相接；所述前姿态调整舱内设有前姿态调整缸，后姿态调整舱内设有后姿态调整缸，前姿态调整缸和后姿态调整缸沿艇体的轴线设置，前姿态调整缸和后姿态调整缸的前腔分别通过外接管道Ⅰ连接有与外界环境相接的充液排液阀Ⅰ，前姿态调整缸和后姿态调整缸的后腔分别通过外接管道Ⅱ连接有与外界环境相接的排气阀，排气阀和充液排液阀Ⅰ均装在艇体上，前姿态调整缸的前腔与后姿态调整缸的前腔之间通过连通管道相接，连通管道上装有开关阀Ⅰ，前姿态调整缸的后腔、后姿态调整缸的后腔通过管道连接有换向阀Ⅱ，换向阀Ⅱ通过管道分别与高压管道、低压管道相接；所述浮力调整舱内设有沿艇体轴线设置的浮力隔膜缸，浮力隔膜缸的后腔通过外接管道Ⅲ连接有与外界环境相接的充液排液阀Ⅱ，浮力隔膜缸的前腔通过内接管道Ⅰ连接有开关阀Ⅱ，开关阀Ⅱ通过管道分别与高压管道、低压管道相接，内接管道Ⅰ上装有节流阀Ⅰ；所述后舱内设有与尾舵相接的摆动缸，摆动缸的有杆腔通过外接管道Ⅳ连接有与外界环境相接的充液排液阀Ⅲ，充液排液阀Ⅲ装在艇体上，摆动缸的无杆腔通过内接管道Ⅱ连接有换向阀Ⅲ，换向阀Ⅲ通过管道分别与高压管道、低压管道相接，内接管道Ⅱ上装有节流阀Ⅱ；艇体往返液面，利用补气泵从大气中吸入空气给艇体补气，在水下，艇体以高低压气罐中的压缩空气为动力，驱动环境液体循环进出艇体：在液面处时，打开充液排液阀Ⅰ和排气阀，往前姿态调整缸和后姿态调整缸的前腔内注入规定量的高压环境液体；打开充液排液阀Ⅱ以及开关阀Ⅱ与低压管道相接的阀口，往浮力隔膜缸的后腔内注入规定量的高压环境液体；打开充液排液阀Ⅲ以及换向阀Ⅲ与低压管道相接的阀口，往摆动缸的有杆腔注入规定量的高压环境液体；以上各部分完成充液后，艇体的总重力大于浮力，释放艇体，使其在重力大于浮力的状况下滑翔下潜；下潜至指定深度后，打开开关阀Ⅱ与高压管道相接的阀口，往浮力隔膜缸的前腔通入高压气体，打开充液排液阀Ⅱ，向艇体外排出部分环境液体，使得艇体的重力和浮力平衡，平衡后关闭开关阀Ⅱ和充液排液阀Ⅱ，实现艇体的定位，然后，打开开关阀Ⅰ，使得前后姿态调整缸内的液体连通，打开换向阀Ⅱ，调整艇体内部环境液体在前后部的分配量；在定位条件下，以压缩空气为动力，驱动前舱内的气动马达，使得螺旋桨转动，艇体进入自动巡游状态，巡游至指定位置后，打开换向阀Ⅲ和充液排液阀Ⅲ，调整换向阀Ⅲ与高压管道或低压管道相接的阀口，实现高压气或环境高压水驱动摆动缸的活塞杆伸出和缩回动作：当往摆动缸无杆腔内注入高压气体时，有杆腔内的环境液体排出，艇体内的环境液体量减少，同时，打开充液排液阀Ⅱ以及开关阀Ⅱ与低压管道相接的阀口，往浮力隔膜缸的后腔内注入与有杆腔排出的环境液体等量的高压环境液体来保持定位状态；当往摆动缸无杆腔内注入低压气体时，有杆腔内被注入高压环境液体，艇体内的环境液体量增加，同时，要打开充液排液阀Ⅱ以及开关阀Ⅱ与高压管道相接的阀口，往浮力隔膜缸的前腔内注入高压气体，从浮力隔膜缸后腔排出与有杆腔注入的高压环境液体等量的高压环境液体，以保持定位状态；操作过程中，当艇体内环境液体量有变化时，打开开关阀Ⅰ，使得前后姿态调整缸内的液体连通，打开换向阀Ⅱ，通过在前后姿态调整缸中注入高压气体，以调整艇体内部环境液体在前后部的分配量，保持艇体的姿态；完成水下巡游和操作后，打开充液排液阀Ⅱ以及开关阀Ⅱ与高压管道相接的阀口，往浮力隔膜缸的前腔内注入高压气体，使得浮力隔膜缸后腔内的高压环境液体排出，使得艇体的浮力大于总重力，艇体滑翔上浮，返回液面，进入下一次下潜。