一种小型水下航行器转向装置的制作方法

1.本发明涉及水下航行器，具体涉及一种水下航行器转向装置。


背景技术：

2.目前，水下航行器的转向一般是采用螺旋桨与尾舵互相配合完成的。这种转向方式使得水下航行器只能在向前运动的过程中进行转向，转向不够迅速且需要在相对宽广的水域中才能进行。而在一些特殊的水下作业中，如在一些海底地况复杂的狭窄水道中的探测作业，传统方式很难实现转向。尽管有研究人员已经对现有转向装置进行改造创新，如：专利号为200820139422的用于潜艇的推进和水平转向机构，专利号为200910209529的轮船灵活转向装置，但是它们普遍存在着控制复杂、成本较高、且稳定性不高等缺点，很难应用于小型水下航行器。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的关键问题是，提供一种稳定性高、成本较低、控制方便的小型水下航行器原地转向装置。
4.一种小型水下航行器转向装置，包括转向轮盘3、联轴器4、电机5、电机固定装置6；电机5通过电机固定装置6固定在水下航行器1下壁面上，转向轮盘3中心轴与电机出轴通过联轴器4连接，整个转向装置内置在一个封闭的保护壳2空间内。
5.进一步地，转向轮盘3的重心应和整个水下航行器1的重心重合。
6.进一步地，整个转向轮盘3的质量控制在整个水下航行器1质量的十分之一以内。
7.进一步地，转向装置为竖直安装，即转向轮盘3与水下航行器1的竖直对称面共面。
8.本发明提供的一种小型水下航行器原地转向装置，具有结构简单、成本低、稳定性好、反应迅速等特点，该转向装置可作为独立的模块安装在现有水下航行器上，可有效提高水下航行器的机动性，使得航行器可自由出入于一些海底地况复杂的狭窄地带。
附图说明
9.图1是本发明将航行器和保护壳剖开后的正等二测视图；
10.图2是本发明去除装置保护壳，并将航行器剖开后的正二测视图；
11.图3是本发明去除装置保护壳，并将航行器剖开后的右视图；
12.图4是去除保护壳和航行器的转向装置三维图。
13.图中：1—水下航行器、2—保护壳、3—转向轮盘、4—联轴器、5—电机、6—电机固定装置。
具体实施方式
14.下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
15.如图1-4所示，本发明提供的小型水下航行器原地转向装置包括：转向轮盘3、联轴
器4、电机5、电机固定装置6。电机5通过电机固定装置6固定在水下航行器1下壁面上，转向轮盘3中心轴与电机5出轴通过联轴器4连接，而整个转向装置则内置在一个封闭的保护壳2空间内。
16.其中，电机5顺时针转动，通过联轴器4带动转向轮盘3顺时针转动，由角动量守恒，水下航行器1将沿逆时针转动。另外，水的阻力可以减缓水下航行器1转向速度，但并不能阻止水下航行器1转向。调节电机5转速可以调节水下航行器1转向的快慢进而实现转向的粗调和微调。同理，电机5逆时针转动时可以使航行器顺时针转向。
17.另外，转向装置也可以竖直安装，即转向轮盘3与水下航行器1的竖直对称面共面，此时转向装置可以转变为水下航行器1攻角调节装置。
18.电机5可以通过控制系统决定其正转或者反转。
19.转向轮盘3的重心应和整个水下航行器1的重心尽量重合，转向轮盘的质量主要集中在外圈，且整个转向轮盘3的质量需控制在整个水下航行器1质量的十分之一以内。
20.转向轮盘3的半径可以根据水下航行器1内其它部件的空间占用情况来决定，附图仅为简单的示意。
21.本发明基于角动量守恒原理，利用转向轮盘3的转动使得水下航行器1向着相反的方向转动，控制电机5正、反转，可以控制水下航行器1的转动方向，控制电机5转速可以控制水下航行器1转向的快慢并实现快速或者精确定向。虽然转向轮盘3的转动惯量远远小于整个水下航行器1的转动惯量，但是电机5转速可以很快，而水下航行器1的转向范围只需为0-180度，因此可以满足水下航行器1转向要求。
22.上述具体实施方式仅限于解释和说明本发明的技术方案，但并不能构成对权利要求保护范围的限定。本领域技术人员应当清楚，在本发明的技术方案的基础上做任何简单的变形或替换而得到的新的技术方案，均落入本发明的保护范围内。


技术特征：
1.一种小型水下航行器转向装置，其特征在于，包括转向轮盘(3)、联轴器(4)、电机(5)、电机固定装置(6)；电机(5)通过电机固定装置(6)固定在水下航行器(1)下壁面上，转向轮盘(3)中心轴与电机出轴通过联轴器(4)连接，整个转向装置内置在一个封闭的保护壳(2)空间内。2.根据权利要求1所述的一种小型水下航行器转向装置，其特征在于，转向轮盘(3)的重心应和整个水下航行器(1)的重心重合。3.根据权利要求1所述的一种小型水下航行器转向装置，其特征在于，整个转向轮盘(3)的质量控制在整个水下航行器(1)质量的十分之一以内。4.根据权利要求1所述的一种小型水下航行器转向装置，其特征在于，转向装置为竖直安装，即转向轮盘(3)与水下航行器(1)的竖直对称面共面。

技术总结
本发明公开一种小型水下航行器转向装置，包括转向轮盘(3)、联轴器(4)、电机(5)、电机固定装置(6)；电机(5)通过电机固定装置(6)固定在水下航行器(1)下壁面上，转向轮盘(3)中心轴与电机出轴通过联轴器(4)连接，整个转向装置内置在一个封闭的保护壳(2)空间内。本发明具有结构简单、成本低、稳定性好、反应迅速等特点，该转向装置可作为独立的模块安装在现有水下航行器上，可有效提高水下航行器的机动性，使得航行器可自由出入于一些海底地况复杂的狭窄地带。狭窄地带。狭窄地带。


技术研发人员：郭云鹤 熊文波 王德政 任行伟
受保护的技术使用者：北京机电工程研究所
技术研发日：2022.11.30
技术公布日：2023/4/5