一种水下无人潜航器

1.本实用新型属于潜航器技术领域，更具体地说，是涉及一种水下无人潜航器。


背景技术：

2.我国辽阔的海域蕴藏着丰富的资源，海洋是未来经济发展的新动力，更是与国家安全密切相关重要战略空间。载人水下潜航器常常体积较大，运动不够灵活，不适合在狭小的水域作业。水下无人潜航器的尺寸可大可小，且无需人在水下，可以适应更加复杂多变的水域环境。水下无人潜航器主要是依靠内部的重心调节系统来调整潜航器的重心位置。重心调节系统包括纵向调节机构和横向调节机构。沿潜航器的长度方向(即轴向)依次设置了两个单独的腔体来安装纵向调节机构和横向调节机构，所以导致潜航器的长度过长。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种水下无人潜航器，旨在解决现有的潜航器存在横向长度过长的问题。
4.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种水下无人潜航器，包括：沿轴向依次设置的进排水系统和重心调节系统，其特征在于，所述重心调节系统包括：重心调节仓、两个端盖、支撑轴、两个转动盘、丝杆、螺母、导向轴、滑块、配重组件、第一驱动电机和第二驱动电机；两个所述端盖安装在所述重心调节仓轴向的两端，用于封堵所述重心调节仓轴向的两端开口；所述支撑轴固定安装在两个所述端盖之间，所述支撑轴沿所述重心调节仓的轴向设置；两个所述转动盘分别转动安装在所述支撑轴上，所述转动盘位于两个所述端盖之间；所述丝杆转动安装在两个所述转动盘之间且与所述支撑轴保持平行；所述螺母与所述丝杆螺纹连接；所述导向轴固定安装在两个所述转动盘之间且与所述丝杆保持平行；所述滑块滑动安装在所述导向轴上，且与所述螺母固定连接；所述配重组件固定安装在所述滑块上；所述第一驱动电机和所述第二驱动电机均安装在所述转动盘上，所述第一驱动电机用于驱动所述转动盘在所述支撑轴上绕轴转动，所述第二驱动电机用于驱动所述丝杆绕轴转动。
5.在一种可能的实现方式中，所述第一驱动电机的输出轴上安装有驱动齿轮，所述支撑轴上安装有与所述驱动齿轮啮合的从动齿轮。
6.在一种可能的实现方式中，所述导向轴的数量为两个，对称布置在所述丝杆的两侧。
7.在一种可能的实现方式中，所述配重组件包括支撑板和配重件；所述支撑板固定在所述滑块靠近所述支撑轴的一侧，所述配重件固定安装在所述支撑板背离所述滑块的一侧。
8.在一种可能的实现方式中，所述配重件为电源件，所述电源件分别与所述第一驱动电机和所述第二驱动电机通过导线连接。
9.在一种可能的实现方式中，所述进排水系统包括进排水仓、活塞、螺杆和第三驱动
电机；所述进排水仓上开设有进排水孔，所述活塞与所述进排水仓的内壁滑动配合，所述螺杆与所述活塞通过螺纹连接；所述第三驱动电机固定安装在所述进排水仓的内部，用于驱动所述螺杆绕轴转动。
10.在一种可能的实现方式中，所述进排水仓和所述重心调节仓之间通过两个半圆形压板固定连接，所述进排水仓和所述重心调节仓的外周分别设有第一卡槽和第二卡槽，所述半圆形压板的内壁上对应设有与所述第一卡槽和所述第二卡槽配合安装的第一锁紧钩和第二锁紧钩。
11.在一种可能的实现方式中，两个所述半圆形压板之间通过卡箍连接，所述卡箍套装在所述半圆形压板的外侧。
12.在一种可能的实现方式中，所述重心调节仓的外壁上安装有固定翼。
13.在一种可能的实现方式中，所述固定翼上设有吊装孔。
14.本技术实施例所示的方案，与现有技术相比，本实用新型的一种水下无人潜航器，进排水系统通过进水和排水操作来实现该水下无人潜航器的上浮与下沉。重心调节系统包括：重心调节仓、两个端盖、支撑轴、两个转动盘、丝杆、螺母、导向轴、滑块、配重组件、第一驱动电机和第二驱动电机。两个端盖安装在重心调节仓轴向的两端开口。支撑轴固定安装在两个端盖之间。两个转动盘转动安装在支撑轴上。丝杆和导向轴均安装在两个转动盘上，丝杆上安装有螺母，导向轴上安装有滑块，滑块与螺母固定连接，配重组件安装在滑块上，第一驱动电机和第二驱动电机均安装在端盖上。当需要调节该水下无人潜航器重心的横向位置时，第一驱动电机驱动转动盘绕支撑轴转动，通过导向轴和滑块带动配重组件绕支撑轴的轴向转动，从而改变该水下无人潜航器重心的横向位置；当需要调节该水下无人潜航器重心的纵向位置时，第二驱动电机驱动丝杆绕轴转动，通过螺母和滑块带动配重组件沿支撑轴的轴向做直线运动，从而改变该水下无人潜航器重心的纵向位置。本技术的一种水下无人潜航器将原来的纵向调节机构和横向调节机构集成到了一起，纵向调节机构和横向调节机构共用一个配重，所以大大缩短了水下无人潜航器的长度尺寸。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1为本实用新型实施例提供的一种水下无人潜航器的立体结构示意图；
17.图2为本实用新型实施例提供的重心调节仓与端盖的爆炸图；
18.图3为图2中a处的放大视图；
19.图4为本实用新型实施例提供的重心调节系统(不包括重心调节仓)的立体结构示意图一；
20.图5为本实用新型实施例提供的重心调节系统(不包括重心调节仓)的立体结构示意图二；
21.图6为本实用新型实施例提供的进排水仓的主视图；
22.图7为本实用新型实施例提供的进排水系统(不包括进排水仓)的立体图；
23.图8为本实用新型实施例提供的半圆形压板的立体图；
24.图9为本实用新型实施例提供的两个半圆形压板拼装结构示意图；
25.图10为本实用新型实施例提供的半圆形压板与卡箍的剖视图。
26.图中：1、进排水系统；101、进排水仓；102、活塞；103、螺杆；104、第三驱动电机；105、进排水孔；2、重心调节系统；201、重心调节仓；202、端盖；203、支撑轴；204、转动盘；205、丝杆；206、螺母；207、导向轴；208、滑块；210、第一驱动电机；211、第二驱动电机；212、驱动齿轮；213、从动齿轮；214、支撑板；215、配重件；216、固定翼；217、吊装孔；3、半圆形压板；301、第一卡槽；302、第二卡槽；303、第一锁紧钩；304、第二锁紧钩；305、卡箍。
具体实施方式
27.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
28.请一并参阅图1、图2、图4及图5，现对本实用新型提供的一种水下无人潜航器进行说明。所述一种水下无人潜航器，包括：沿轴向依次设置的进排水系统1和重心调节系统2，重心调节系统2包括：重心调节仓201、两个端盖202、支撑轴203、两个转动盘204、丝杆205、螺母206、导向轴207、滑块208、配重组件、第一驱动电机210和第二驱动电机211；两个端盖202安装在重心调节仓201轴向的两端，用于封堵重心调节仓201轴向的两端开口；支撑轴203固定安装在两个端盖202之间，支撑轴203沿重心调节仓201的轴向设置；两个转动盘204分别转动安装在支撑轴203上，转动盘204位于两个端盖202之间；丝杆205转动安装在两个转动盘204之间且与支撑轴203保持平行；螺母206与丝杆205螺纹连接；导向轴207固定安装在两个转动盘204之间且与丝杆205保持平行；滑块208滑动安装在导向轴207上，且与螺母206固定连接；配重组件固定安装在滑块208上；第一驱动电机210和第二驱动电机211均安装在转动盘204上，第一驱动电机210用于驱动转动盘204在支撑轴203上绕轴转动，第二驱动电机211用于驱动丝杆205绕轴转动。
29.本实施例提供的一种水下无人潜航器，与现有技术相比，进排水系统1通过进水和排水操作来实现该水下无人潜航器的上浮与下沉。重心调节系统2包括：重心调节仓201、两个端盖202、支撑轴203、两个转动盘204、丝杆205、螺母206、导向轴207、滑块208、配重组件、第一驱动电机210和第二驱动电机211。两个端盖202安装在重心调节仓201轴向的两端开口。支撑轴203固定安装在两个端盖202之间。两个转动盘204转动安装在支撑轴203上。丝杆205和导向轴207均安装在两个转动盘204上，丝杆205上安装有螺母206，导向轴207上安装有滑块208，滑块208与螺母206固定连接，配重组件安装在滑块208上，第一驱动电机210和第二驱动电机211均安装在端盖202上。当需要调节该水下无人潜航器重心的横向位置时，第一驱动电机210驱动转动盘204绕支撑轴203转动，通过导向轴207和滑块208带动配重组件绕支撑轴203的轴向转动，从而改变该水下无人潜航器重心的横向位置；当需要调节该水下无人潜航器重心的纵向位置时，第二驱动电机211驱动丝杆205绕轴转动，通过螺母206和滑块208带动配重组件沿支撑轴203的轴向做直线运动，从而改变该水下无人潜航器重心的纵向位置。本技术的一种水下无人潜航器将原来的纵向调节机构和横向调节机构集成到了一起，纵向调节机构和横向调节机构共用一个配重，所以大大缩短了水下无人潜航器的长
度尺寸。
30.本实施例中，由于端盖202的数量为两个，所以第一驱动电机210和第二驱动电机211可以安装在同一个端盖202上，也可以分别安装不同的端盖202上。重心调节仓201为圆柱状。端盖202固定安装在重心调节仓201的内部。
31.在一些实施例中，请参阅图4及图5，第一驱动电机210的输出轴上安装有驱动齿轮212，支撑轴203上安装有与驱动齿轮212啮合的从动齿轮213。本实施例中，第一驱动电机210安装在端盖202靠近配重组件的一侧，并且第一驱动电机210的输出轴与支撑轴203的轴向保持平行。第一驱动电机210的输出轴贯穿整个端盖202。驱动齿轮212固定安装在第一驱动电机210的输出轴上。支撑轴203上安装有与驱动齿轮212啮合的从动齿轮213，从动齿轮213与支撑轴203通过键连接。驱动齿轮212和从动齿轮213构成行星轮机构，所以第一驱动电机210工作时能够带动转动盘204在支撑轴203上转动。由于配重组件通过滑块208和导向轴207与转动盘204连接，所以当转动盘204转动时，可以带动配重组件同步转动。
32.在一些实施例中，请参阅图4及图5，导向轴207的数量为两个，对称布置在丝杆205的两侧。本实施例中，滑块208的两端分别与两个导向轴207滑动配合。滑块208的中心对应设有用于避让丝杆205的让位槽。两个导向轴207同时对滑块208进行导向，保证了滑块208运行过程中的稳定性。由于两个导向轴207对称布置在丝杆205的两侧，所以当丝杆205通过螺母206驱动配重组件运动时，配重组件的受力更加平衡。
33.在一些实施例中，请参阅图4，配重组件包括支撑板214和配重件215；支撑板214固定在滑块208靠近支撑轴203的一侧，配重件215固定安装在支撑板214背离滑块208的一侧。本实施例中，配重组件位于滑块208靠近支撑轴203的一侧，丝杆205和导向轴207均位于配重组件的外侧，从而避免配重组件在运动过程中与重心调节仓201内的其他部件发生碰撞。滑块208的数量为两个，沿导向轴207的轴向设置。螺母206的数量是一个，与其中一个滑块208通过螺栓固定连接。
34.在一些实施例中，请参阅图4，配重件215为电源件，电源件分别与第一驱动电机210和第二驱动电机211通过导线连接。本实施例中，将电源件作为配重件215，无需设置其他配重件215，节省了零部件的数量，并且将电源件放置在支撑板214，合理利用了重心调节仓201内的空间，使得结构更加紧凑。
35.在一些实施例中，请参阅图1、图6及图7，进排水系统1包括进排水仓101、活塞102、螺杆103和第三驱动电机104；进排水仓101上开设有进排水孔105，活塞102与进排水仓101的内壁滑动配合，螺杆103与活塞102通过螺纹连接；第三驱动电机104固定安装在进排水仓101的内部，用于驱动螺杆103绕轴转动。本实施例中，进排水仓101为圆柱状。进排水仓101的底部开设有进排水孔105。活塞102将进排水仓101的内腔分隔为两个腔体。进排水孔105和第三驱动电机104分别对应两个腔体。第三驱动电机104的输出轴通过联轴器与螺杆103固定连接。螺杆103的另一端与活塞102通过螺纹连接。活塞102在进排水仓101能只能沿进排水仓101的轴向做直线运动。第三驱动电机104通过驱动螺杆103转动，从而带动活塞102沿进排水仓101的轴向往复运动，进而实现进排水操作。
36.在一些实施例中，请参阅图1、图3、图6、图8及图9，进排水仓101和重心调节仓201之间通过两个半圆形压板3固定连接，进排水仓101和重心调节仓201的外周分别设有第一卡槽301和第二卡槽302，半圆形压板3的内壁上对应设有与第一卡槽301和第二卡槽302配
合安装的第一锁紧钩303和第二锁紧钩304。本实施例中，两个半圆形压板3扣合在一起构成一个完整的圆环。该圆环套装在进排水仓101和重心调节仓201的外侧。半圆形压板3为金属材质，例如45钢。进排水仓101与重心调节仓201的外径相同。进排水仓101和重心调节仓201的连接端的外周分别开设有第一卡槽301和第二卡槽302。半圆形压板3的内壁设有与第一卡槽301和第二卡槽302相匹配的第一锁紧钩303和第二锁紧钩304，第一锁紧钩303和第二锁紧钩304的结构相同，均为半圆形凸起。两个半圆形压板3通过第一卡槽301与第一锁紧钩303的配合安装以及第二卡槽302与第二锁紧钩304的配合安装，从而将进排水仓101和重心调节仓201进行固定连接。两个半圆形压板3仅能够对进排水仓101和重心调节仓201的轴向进行限制，所以在进排水仓101和重心调节仓201之间还安装有定位块，进排水仓101和重心调节仓201上分别设有安装定位块的定位槽。定位块能够限制进排水仓101和重心调节仓201的轴向转动。
37.在一些实施例中，请参阅图10，两个半圆形压板3之间通过卡箍305连接，卡箍305套装在半圆形压板3的外侧。本实施例中，卡箍305是连接带沟槽的管件、阀门以及管路配件的一种连接装置，卡箍305用在对接头之间起紧箍连接作用，一般接头带有垫片，橡胶，硅胶和四氟。卡箍305大的性能良好，密封度高，安装简易。两个半圆形压板3的外周面上设有用于安装卡箍305的环形凹槽，从而对卡箍305进行定位，同时能够防止卡箍305沿半圆形压板3的轴向发生位移。
38.在一些实施例中，请参阅图1，重心调节仓201的外壁上安装有固定翼216。本实施例中，固定翼216与重心调节仓201的轴向保持平行，并且位于重心调节仓201的顶部。固定翼216与重心调节仓201通过焊接或者螺钉固定。通过在重心调节仓201的外壁上安装固定翼216，进一步提高了该水下无人潜航器运行过程中的稳定性。
39.在一些实施例中，请参阅图1，固定翼216上设有吊装孔217。本实施例中，吊装孔217为通孔。吊装孔217与固定翼216的侧壁保持垂直。起吊装置的吊钩可以勾出吊装孔217，从而将该水下无人潜航器进行搬运。
40.需要说明的是，本技术的水下无人潜航器还包括其他仓体，重心调节仓201和/或进排水仓101与其他仓体之间的连接方式，与重心调节仓201和进排水仓101的连接方式相同。
41.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种水下无人潜航器，包括：沿轴向依次设置的进排水系统和重心调节系统，其特征在于，所述重心调节系统包括：重心调节仓、两个端盖、支撑轴、两个转动盘、丝杆、螺母、导向轴、滑块、配重组件、第一驱动电机和第二驱动电机；两个所述端盖安装在所述重心调节仓轴向的两端，用于封堵所述重心调节仓轴向的两端开口；所述支撑轴固定安装在两个所述端盖之间，所述支撑轴沿所述重心调节仓的轴向设置；两个所述转动盘分别转动安装在所述支撑轴上，所述转动盘位于两个所述端盖之间；所述丝杆转动安装在两个所述转动盘之间且与所述支撑轴保持平行；所述螺母与所述丝杆螺纹连接；所述导向轴固定安装在两个所述转动盘之间且与所述丝杆保持平行；所述滑块滑动安装在所述导向轴上，且与所述螺母固定连接；所述配重组件固定安装在所述滑块上；所述第一驱动电机和所述第二驱动电机均安装在所述转动盘上，所述第一驱动电机用于驱动所述转动盘在所述支撑轴上绕轴转动，所述第二驱动电机用于驱动所述丝杆绕轴转动。2.如权利要求1所述的一种水下无人潜航器，其特征在于，所述第一驱动电机的输出轴上安装有驱动齿轮，所述支撑轴上安装有与所述驱动齿轮啮合的从动齿轮。3.如权利要求1所述的一种水下无人潜航器，其特征在于，所述导向轴的数量为两个，对称布置在所述丝杆的两侧。4.如权利要求1所述的一种水下无人潜航器，其特征在于，所述配重组件包括支撑板和配重件；所述支撑板固定在所述滑块靠近所述支撑轴的一侧，所述配重件固定安装在所述支撑板背离所述滑块的一侧。5.如权利要求4所述的一种水下无人潜航器，其特征在于，所述配重件为电源件，所述电源件分别与所述第一驱动电机和所述第二驱动电机通过导线连接。6.如权利要求1所述的一种水下无人潜航器，其特征在于，所述进排水系统包括进排水仓、活塞、螺杆和第三驱动电机；所述进排水仓上开设有进排水孔，所述活塞与所述进排水仓的内壁滑动配合，所述螺杆与所述活塞通过螺纹连接；所述第三驱动电机固定安装在所述进排水仓的内部，用于驱动所述螺杆绕轴转动。7.如权利要求6所述的一种水下无人潜航器，其特征在于，所述进排水仓和所述重心调节仓之间通过两个半圆形压板固定连接，所述进排水仓和所述重心调节仓的外周分别设有第一卡槽和第二卡槽，所述半圆形压板的内壁上对应设有与所述第一卡槽和所述第二卡槽配合安装的第一锁紧钩和第二锁紧钩。8.如权利要求7所述的一种水下无人潜航器，其特征在于，两个所述半圆形压板之间通过卡箍连接，所述卡箍套装在所述半圆形压板的外侧。9.如权利要求1所述的一种水下无人潜航器，其特征在于，所述重心调节仓的外壁上安装有固定翼。10.如权利要求9所述的一种水下无人潜航器，其特征在于，所述固定翼上设有吊装孔。

技术总结
本实用新型提供了一种水下无人潜航器，属于潜航器技术领域，包括沿轴向依次设置的进排水系统和重心调节系统，重心调节系统包括：重心调节仓、两个端盖、支撑轴、两个转动盘、丝杆、螺母、导向轴、滑块、配重组件、第一驱动电机和第二驱动电机。本实用新型提供的一种水下无人潜航器，将原来的纵向调节机构和横向调节机构集成到了一起，纵向调节机构和横向调节机构共用一个配重，所以大大缩短了水下无人潜航器的长度尺寸。长度尺寸。长度尺寸。


技术研发人员：何隆 张亚 白宇 王禹
受保护的技术使用者：中北大学
技术研发日：2022.11.30
技术公布日：2023/3/14