本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種用于小型水下航行器的沉浮裝置，由活塞機構(gòu)和傳動機構(gòu)組成，活塞機構(gòu)的吸排水圓筒密封端與水管固連，吸排水口位于航行器殼體前底部，吸排水圓筒敞開端與U形支架固連，U形支架內(nèi)兩側(cè)有支架中間橫板，左右支架與U形支架固連，齒條與十字板固連，兩配重鉛塊固定在十字板兩側(cè)下部，且與十字板的橫板形成凹槽，十字板與兩配重鉛塊分別穿過支架中間橫板自由滑動，十字板與橡膠活塞固連，位于吸排水圓筒內(nèi)。傳動機構(gòu)的電機帶動主動齒輪與四級從動雙聯(lián)齒輪轉(zhuǎn)動，并與齒條嚙合，齒條帶動十字板與橡膠活塞運動，十字板和橡膠活塞運動時調(diào)節(jié)航行器重心。排水吸水時產(chǎn)生作用力促進航行器的姿態(tài)調(diào)節(jié)，實現(xiàn)航行器的沉浮。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種用于小型水下航行器的沉浮裝置
本專利技術(shù)屬于小型水下航行器
，具體地說，涉及一種用于低速小型水下航行器的沉浮裝置。
技術(shù)介紹
水下航行器沉浮的實現(xiàn)方式中包括增加航行器重力和航行器姿態(tài)傾斜，沉浮調(diào)節(jié)裝置包括重力調(diào)節(jié)裝置和重心調(diào)節(jié)裝置，是水下航行器浮沉系統(tǒng)的重要組成部分。沉浮調(diào)節(jié)裝置安裝在航行器內(nèi)部，通過改變航行器的質(zhì)量以及航行器重心的前后或鰭舵的姿態(tài)，來調(diào)節(jié)重力和姿態(tài)實現(xiàn)航行器的下潛或上浮。現(xiàn)有的沉浮調(diào)節(jié)裝置多為單一的重心或重力調(diào)節(jié)裝置，或者重心、重力調(diào)節(jié)兩個裝置同時工作，重心調(diào)節(jié)多采用電機帶動，通過改變絲杠上配重塊的前后位置實現(xiàn)，重力調(diào)節(jié)多采用高壓水泵向水倉中吸排水或活塞推動缸體吸排水改變航行器質(zhì)量的方式，從而改變航行器重力。 專利CN203581367U中涉及一種皮囊倉和控制閥組成的單向浮力調(diào)節(jié)裝置，裝置僅適用于單向浮力調(diào)節(jié)，不適用小型航行器沉浮調(diào)節(jié)。專利CN103085952A中公開了一種由活塞和排水腔組成可調(diào)節(jié)重力和姿態(tài)的裝置，但是姿態(tài)調(diào)節(jié)效果較差。專利CN2868840Y中描述了一種由電機和活塞筒組成的沉浮調(diào)節(jié)裝置，僅通過調(diào)節(jié)航行器重力改變航行器沉浮狀態(tài)，效果較差，而且航行器游動不靈活。專利CN102442417A中介紹了一種由空氣泵和氣囊組成的沉浮調(diào)節(jié)裝置，可調(diào)節(jié)浮力和姿態(tài)，但是占用體積較大，功耗大。專利CN203581366U中公開了一種由液壓泵驅(qū)動活塞在缸體中運動的浮力調(diào)節(jié)裝置，體積和功耗大，僅適用于較大的航行器。使用單一的調(diào)節(jié)重力或質(zhì)心的裝置時，航行器下沉上浮緩慢，效果差，影響航行器的靈活性；兩個裝置同時工作占用空間較大，而且兩個裝置需要兩套動力系統(tǒng)，增大了功耗，兩套系統(tǒng)的協(xié)同配合也增加了控制難度，不適用于小功率的小型水下航行器。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為了避免現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，克服航行器沉浮裝置的體積和功耗大，沉浮效果差的問題，本專利技術(shù)提出一種用于小型水下航行器的沉浮裝置。 本專利技術(shù)解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:包括活塞機構(gòu)、傳動機構(gòu)，航行器殼體，其特點是，所述活塞機構(gòu)包括水管、配重鉛塊、支架中間橫板、吸排水口、吸排水圓筒、橡膠活塞、十字板、齒條、左支架、U形支架、右支架，吸排水圓筒密封端有通孔與水管固連，吸排水口位于航行器殼體前底部，吸排水圓筒敞開端與U形支架固連，U形支架內(nèi)兩側(cè)固定有支架中間橫板，左支架與右支架位于U形支架的上部，左右支架分別與U形支架固定連接，齒條位于十字板上一側(cè)，齒條與十字板通過螺栓固連，兩個配重鉛塊固連在十字板兩側(cè)下部，且與十字板的橫板形成凹槽，十字板與兩個配重鉛塊穿過支架中間橫板自由滑動，十字板與橡膠活塞固連，位于吸排水圓筒內(nèi)； 所述傳動機構(gòu)包括第四從動雙聯(lián)齒輪、第三從動雙聯(lián)齒輪、第二從動雙聯(lián)齒輪、第一從動雙聯(lián)齒輪、主動齒輪、電機、第一齒輪軸、第二齒輪軸、第三齒輪軸、第四齒輪軸，電機位于左支架與右支架之間，固定在右支架上，主動齒輪與電機輸出軸固連，第一齒輪軸位于電機的下方，第一齒輪軸、第二齒輪軸、第三齒輪軸、第四齒輪軸分別通過軸承固定在左支架和右支架上，且四根齒輪軸位于同一平面等間距安裝，第一從動雙聯(lián)齒輪與第一齒輪軸固連，第二從動雙聯(lián)齒輪與第二齒輪軸固連，第三從動雙聯(lián)齒輪與第三齒輪軸固連，第四從動雙聯(lián)齒輪與第四齒輪軸固連，四級從動雙聯(lián)齒輪分別包括大齒輪和小齒輪，小齒輪位于大齒輪同一側(cè)，且大齒輪與小齒輪同軸固連；主動齒輪與第一從動雙聯(lián)齒輪的大齒輪哨合，第一從動雙聯(lián)齒輪的小齒輪與第二從動雙聯(lián)齒輪的大齒輪嚙合，第二從動雙聯(lián)齒輪的小齒輪與第三從動雙聯(lián)齒輪的大齒輪嚙合，第三從動雙聯(lián)齒輪的小齒輪與第四從動雙聯(lián)齒輪的大齒輪嚙合，第四從動雙聯(lián)齒輪的小齒輪與齒條嚙合，齒條帶動十字板與橡膠活塞運動。 四級從動雙聯(lián)齒輪的大齒輪與小齒輪的齒數(shù)比為3:1。 有益效果 本專利技術(shù)提出的用于小型水下航行器的沉浮裝置。沉浮裝置體積小，可實現(xiàn)航行器的高效沉浮。沉浮裝置后部的吸排水圓筒在傳動機構(gòu)推動活塞機構(gòu)運動時吸水或者排水，吸排水圓筒中的水量改變，從而改變航行器重力。改變航行器的重力使航行器產(chǎn)生向下或向上的加速度來實現(xiàn)航行器沉浮；同時在十字板和橡膠活塞運動時，與十字板固定在一起的兩個配重鉛塊隨之運動，調(diào)節(jié)航行器重心。由于航行器的浮心不變，改變航行器的重心，從而改變航行器的姿態(tài)；在航行器運行過程中，姿態(tài)的改變會使航行器產(chǎn)生向下或者向上的速度分量，從而實現(xiàn)航行器的沉浮。 本專利技術(shù)水下航行器的沉浮裝置的吸排水口口徑小，水流經(jīng)橡膠活塞作用從吸排水圓筒中高速吸入或排出，且吸排水口位置在航行器殼體前底部，吸水排水時產(chǎn)生作用力促進航行器的姿態(tài)調(diào)節(jié)。 本專利技術(shù)水下航行器的沉浮裝置的初始狀態(tài)為橡膠活塞位于吸排水圓筒中間部位，吸排水圓筒中儲存有一半水液體；電機順時針轉(zhuǎn)動時，傳動機構(gòu)帶動十字板和橡膠活塞向前運動，吸排水圓筒吸水，航行器重力增加，使航行器具有下沉加速度；同時位于十字板上的配種鉛塊隨十字板向航行器前部運動，使航行器具有頭部向下的航行姿態(tài)，運行過程中產(chǎn)生下沉速度，且吸排水圓筒吸水時，由于快速吸水產(chǎn)生作用力使航行器頭部向下，促進姿態(tài)改變進程，三重因素作用使航行器高效下沉。電機逆時針轉(zhuǎn)動時情況相反，三重因素作用使航行器快速上浮。 【附圖說明】 下面結(jié)合附圖和實施方式對本專利技術(shù)一種用于小型水下航行器的沉浮裝置作進一步詳細說明。 圖1為本專利技術(shù)水下航行器的沉浮裝置示意圖。 圖2為本專利技術(shù)水下航行器的沉浮裝置左視圖。 圖3為本專利技術(shù)水下航行器的沉浮裝置軸測圖。 圖4為本專利技術(shù)水下航行器的沉浮裝置的活塞機構(gòu)示意圖。 圖5為本專利技術(shù)水下航行器的沉浮裝置的傳動機構(gòu)示意圖。 圖6為本專利技術(shù)水下航行器的沉浮裝置安裝部位示意圖。 圖中: 1.水管2.配重鉛塊3.支架中間橫板4.吸排水口 5.吸排水圓筒6.橡膠活塞7.十字板8.齒條9.第四從動雙聯(lián)齒輪10.第三從動雙聯(lián)齒輪11.第二從動雙聯(lián)齒輪12.第一從動雙聯(lián)齒輪13.主動齒輪14.左支架15.U形支架16.電機17.右支架 18.第一齒輪軸19.第二齒輪軸20.第三齒輪軸21.第四齒輪軸22.航行器殼體 【具體實施方式】 本實施例是一種用于小型水下航行器的沉浮裝。 參閱圖1?圖6，本實施例水下航行器的沉浮裝置，由活塞機構(gòu)、傳動機構(gòu)和航行器殼體22組成。其中，活塞機構(gòu)包括水管1、配重鉛塊2、支架中間橫板3、吸排水口 4、吸排水圓筒5、橡膠活塞6、十字板7、齒條8、左支架14、U形支架15、右支架17 ;吸排水圓筒5密封端有通孔與水管I固定連接，水管I的吸排水口 4安裝在航行器殼體22前底部，吸排水圓筒5敞開端與U形支架15固連，U形支架15內(nèi)兩側(cè)壁上固定有支架中間橫板3，左支架14與右支架17位于U形支架15的上部，左支架14與右支架17分別與U形支架15固定連接，齒條8安裝在十字板7上一側(cè)，齒條8與十字板7通過螺栓固連，兩個配重鉛塊2固連在十字板7兩側(cè)下部，且與十字板7的橫板形成凹槽，十字板7與兩個配重鉛塊2分別穿過支架中間橫板3前后自由滑動；十字板7與橡膠活塞6固定連接，固定后插入吸排水圓筒5內(nèi)。 傳動機構(gòu)由第四從動雙聯(lián)齒輪9、第三從動雙聯(lián)齒輪10、第二從動雙聯(lián)齒輪11、第一從動雙聯(lián)齒輪12、主本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種用于小型水下航行器的沉浮裝置，包括活塞機構(gòu)、傳動機構(gòu)，航行器殼體，其特征在于:所述活塞機構(gòu)包括水管、配重鉛塊、支架中間橫板、吸排水口、吸排水圓筒、橡膠活塞、十字板、齒條、左支架、U形支架、右支架，吸排水圓筒密封端有通孔與水管固連，吸排水口位于航行器殼體前底部，吸排水圓筒敞開端與U形支架固連，U形支架內(nèi)兩側(cè)固定有支架中間橫板，左支架與右支架位于U形支架的上部，左右支架分別與U形支架固定連接，齒條位于十字板上一側(cè)，齒條與十字板通過螺栓固連，兩個配重鉛塊固連在十字板兩側(cè)下部，且與十字板的橫板形成凹槽，十字板與兩個配重鉛塊穿過支架中間橫板自由滑動，十字板與橡膠活塞固連，位于吸排水圓筒內(nèi)；所述傳動機構(gòu)包括第四從動雙聯(lián)齒輪、第三從動雙聯(lián)齒輪、第二從動雙聯(lián)齒輪、第一從動雙聯(lián)齒輪、主動齒輪、電機、第一齒輪軸、第二齒輪軸、第三齒輪軸、第四齒輪軸,電機位于左支架與右支架之間，固定在右支架上，主動齒輪與電機輸出軸固連，第一齒輪軸位于電機的下方,第一齒輪軸、第二齒輪軸、第三齒輪軸、第四齒輪軸分別通過軸承固定在左支架和右支架上，且四根齒輪軸位于同一平面等間距安裝,第一從動雙聯(lián)齒輪與第一齒輪軸固連，第二從動雙聯(lián)齒輪與第二齒輪軸固連，第三從動雙聯(lián)齒輪與第三齒輪軸固連，第四從動雙聯(lián)齒輪與第四齒輪軸固連，四級從動雙聯(lián)齒輪分別包括大齒輪和小齒輪,小齒輪位于大齒輪同一側(cè),且大齒輪與小齒輪同軸固連；主動齒輪與第一從動雙聯(lián)齒輪的大齒輪嚙合，第一從動雙聯(lián)齒輪的小齒輪與第二從動雙聯(lián)齒輪的大齒輪嚙合，第二從動雙聯(lián)齒輪的小齒輪與第三從動雙聯(lián)齒輪的大齒輪嚙合，第三從動雙聯(lián)齒輪的小齒輪與第四從動雙聯(lián)齒輪的大齒輪嚙合，第四從動雙聯(lián)齒輪的小齒輪與齒條嚙合，齒條帶動十字板與橡膠活塞運動。...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于小型水下航行器的沉浮裝置，包括活塞機構(gòu)、傳動機構(gòu)，航行器殼體，其特征在于: 所述活塞機構(gòu)包括水管、配重鉛塊、支架中間橫板、吸排水口、吸排水圓筒、橡膠活塞、十字板、齒條、左支架、U形支架、右支架，吸排水圓筒密封端有通孔與水管固連，吸排水口位于航行器殼體前底部，吸排水圓筒敞開端與U形支架固連，U形支架內(nèi)兩側(cè)固定有支架中間橫板，左支架與右支架位于U形支架的上部，左右支架分別與U形支架固定連接，齒條位于十字板上一側(cè)，齒條與十字板通過螺栓固連，兩個配重鉛塊固連在十字板兩側(cè)下部，且與十字板的橫板形成凹槽，十字板與兩個配重鉛塊穿過支架中間橫板自由滑動，十字板與橡膠活塞固連，位于吸排水圓筒內(nèi)； 所述傳動機構(gòu)包括第四從動雙聯(lián)齒輪、第三從動雙聯(lián)齒輪、第二從動雙聯(lián)齒輪、第一從動雙聯(lián)齒輪、主動齒輪、電機、第一齒輪軸、第二齒輪軸、第三齒輪軸、第四齒輪軸，電機位于左支架與右支架之間，固...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：胡海豹，劉文旭，楊建平，張寶收，許萌簽，
申請(專利權(quán))人：西北工業(yè)大學，
類型：發(fā)明
國別省市：陜西;61
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