專利名稱：雙體潛水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水下無(wú)人探測(cè)裝置，尤其涉及用于水下科學(xué)探測(cè)、水下調(diào)查、目標(biāo)搜索等工作的潛水器。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的水下無(wú)人探測(cè)器主要包括自治式潛水器(AUV)和纜控潛水器(R0V)。纜控潛水器(ROV) —般采用開(kāi)架式潛水器載體，通過(guò)臍帶纜提供動(dòng)力；開(kāi)架式潛水器載體阻力大，操縱性能較低，同時(shí)臍帶動(dòng)力纜對(duì)潛水器本體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生很大的水動(dòng)力擾動(dòng)。無(wú)纜自治式潛水器(AUV)，不能進(jìn)行水下圖像的實(shí)時(shí)傳輸，其一般采用魚(yú)雷形潛水器載體，航行阻力小， 但在低速時(shí)回轉(zhuǎn)時(shí)容易發(fā)生橫滾，影響探測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量，尤其是對(duì)深度/高度數(shù)據(jù)的影響較大。另外，無(wú)纜自治式潛水器一般僅使用單一的主推進(jìn)器和艉控制翼，在前進(jìn)速度為零時(shí)無(wú)法進(jìn)行垂直面機(jī)動(dòng)；而只能通過(guò)改變攻角，并施于一定的航速，才能完成上浮或下潛。進(jìn)行水下復(fù)雜地形科學(xué)探測(cè)、有層次的水深測(cè)量、目標(biāo)搜索等要求水下無(wú)人探測(cè)器覆蓋垂直面和水平面的速度范圍，平穩(wěn)地跟蹤海底起伏地形、提供縱搖和橫搖同等級(jí)的穩(wěn)定性。顯然，傳統(tǒng)的水下無(wú)人探測(cè)器無(wú)法滿足水下科學(xué)探測(cè)、水下調(diào)查、目標(biāo)搜索的使命要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服上述現(xiàn)有水下潛水器不能零航速機(jī)動(dòng)、原地回轉(zhuǎn)、容易發(fā)生橫滾以及動(dòng)力臍帶纜擾動(dòng)大等缺陷，提供一種雙體潛水器，其可零航速機(jī)動(dòng)， 能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)水平面和垂直面低速機(jī)動(dòng)，能耗低，可由水面遙控，也可自主航行，并可在較大范圍進(jìn)行水下搜索探測(cè)。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案
雙體潛水器，包括潛水器載體及其水面遙控裝置，潛水器載體上安裝電源及推力器，所述潛水器載體為兩個(gè)對(duì)稱的流線形單體構(gòu)成，所述兩個(gè)流線形單體之間通過(guò)連接件連接； 所述兩個(gè)流線形單體的艉部分別安裝水平向推力器；潛水器舯部安裝垂直向推力器；潛水器艏部安裝攝像及成像裝置。進(jìn)一步的技術(shù)方案在于
每個(gè)流線形單體的高度大于其寬度；每個(gè)流線形單體艉部殼體為一流線形殼體，尾端面為平面；每個(gè)流線形單體艏部殼體的特征為上部殼體及下部殼體分別為球面，中間部位殼體為一弓形柱面，所述球面殼體與弓形柱面殼體分別平滑連接；所述每個(gè)流線形單體的艉部殼體與艏部殼體之間為潛水器載體的舯部殼體，所述舯部殼體截面的上面部位及下面部位分別為圓弧面，中間部位為平面；
潛水器載體的下部位置安裝無(wú)動(dòng)力下潛或上浮的壓載體；所述壓載體為鐵質(zhì)材料體； 所述水平向推力器的軸線分別通過(guò)兩個(gè)流線形單體的型心線，所述垂直向推力器的軸線為豎直方向并通過(guò)潛水器的重心。
本發(fā)明的技術(shù)效果在于
1.本發(fā)明采用兩個(gè)對(duì)稱及具有特殊設(shè)計(jì)的流線形潛水器載體，由于其潛水器載體結(jié)構(gòu)和水動(dòng)力布局的特點(diǎn)，使得本發(fā)明在前進(jìn)速度為零時(shí)也能機(jī)動(dòng)，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)水平面和垂直面低速機(jī)動(dòng)，為完成水下復(fù)雜地形的科學(xué)觀測(cè)、進(jìn)行有層次的水深測(cè)量提供了技術(shù)手段。2.本發(fā)明水平向推力器的軸線分別通過(guò)兩個(gè)流線形單體的型心線，所述垂直向推力器的軸線為豎直方向并通過(guò)潛水器的重心，以及設(shè)計(jì)的雙體流線形外殼，因此增強(qiáng)了縱搖和橫搖同等級(jí)的穩(wěn)定性，具有更低的拖弋阻力，因而在水下探測(cè)過(guò)程中能耗低、探測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量高，適用于大范圍的水下探測(cè)任務(wù)。3.雙體平臺(tái)結(jié)構(gòu)，提供了合理的設(shè)備布置空間和觀察作業(yè)視覺(jué)空間。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)的俯視示意圖。圖2為圖1的A-A向視圖。圖3為圖1中的B-B向視圖。
具體實(shí)施例方式見(jiàn)圖1、圖2、圖3，本發(fā)明包括潛水器載體及其水面遙控裝置，潛水器載體上安裝電源及推力器。所述潛水器載體為兩個(gè)對(duì)稱的流線形單體構(gòu)成，所述兩個(gè)流線形單體之間通過(guò)連接件12連接；所述兩個(gè)流線形單體的艉部2分別安裝水平向推力器1 ；潛水器舯部 3安裝垂直向推力器；潛水器艏部安裝攝像裝置7及其照明燈6和13。本發(fā)明每個(gè)流線形單體的高度大于其寬度；每個(gè)流線形單體艉部2為一流線形殼體，尾端面為平面；每個(gè)流線形單體的艏部殼體5的特征為上部殼體及下部殼體分別為球面，中間部位殼體為一弓形柱面，所述球面殼體與弓形柱面殼體分別平滑連接；所述每個(gè)流線形單體的艉部殼體2與艏部殼體5之間為潛水器載體的舯部殼體3，所述舯部殼體截面的上面部位及下面部位分別為圓弧面14，中間部位為平面。如圖1至圖3所示，兩個(gè)流線形單體分別安裝蓄電池箱4以及9，分別為推力器的動(dòng)力電池以及控制儀器的電池。LED燈13、石英鹵素?zé)?以及攝像機(jī)7布置在兩個(gè)流線形單體艏部之間。成像聲納8裝置在右側(cè)潛水器載體艏部上方，發(fā)射面朝向艏部前方。水平向推力器1有兩只，分別對(duì)稱布置在兩個(gè)流線形單體的艉部，兩個(gè)推力器1的軸線分別通過(guò)兩個(gè)流線形單體的型心線(形體的中心線)。垂直向推力器10的軸線為豎直方向，并通過(guò)兩個(gè)流線形單體的重心。垂向推力器10控制潛水器在海中運(yùn)動(dòng)。通過(guò)兩個(gè)水平推力器1，可實(shí)現(xiàn)潛器的前進(jìn)/后退，通過(guò)兩個(gè)水平推力器1錯(cuò)車(錯(cuò)車兩個(gè)推力器1的轉(zhuǎn)向相反，一個(gè)正轉(zhuǎn)，另一個(gè)反轉(zhuǎn))時(shí)，潛水器可實(shí)現(xiàn)原地回轉(zhuǎn)，潛水器有航速時(shí)通過(guò)兩個(gè)水平推力器1的推力合理匹配獲得適宜的回轉(zhuǎn)半徑。垂向推力器10可實(shí)現(xiàn)潛水器的上浮或下潛。如圖3所示，鐵塊15為潛水器下潛的壓載體，實(shí)現(xiàn)無(wú)動(dòng)力下潛，鐵塊15由固定于潛水器連接架的電磁鐵吸引固定。在潛水器載體上安裝有水深度傳感器、航向傳感器、導(dǎo)航傳感器，傳感信號(hào)進(jìn)入潛水器上的嵌入式計(jì)算機(jī)后，經(jīng)由光端機(jī)串口及光纖微纜傳至水面；推力器1的控制信號(hào)也由所述嵌入式計(jì)算機(jī)輸出；聲納信號(hào)直接進(jìn)入光端機(jī)的串口后經(jīng)由光線微纜傳至水面；攝像機(jī)信號(hào)直接進(jìn)入光端機(jī)的視頻接口后經(jīng)由光線微纜傳至水面。其中水面部分(安裝在操控盒內(nèi))的控制操縱桿信號(hào)、控制面板信號(hào)進(jìn)入水面嵌入式計(jì)算機(jī)后，經(jīng)由光端機(jī)串口及光纖微纜傳至水下；來(lái)自水下攝像機(jī)的視頻信號(hào)、來(lái)自水下的聲納信號(hào)經(jīng)由水面嵌入式計(jì)算機(jī)壓縮、存儲(chǔ)，同時(shí)送至顯示器顯示。圖3中11為安置上述電控裝置的電子艙。
本發(fā)明是一種自帶動(dòng)力電池的潛水器，為節(jié)省能源消耗，上浮下潛采用無(wú)動(dòng)力方式。安全性是潛水器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵要素之一，本發(fā)明的安全性特征是潛水器載體自身在水下通常具有一定的正浮力，一旦拋棄壓載體15，潛水器會(huì)自行上浮而無(wú)須動(dòng)力。如果發(fā)生光纜意外斷裂，控制系統(tǒng)會(huì)使得電磁鐵斷電，潛水器會(huì)自動(dòng)拋棄壓載體15而上?。换蛘邼撍髂茉春谋M，控制系統(tǒng)也會(huì)使電磁鐵斷電，壓載體自行脫落，潛水器也能自行上浮。
權(quán)利要求
1.雙體潛水器，包括潛水器載體及其水面遙控裝置，潛水器載體上安裝電源及推力器， 其特征在于所述潛水器載體為兩個(gè)對(duì)稱的流線形單體構(gòu)成，所述兩個(gè)流線形單體之間通過(guò)連接件連接；所述兩個(gè)流線形單體的艉部分別安裝水平向推力器；潛水器舯部安裝垂直向推力器；潛水器艏部安裝攝像及成像裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的雙體潛水器，其特征在于每個(gè)流線形單體的高度大于其寬度； 每個(gè)流線形單體艉部殼體為一流線形殼體，尾端面為平面；每個(gè)流線形單體艏部殼體的特征為上部殼體及下部殼體分別為球面，中間部位殼體為一弓形柱面，所述球面殼體與弓形柱面殼體分別平滑連接；所述每個(gè)流線形單體的艉部殼體與艏部殼體之間為潛水器載體的舯部殼體，所述舯部殼體截面的上面部位及下面部位分別為圓弧面，中間部位為平面。
3.如權(quán)利要求1所述的雙體潛水器，其特征在于潛水器載體的下部位置安裝無(wú)動(dòng)力下潛或上浮的壓載體。
4.如權(quán)利要求3所述的雙體潛水器，其特征在于所述壓載體為鐵質(zhì)材料體。
5.如權(quán)利要求1所述的雙體潛水器，其特征在于所述水平向推力器的軸線分別通過(guò)兩個(gè)流線形單體的型心線，所述垂直向推力器的軸線為豎直方向并通過(guò)潛水器的重心。
全文摘要
本發(fā)明涉及雙體潛水器，包括潛水器載體及其水面遙控裝置，潛水器載體上安裝電源及推力器，所述潛水器載體為兩個(gè)對(duì)稱的流線形單體構(gòu)成，所述兩個(gè)流線形單體之間通過(guò)連接件連接；所述兩個(gè)流線形單體的艉部分別安裝水平向推力器；潛水器舯部安裝垂直向推力器；潛水器艏部安裝攝像及成像裝置。本發(fā)明可零航速機(jī)動(dòng)，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)水平面和垂直面低速機(jī)動(dòng)，能耗低，穩(wěn)定性好，可由水面遙控，也可自主航行，可在較大范圍進(jìn)行水下搜索探測(cè)。
文檔編號(hào)B63C11/52GK102351032SQ20111024127
公開(kāi)日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月22日
發(fā)明者張文忠, 徐鵬飛, 楊申申, 王磊, 謝俊元, 馬利斌, 高波 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七○二研究所