太阳能水下滑翔测量平台的利记博彩app
【专利摘要】本实用新型公开了一种太阳能水下滑翔测量平台，包括壳体，舵机装置、GPS模块和铱星通信模块、姿态调节装置、太阳能供电装置和浮力调节装置，姿态调节装置包括线性模组和模组驱动电机，滚珠丝杆螺母与滚珠丝杆旋合，蓄电池上端与滚珠丝杆螺母下侧固定连接；浮力调节装置包括一对外皮囊、内皮囊、伺服电机和双向齿轮泵。本实用新型虽然没有推进器，也可以在水下自主航行进行作业。在岸上可定时获得海洋观测数据，不需要人为干预。实现海洋垂直面参数的监测，基本上不会受到海面恶劣环境的影响，保证了平台的稳定和安全，节省了人力成本，母船燃料费等大量使用成本。
【专利说明】
太阳能水下滑翔测量平台
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种水下测量平台，特别涉及一种用于海洋水体有关参数监测以及海洋气象观测的水下测量平台，属于船舶与海洋工程技术领域。
【背景技术】
[0002]水下机器人作为一种重要的海洋作业和观测平台，已经在海洋科学研究、海洋资源开发、海洋大气物理和海洋生态等方面得到广泛应用。由于水下机器人自身体积的制约，决定其所带的能源有限，其续航能力也受到限制。目前，一方面水下机器人的能源利用率正在得到提高，另一方面，太阳能，温差能，波浪能等新能源正在研究开发之中，并在水下机器人领域中得到一定的应用。此外，现有的利用浮力驱动的水下滑翔机续航力可以达到数千公里，可以用作优秀的海洋测量平台。然而，水下滑翔机消耗的电能仍然是由其携带的电池供给，限制了该水下滑翔机续航力进一步扩展。另外，现有的水下滑翔机一般采用圆筒壳体和翼板相结合的结构方式，水动力性能较差，滑翔阻力较大，也不利于太阳能电池-板的安装和利用。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种绿色环保、续航力大，操作简单，水动力性能较好且安全可靠，成本低的太阳能水下滑翔测量平台海洋测量平台及潜浮滑翔方法。
[0004]为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是:
[0005]—种太阳能水下滑翔测量平台，包括扁纺锤形壳体，设置在扁纺锤形壳体一端外的舵机装置以及GPS模块和铱星通信模块，设置在扁纺锤形壳体中部内的姿态调节装置，设置在扁纺锤形壳体内部和外侧的太阳能供电装置以及设置在扁纺锤形壳体内的浮力调节装置;所述扁纺锤形壳体由上壳体和下壳体固定连接而成，舵机装置固定在扁纺锤形壳体的尾部外，GPS模块和铱星通信模块与舵机装置固定连接;所述太阳能供电装置包括数块太阳能电池板和蓄电池，数块太阳能电池板固定在上壳体的凹槽中，蓄电池设置在下壳体中部内，太阳能电池板与蓄电池电连接。
[0006]本实用新型的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。
[0007]进一步的，所述姿态调节装置包括线性模组和模组驱动电机，所述线性模组包括滚珠丝杆螺母副，滚珠丝杆两端分别通过轴承支撑在下壳体中部上，轴承通过模组压片固定在下壳体中；模组驱动电机的电机轴与滚珠丝杆一端端头固定连接，滚珠丝杆螺母与滚珠丝杆旋合，蓄电池上端与滚珠丝杆螺母下侧固定连接。进一步的，所述浮力调节装置包括一对外皮囊、内皮囊、伺服电机和双向齿轮栗，一对外皮囊分别设置在扁纺锤形壳体中部两侦抄卜，内皮囊设置在扁纺锤形壳体头部内，伺服电机与双向齿轮栗相连，双向齿轮栗通过电磁阀、油路分配器和相应的油管分别与内皮囊及一对外皮囊相连。
[0008]进一步的，所述扁纺锤形壳体上下侧面均为弧形面，扁纺锤形壳体纵剖面的圆弧半径R和扁纺锤形壳体长度L之比R/L2 0.5。
[0009]进一步的，所述内皮囊形状为梯形体，所述梯形体形状与扁纺锤形壳体头部的形状匹配。
[0010]本实用新型具有以下有益效果:
[0011]本实用新型采用上下侧面均为弧形面的扁纺锤形壳体结构，有效地减小了滑翔阻力，改善了水动力性能。本实用新型上浮到水面上时，固定在上壳体的凹槽中的数块太阳能电池板源源不断地对蓄电池充电，能源获取方式与传统水下机器人相比发生了根本变化，其续航力也是传统水下机器人无法比拟的。本实用新型的浮力调节装置采用一对外皮囊与内皮囊之间的油液流动，使得本实用新型的体积发生变化，从而改变浮力实现其下潜或上浮。本实用新型姿态调节装置采用滚珠丝杆旋转带动滚珠丝杆螺母移动，带动作为配重的蓄电池移动，从而改变本实用新型的重心位置，虽然没有推进器，也可以在水下自主航行进行作业。在岸上可定时获得海洋观测数据，不需要人为干预。实现海洋垂直面参数的监测，基本上不会受到海面恶劣环境的影响，保证了平台的稳定和安全，节省了人力成本，母船燃料费等大量成本。
[0012]本实用新型的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例，是参照附图仅作为例子给出的。
[0013]【附图说明】:
[0014]图1为本实用新型的结构不意图；
[0015]图2为图1的俯视图；
[0016]图3为本实用新型拆去上壳体的俯视图；
[0017]图4为本实用新型上浮状态图；
[0018]图5为本实用新型下潜状态图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
[0020]如图1?图5所示，本实用新型包括扁纺锤形壳体I，设置在扁纺锤形壳体I右端外的舵机装置2以及GPS模块和铱星通信模块3，设置在扁纺锤形壳体I中部内的姿态调节装置4，设置在扁纺锤形壳体I内部和外侧的太阳能供电装置5以及设置在扁纺锤形壳体I内的浮力调节装置6。扁纺锤形壳体I由上壳体11和下壳体12固定连接而成，扁纺锤形壳体I上下侧面均为弧形面，扁纺锤形壳体I纵剖面的圆弧半径R和扁纺锤形壳体I长度L之比R/L 20.5，可以改善本实用新型的水动力性能。舵机装置2固定在扁纺锤形壳体的尾部外，舵机装置2内有舵机控制器和舵机电机，外部装有舵叶21APS模块和铱星通信模块3在该平台最末端，通过螺钉与舵机装置2固定连接。
[0021]如图2和图3所示，太阳能供电装置5包括4块太阳能电池板51和蓄电池52，4块太阳能电池板51固定在上壳体11的凹槽中，蓄电池2设置在下壳体12中部内，太阳能电池板51与蓄电池52电连接。
[0022]如图1和图3所示，姿态调节装置4包括线性模组41和模组驱动电机42，线性模组41包括滚珠丝杆螺母副，滚珠丝杆411两端分别通过轴承412支撑在下壳体12中部上，轴承412通过模组压片414固定在下壳体12中。模组驱动电机42的电机轴与滚珠丝杆411左端端头固定连接，滚珠丝杆螺母413与滚珠丝杆411旋合，蓄电池52上端与滚珠丝杆螺母413下侧固定连接。浮力调节装置6包括一对外皮囊61、内皮囊62、伺服电机63和双向齿轮栗64，一对外皮囊61分别设置在扁纺锤形壳体I中部两侧外，内皮囊62形状为梯形体，梯形体形状与扁纺锤形壳体I头部的形状匹配。内皮囊11设置在扁纺锤形壳体I头部内，伺服电机63与双向齿轮栗64相连，双向齿轮栗64通过电磁阀65、油路分配器66和相应的油管67分别与内皮囊62及一对外皮囊61相连。
[0023]太阳能水下滑翔测量平台的潜浮包括上浮和下潜两种状态:
[0024]I)太阳能水下滑翔测量平台上浮过程如下:
[0025]1.1)铱星通信模块3给太阳能水下滑翔测量平台发送指令启动伺服电机63，伺服电机63驱动双向齿轮栗64旋转，电磁阀65接通相关管路，内皮囊62的内的油液通过双向齿轮栗64、电磁阀65分别进入一对外皮囊61内。
[0026]1.2)外皮囊61体积增大，因而太阳能水下滑翔测量平台浮力增大，其上浮水线下浮力等于太阳能水下滑翔测量平台的重力时，太阳能水下滑翔测量平台上浮出水面。
[0027]1.3)启动姿态调节装置4的模组驱动电机42，滚珠丝杆411旋转，通过滚珠丝杆螺母413带动蓄电池52移动至太阳能水下滑翔测量平台的重心处，使太阳能水下滑翔测量平台调整至接近水平状态。
[0028]2)太阳能水下滑翔测量平台下潜过程如下:
[0029]2.1)铱星通信模块3给太阳能水下滑翔测量平台发送指令启动伺服电机63旋转，伺服电机63和双向齿轮栗64的转向与步骤1.1)相反；
[0030]2.2)电磁阀65接通相关管路，一对外皮囊61内的油液通过双向齿轮栗64、电磁阀65进入内皮囊62内，外皮囊61体积缩小，太阳能水下滑翔测量平台的浮力变小，直至其浮力小于其重力时，太阳能水下滑翔测量平台下潜至水中。
[0031 ] 太阳能水下滑翔测量平台的滑翔包括上浮滑翔和以下两种状态:
[0032]I)上浮滑翔过程如下:
[0033]1.1)启动姿态调节装置4的模组驱动电机42，滚珠丝杆411随之旋转，通过滚珠丝杆螺母413带动蓄电池52向扁纺锤形壳体I的尾部方向移动，使太阳能水下滑翔测量平台的重心向扁纺锤形壳体I的尾部方向后移；
[0034]1.2)太阳能水下滑翔测量平台在水中头部向上，尾部向下；太阳能水下滑翔测量平台下沉的速度与其本身形成一个攻角，如图4所示，水流如箭头所指方向，从太阳能水下滑翔测量下部斜向上冲击太阳能水下滑翔测量平台的下部，太阳能水下滑翔测量平台受到水对其升力和阻力作用，二者共同作用形成一个向前上方滑翔的驱动力；
[0035]2)下潜滑翔过程如下:
[0036]2.1)启动姿态调节装置4的模组驱动电机42，滚珠丝杆411随之旋转，模组驱动电机42和滚珠丝杆411的转向与步骤1.1)相反，通过滚珠丝杆螺母413带动蓄电池52向扁纺锤形壳体的头部方向移动，使太阳能水下滑翔测量平台的重心向扁纺锤形壳体I的头部方向前移；
[0037]2.2)太阳能水下滑翔测量平台在水中头部向下，尾部向上；太阳能水下滑翔测量平台下沉的速度与其本身形成一个攻角，如图5所示，水流如箭头所指方向，从太阳能水下滑翔测量平台上部斜向下冲击太阳能水下滑翔测量平台的下部，太阳能水下滑翔测量平台受到水对其升力和阻力作用，二者共同作用形成一个向前下方滑翔的驱动力。
[0038]本实用新型的上浮和上浮滑翔、下潜和下潜滑翔均可连续进行。
[0039]除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。
【主权项】
1.一种太阳能水下滑翔测量平台，其特征是，包括扁纺锤形壳体，设置在扁纺锤形壳体一端外的舵机装置以及GPS模块和铱星通信模块，设置在扁纺锤形壳体中部内的姿态调节装置，设置在扁纺锤形壳体内部和外侧的太阳能供电装置以及设置在扁纺锤形壳体内的浮力调节装置;所述扁纺锤形壳体由上壳体和下壳体固定连接而成，舵机装置固定在扁纺锤形壳体的尾部外，GPS模块和铱星通信模块与舵机装置固定连接;所述太阳能供电装置包括数块太阳能电池板和蓄电池，数块太阳能电池板固定在上壳体的凹槽中，蓄电池设置在下壳体中部内，太阳能电池板与蓄电池电连接。2.如权利要求1所述的太阳能水下滑翔测量平台，其特征是，所述姿态调节装置包括线性模组和模组驱动电机，所述线性模组包括滚珠丝杆螺母副，滚珠丝杆两端分别通过轴承支撑在下壳体中部上，轴承通过模组压片固定在下壳体中；模组驱动电机的电机轴与滚珠丝杆一端端头固定连接，滚珠丝杆螺母与滚珠丝杆旋合，蓄电池上端与滚珠丝杆螺母下侧固定连接。3.如权利要求1所述的太阳能水下滑翔测量平台，其特征是，所述浮力调节装置包括一对外皮囊、内皮囊、伺服电机和双向齿轮栗，一对外皮囊分别设置在扁纺锤形壳体中部两侧夕卜，内皮囊设置在扁纺锤形壳体头部内，伺服电机与双向齿轮栗相连，双向齿轮栗通过电磁阀、油路分配器和相应的油管分别与内皮囊及一对外皮囊相连。4.如权利要求1所述的太阳能水下滑翔测量平台，其特征是，所述扁纺锤形壳体上下侧面均为弧形面，扁纺锤形壳体纵剖面的圆弧半径R和扁纺锤形壳体长度L之比R/L2 0.5。5.如权利要求3所述的太阳能水下滑翔测量平台，其特征是，所述内皮囊形状为梯形体，所述梯形体形状与扁纺锤形壳体头部的形状匹配。
【文档编号】B63H21/17GK205499301SQ201620149418
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年2月29日
【发明人】田宝强
【申请人】江苏科技大学, 江苏科技大学海洋装备研究院