三棲無人艇的制作方法
【專利說明】
[0001]技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種無人艇，特別涉及一種集水下、水面、空中功能于一體的三棲無人艇，屬于船舶工程技術(shù)領(lǐng)域。
[0002]【背景技術(shù)】:
三棲無人艇是一種可以在水下、水面、空中遙控或自主模式航行，執(zhí)行某種或多種使命的航行器。出于加強(qiáng)國防需求，世界各國海軍積極投身無人艇研究。目前船舶推進(jìn)裝置研發(fā)進(jìn)度加快，船舶自主性不斷提高。但是現(xiàn)有無人艇艇型多針對特定環(huán)境，比如水面無人艇以及水下無人潛艇。此類艇如遇到復(fù)雜多變的工作環(huán)境時,往往失去優(yōu)勢。
[0003]傳統(tǒng)水下無人潛艇是通過向壓載水艙泵注水和壓縮空氣排水來實現(xiàn)艇的下沉和上浮，水下無人潛艇配備的壓載水艙泵使得艇身重量增加許多，同時操作較為復(fù)雜。航行器如要實現(xiàn)水下、水面和空中飛行，其功能要求是相互矛盾的，如三棲航行器在飛行時要求自身重量越輕越有利于飛行，潛水時要求自身重量越重越有利于下潛相矛盾，怎樣解決這個矛盾，實現(xiàn)兩者的平衡，是擺在船舶行業(yè)工程技術(shù)人員面前的一大課題。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便、適應(yīng)性強(qiáng)的水下、水面、空中三棲無人艇。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
一種三棲無人艇，包括仿魚形的艇身、從艇身內(nèi)延伸到艇尾外的水中推進(jìn)裝置、水下升沉裝置和空中飛行裝置，所述水中推進(jìn)裝置包括尾部螺旋槳及導(dǎo)流罩，艇身前下部的側(cè)推螺旋槳與通槽構(gòu)成用于艇身水下轉(zhuǎn)向的側(cè)推裝置，艇身下部縱向兩側(cè)斜置了兩對艇身支撐架；艇身縱向上下通過中隔板隔成艇身縱向上部和艇身縱向下部，上水艙以及分別與上水艙兩端相鄰的前魚鰭收納艙和后魚鰭收納艙設(shè)置在艇身縱向上部內(nèi)，水下升沉裝置以及分別位于艇身兩端及中部且與水下升沉裝置相鄰的數(shù)個水密設(shè)備艙設(shè)置在艇身縱向下部內(nèi)；所述水下升沉裝置包括兩個前后并排且橫貫艇身并與艇內(nèi)上部水艙相通的月池，所述月池中設(shè)有升降螺旋槳裝置；所述空中飛行裝置包括分別位于艇身兩側(cè)的一對前魚鰭和一對后魚鰭，所述一對前魚鰭和一對后魚鰭中分別設(shè)有用于空中飛行的直升槳，所述一對前魚鰭前端和一對后魚鰭前端分別與艇身縱向前后部兩側(cè)鉸接，一對前魚鰭和一對后魚鰭分別通過收放氣缸展開飛行或收納進(jìn)艇身內(nèi)對應(yīng)的前魚鰭儲艙內(nèi)和后魚鰭儲艙內(nèi)。
[0006]本發(fā)明的目的還可以通過以下技術(shù)措施來進(jìn)一步實現(xiàn)。
[0007]前述的三棲無人艇，其中所述月池下端與艇身下通孔相連，升降螺旋槳裝置中部通過橫桿固定在月池中部，位于升降螺旋槳裝置上側(cè)的艇身上通孔與艇身下通孔位置對應(yīng)。所述艇身上通孔和艇身上通孔分別設(shè)有多排斜置的導(dǎo)流板。
[0008]前述的三棲無人艇，其中所述升降螺旋槳裝置包括上螺旋槳、下螺旋槳、上螺旋槳驅(qū)動電機(jī)、傳動箱體和設(shè)置在傳動箱體內(nèi)的數(shù)個傳動齒輪，上螺旋槳驅(qū)動電機(jī)垂直固定在傳動箱體內(nèi)，傳動箱體中部通過橫桿固定在月池中部；上螺旋槳驅(qū)動電機(jī)軸通過聯(lián)軸器與上螺旋槳軸下端垂直相連，上螺旋槳軸下部與主動齒輪固定連接，上螺旋槳軸上端與上螺旋槳固定連接，位于上螺旋槳驅(qū)動電機(jī)一側(cè)傳動軸兩端分別通過軸承垂直支撐在傳動箱體內(nèi)，被動齒輪固定在傳動軸上端，主動齒輪與被動齒輪哨合；固定在傳動軸下端的下傳動齒輪通過中間齒輪與固定在下螺旋槳軸上端的下螺旋槳驅(qū)動齒輪嚙合，下螺旋槳固定在下螺旋槳軸下端。
[0009]前述的三棲無人艇，其中所述直升槳固定在直升槳電機(jī)軸上，直升槳電機(jī)通過支撐桿垂直固定在中央通槽中。
[0010]前述的三棲無人艇,其中分別設(shè)置在前魚鰭儲艙或后魚鰭儲艙內(nèi)的收放氣缸一端與中隔板鉸接，收放氣缸另一端與對應(yīng)的前魚鰭下端或后魚鰭下端鉸接。艇身一側(cè)的前魚鰭和后魚鰭分別通過光軸與艇身鉸接，艇身另一側(cè)的前魚鰭和后魚鰭分別通過螺紋軸與艇身鉸接。
[0011 ] 前述的三棲無人艇，其中所述艇身兩側(cè)的前魚鰭儲艙艙口外和后魚鰭儲艙艙口外分別設(shè)有水密蓋板，所述水密蓋板上側(cè)通過水密蓋板軸與艇身鉸接，所述水密蓋板軸上套有扭簧。
[0012]前述的三棲無人艇，其中所述艇身前端端頭還設(shè)有透明艙，所述透明艙內(nèi)裝有攝像設(shè)備。
[0013]本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊、能快速進(jìn)行水下、水面、空中三棲狀態(tài)轉(zhuǎn)換，具有環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、隱蔽性好和機(jī)動性高的優(yōu)點。通過月池內(nèi)升降螺旋槳裝置的作用，可使本發(fā)明下潛水中或上升至水面上。側(cè)推螺旋槳較舵操控便捷，轉(zhuǎn)向更靈活?？墒辗诺囊粚η棒~鰭和一對后魚鰭展開時，通過其中的直升槳使本發(fā)明轉(zhuǎn)成飛行狀態(tài)；當(dāng)需要轉(zhuǎn)成水面航行或水下航行時，一對前魚鰭和一對后魚鰭收納進(jìn)艇身內(nèi)對應(yīng)的前魚鰭儲艙內(nèi)和后魚鰭儲艙內(nèi)，艇身外周光順，航行阻力小，在民用及軍事領(lǐng)域可得到廣泛應(yīng)用。
[0014]【附圖說明】:
圖1為本發(fā)明的主視圖；
圖2為圖1前魚鰭和后魚鰭收納狀態(tài)的右視圖；
圖3為圖1的A-A剖面圖；
圖4為圖2的B-B剖面圖；
圖5為升降螺旋槳裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6為收放氣缸收放前魚鰭的示意圖；
圖7為圖6的C-C剖視圖；
圖8為水密蓋板與艇身連接的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖9為圖2的D-D剖視放大圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0016]如圖1?圖9所示，本發(fā)明包括仿魚形的艇身1、從艇身I內(nèi)延伸到艇尾外的水中推進(jìn)裝置2、水下升沉裝置3和空中飛行裝置4，水中推進(jìn)裝置2包括尾部螺旋槳21及套在螺旋槳21外的導(dǎo)流罩22，采用導(dǎo)流罩22的水中推進(jìn)裝置2推進(jìn)效率更高。艇身前下部的側(cè)推螺旋槳51與通槽52構(gòu)成用于艇身水下轉(zhuǎn)向的側(cè)推裝置5，艇身I下部縱向兩側(cè)斜置了兩對艇身支撐架6。艇身I縱向上下通過中隔板11隔成艇身縱向上部12和艇身縱向下部13，上水艙121以及分別與上水艙121兩端相鄰的前魚鰭收納艙122和后魚鰭收納艙123設(shè)置在艇身縱向上部12內(nèi)，水下升沉裝置3以及分別位于艇身I兩端及中部且與水下升沉裝置3相鄰的3個水密設(shè)備艙131設(shè)置在艇身縱向下部13內(nèi)。水密設(shè)備艙131內(nèi)裝有電池、電動機(jī)和無線信號接收設(shè)備。水密設(shè)備艙131前后均布設(shè)置，有助于艇身I重量均勻分布，從而有利于本發(fā)明飛行與下潛。
[0017]艇身I前端端頭還設(shè)有透明艙14，所述透明艙內(nèi)裝有用于探測的攝像設(shè)備。水下升沉裝置3包括兩個前后并排且橫貫艇身I并與艇內(nèi)上部水艙132相通的月池31，上水艙121中部橫置了橫筋板122，用于提高上水艙121的強(qiáng)度。月池31中設(shè)有升降螺旋槳裝置32。
[0018]上部水艙132與月池31相通，增加了破艙比重，抵消更多的儲備浮力，從而使得本發(fā)明在水中的重力得以增加。月池31下端與艇身下通孔15相連，升降螺旋槳裝置32中部通過橫桿33固定在月池31中部，位于升降螺旋槳裝置32上側(cè)的艇身上通孔16與艇身下通孔15位置對應(yīng)，艇身上通孔16和艇身下通孔15分別設(shè)有多排斜置的導(dǎo)流板151，改善艇身水動力性能。
[0019]空中飛行裝置4包括分別位于艇身兩側(cè)的一對前魚鰭41和一對后魚鰭42，一對前魚鰭41和一對后魚鰭42中分別設(shè)有用于空中飛行的直升槳43。如圖7所示，直升槳43固定在直升槳電機(jī)軸上，直升槳電機(jī)431通過支撐桿432垂直固定在中央通槽433中。一對前魚鰭41和一對后魚鰭42中的四個直升槳43構(gòu)成四旋翼結(jié)構(gòu)，而四旋翼結(jié)構(gòu)較傳統(tǒng)單旋翼結(jié)構(gòu)更有利于飛行，且載重量更大，操縱性更好。
[0020]前魚鰭41和后魚鰭42均呈機(jī)翼狀,一對前魚鰭41前端和一對后魚鰭42前端分別與艇身I縱向前后部兩側(cè)鉸接，且分別通過收放氣缸44展開飛行或收納進(jìn)艇身內(nèi)對應(yīng)的前魚鰭儲艙122內(nèi)和后魚鰭儲艙123內(nèi)。如圖6和圖9所示，分別設(shè)置在前魚鰭儲艙122或后魚鰭儲艙123內(nèi)的收放氣缸44 一端與中隔板11鉸接，收放氣缸44另一端與對應(yīng)的前魚鰭41下端或后魚鰭42下端鉸接。
[0021]如圖9所示，艇身I右側(cè)的前魚鰭41和后魚鰭42分別通過光軸45與艇身I鉸接，艇身I左側(cè)的前魚鰭41和后魚鰭42分別通過螺紋軸46與艇身I鉸接。收放氣缸44的收縮使得前魚鰭41和后魚鰭42收納進(jìn)對應(yīng)的前魚鰭儲艙122內(nèi)或后魚鰭儲艙123內(nèi)時，艇身I右側(cè)的前魚鰭41和后魚鰭42分別繞光軸45向艇身I內(nèi)轉(zhuǎn)動收納進(jìn)對應(yīng)的魚鰭儲艙，前魚鰭41和后魚鰭42的之間沒有高度差；艇身I左側(cè)的前魚鰭41和后魚鰭42分別繞螺紋軸46向艇身I內(nèi)轉(zhuǎn)動后，由于螺紋