一種水下直升機(jī)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種水下直升機(jī)，主體部分由：上蓋、下蓋、推進(jìn)器、鈦環(huán)、控制筒、固定架、焊接塊、連接塊、固定塊、絲桿組成，控制筒固定在固定架上，固定架的支桿末端與焊接塊焊接，通過螺栓螺母使焊接塊、連接塊、鈦環(huán)固定，上蓋、下蓋用螺栓穿過通孔與鈦環(huán)固定；若需要水下直升機(jī)下潛或上浮，只需控制水平向上的推進(jìn)器旋轉(zhuǎn)；若要實(shí)現(xiàn)水下直升機(jī)的前進(jìn)后退，則只需控制水平朝向的推進(jìn)器正反轉(zhuǎn)即可；若要實(shí)現(xiàn)水下直升機(jī)的懸停，只要控制水平向上的推進(jìn)器以一定的轉(zhuǎn)速抵消水下直升機(jī)的水中質(zhì)量即可；該航行器操作簡(jiǎn)便，極其靈活。
【專利說明】
一種水下直升機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明是涉及一種潛水器，具體地說是涉及一種采用碟形設(shè)計(jì)、水下無線高速光通信技術(shù)的3000米級(jí)潛水器。
【背景技術(shù)】
[0002]在水底環(huán)境尤其是深海環(huán)境的作業(yè)和調(diào)查工作一直都是個(gè)難題，隨著科技的進(jìn)步，越來越多的水下機(jī)器人被創(chuàng)造出來，攜帶機(jī)械手、聲納、攝像頭和數(shù)據(jù)采集傳感器深入水底探索水下世界。由于探索的水底區(qū)域不同，水下機(jī)器人分為有螺旋槳和無螺旋槳、有纜和無纜、水底履帶行走和水底定點(diǎn)工作(無行動(dòng)能力)等等多種。而水下機(jī)器人的外形也多為長(zhǎng)方形、圓柱形或流線形，凡具有行動(dòng)能力的機(jī)器人，大都采用這些外形設(shè)計(jì)以方便探測(cè)設(shè)備的搭載或減少流體阻力。因此，目前大多數(shù)的具有行動(dòng)作業(yè)能力的水下機(jī)器人都存在以下兩個(gè)不足:1.靈活度差;2.無法實(shí)現(xiàn)任意懸停。
[0003]但在水下機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域:海底移動(dòng)觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)，海底作業(yè)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)和能量接駁，敏感海底區(qū)域的巡航與探測(cè)，海底管線監(jiān)測(cè)與維護(hù)，海底救援與打撈，海底考古等，對(duì)潛水器的機(jī)動(dòng)性能提出更高的要求，需要水下機(jī)器人具有良好的定點(diǎn)懸停工作能力和超高的運(yùn)動(dòng)靈活度。
[0004]此外，目前國(guó)內(nèi)主要的水下航行器大都采用有纜通訊，因此會(huì)帶有較長(zhǎng)的纜，這會(huì)影響水下機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)。
[0005]而本發(fā)明則克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種采用碟形設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)任意轉(zhuǎn)向、任意著底、任意起降、任意懸停，具有超靈活機(jī)動(dòng)性，填補(bǔ)了潛水器自海面到海底工作方式的空白，使得潛水器無需攜帶長(zhǎng)纜，從而進(jìn)一步提高了其靈活性。
[0006]本發(fā)明的設(shè)計(jì)工作水深最大可達(dá)3000米，屬于深水作業(yè)級(jí)潛水器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種采用碟形主體設(shè)計(jì)、可以實(shí)現(xiàn)水下懸停作業(yè)的水下作業(yè)級(jí)航行器。
[0008]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0009]本發(fā)明的水下直升機(jī)，主體部分由:上蓋1、下蓋2、推進(jìn)器3、鈦環(huán)4、控制筒5、固定架6、焊接塊7、連接塊8、固定塊9、絲桿1組成。
[0010]所述的上蓋I為碟形，邊緣均勻環(huán)布四個(gè)上凹槽1.1，凹槽底部開有螺紋通孔；
[0011]所述的下蓋2為碟形，邊緣均勻環(huán)布四個(gè)下凹槽2.1，凹槽底部開有螺紋通孔；
[0012]所述的鈦環(huán)4設(shè)于上蓋1、下蓋2間位置，由四段四分之一圓弧組成，材料為鈦合金，圓弧兩端有末端配合結(jié)構(gòu)，該末端配合結(jié)構(gòu)由徑向梯臺(tái)4.1、螺紋孔4.2、凸邊4.3、軸向梯臺(tái)4.4組成，且圓弧兩端的末端配合結(jié)構(gòu)分別是一個(gè)偏圓弧外部，一個(gè)偏圓弧內(nèi)部；
[0013]所述的鈦環(huán)4的中心通過固定架6固定有控制筒5;該控制筒5內(nèi)包含驅(qū)動(dòng)電路和光端機(jī)及無線通訊等控制模塊；
[0014]所述的固定架6由中間環(huán)6.2、四根支桿6.1組成，支桿6.1的兩端分別均勻焊接在中間環(huán)6.2與鈦環(huán)4內(nèi)壁上；
[0015]所述的支桿6.1與中間環(huán)6.2的焊接處開有若干通孔，該通孔供絲桿10穿過;絲桿10的兩端通過固定塊9固定在控制筒5上，該固定塊9為Z形、下部面開有螺紋孔，該螺紋孔供絲桿10穿過，并用螺母擰緊絲桿10，使得絲桿10的上下固定塊9緊緊卡在控制筒5上，形成內(nèi)部固定結(jié)構(gòu)。
[0016]所述的鈦環(huán)4與支桿6.1的焊接處設(shè)有焊接塊7;該焊接塊7由凸臺(tái)7.1、橫向螺紋孔
7.2、縱向螺紋孔7.3組成，其中橫向螺紋孔7.2和縱向螺紋孔7.3均為通孔，且相互貫通，支桿6.1穿過橫向螺紋孔7.2，并焊接固定在凸臺(tái)7.1;焊接塊7上的縱向螺紋孔7.3與上蓋I上的上凹槽1.1上的螺紋孔對(duì)齊，用螺栓旋入縱向螺紋孔7.3中，固定上蓋I;同理，下蓋2采用同樣的方式固定。
[0017]所述的鈦環(huán)4外側(cè)壁均勻分設(shè)有四個(gè)推進(jìn)器3，其中相對(duì)的兩個(gè)對(duì)稱推進(jìn)器水平朝上布置，其余兩個(gè)水平布置；
[0018]所述的鈦環(huán)4與推進(jìn)器3間通過連接塊8連接，該連接塊8上開有鋼箍孔8.1，用來穿過鋼箍以固定推進(jìn)器3，中間開有螺紋通孔8.2;該連接塊8的一側(cè)為內(nèi)凹弧形面8.3、另一側(cè)設(shè)有上下平行的兩塊卡板8.4;本發(fā)明將兩段圓弧的末端配合結(jié)構(gòu)疊加后，兩者的軸向梯臺(tái)4.4重合，且兩末端配合結(jié)構(gòu)上的螺紋孔4.2也重合;又因?yàn)橥惯?.3的存在從而形成上下端面上的凹槽，該凹槽的寬度和深度與卡板8.4的寬度和厚度相同；卡板8.4卡入該凹槽，用長(zhǎng)螺栓穿過螺紋通孔8.2、螺紋孔4.2、橫向螺紋孔7.2，使得連接塊8、鈦環(huán)4、焊接塊7固定在一起。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:該水下航行器的整體結(jié)構(gòu)為碟形，利于在螺旋槳的控制下實(shí)現(xiàn)懸停動(dòng)作，且結(jié)構(gòu)上的獨(dú)特性使其運(yùn)動(dòng)靈活自如，可以比其他水下機(jī)器人更容易實(shí)現(xiàn)水下作業(yè)和數(shù)據(jù)采集。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是本發(fā)明內(nèi)部固定示意圖；
[0022]圖3是本發(fā)明控制筒固定示意圖；
[0023]圖4為焊接塊7、連接塊8位置示意圖；
[0024]圖5為鈦環(huán)4末端配合結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖6為焊接塊7、連接塊8的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]附圖標(biāo)記:上蓋1、上凹槽1.1、下蓋2、下凹槽2.1、推進(jìn)器3、鈦環(huán)4、徑向梯臺(tái)4.1、螺紋孔4.2、凸邊4.3、軸向梯臺(tái)4.4、控制筒5、固定架6、支桿6.1、中間環(huán)6.2、焊接塊7、凸臺(tái)7.1、橫向螺紋孔7.2、縱向螺紋孔7.3、連接塊8、鋼箍孔8.1、螺紋通孔8.2、弧形面8.3、卡板
8.4、固定塊9、絲桿10。
【具體實(shí)施方式】
[0027]在此之前需要說明以下幾點(diǎn):由于本發(fā)明包含了機(jī)械結(jié)構(gòu)部分、電子控制部分及無線通訊和水面控制臺(tái)部分，結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，且本說明書著重描述該水下直升機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)部分及其創(chuàng)新，因此除機(jī)械結(jié)構(gòu)部分外，其他部分不再詳細(xì)介紹。
[0028]下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0029]如圖1-6所示，本發(fā)明的水下直升機(jī)，主體部分由:上蓋1、下蓋2、推進(jìn)器3、鈦環(huán)4、控制筒5、固定架6、焊接塊7、連接塊8、固定塊9、絲桿1組成。
[0030]其中:
[0031 ]上蓋I為碟形，邊緣均勻環(huán)布四個(gè)上凹槽1.1，凹槽底部開有螺紋通孔；
[0032]下蓋2為碟形，邊緣均勻環(huán)布四個(gè)下凹槽2.1，凹槽底部開有螺紋通孔；
[0033]推進(jìn)器3共有四個(gè)，均勻分布在整體結(jié)構(gòu)的外圍邊緣，其中相對(duì)的兩個(gè)推進(jìn)器水平朝上布置，其余兩個(gè)水平布置；
[0034]鈦環(huán)4由四段四分之一圓弧組成，材料為鈦合金，圓弧兩端有末端配合結(jié)構(gòu):由徑向梯臺(tái)4.1、螺紋孔4.2、凸邊4.3、軸向梯臺(tái)4.4組成，且圓弧兩端的末端配合結(jié)構(gòu)一個(gè)偏圓弧外部，一個(gè)偏圓弧內(nèi)部；
[0035]控制筒5內(nèi)包含驅(qū)動(dòng)電路和光端機(jī)及無線通訊等控制模塊；
[0036]固定架6由中間環(huán)6.2、四根支桿6.1組成，支桿6.1均勻焊接在中間環(huán)6.2上，焊接處開有通孔，供絲桿10穿過；
[0037]焊接塊7上有凸臺(tái)7.1、橫向螺紋孔7.2、縱向螺紋孔7.3組成，其中橫向螺紋孔7.2和縱向螺紋孔7.3均為通孔；
[0038]連接塊8上開有鋼箍孔，用來穿過鋼箍以固定推進(jìn)器3，中間開有螺紋通孔8.2、一面為弧形面8.3、一面設(shè)有上下兩塊卡板8.4 ；
[0039]固定塊9為Z形、下部面開有螺紋孔，供絲桿10穿過。
[0040]下面描述各部件的連接關(guān)系:
[0041]內(nèi)部固定:固定架6上的中間環(huán)6.2上有螺紋孔，絲桿10穿過其中；絲桿10上端擰入上部固定塊9下部面上的螺紋孔，下端擰入上部固定塊9的下部面螺紋孔，上下固定塊的上部面分別卡在控制筒的上下蓋面，用螺母擰緊絲桿10，則上下固定塊9緊緊卡在控制筒上，形成內(nèi)部固定結(jié)構(gòu)；
[0042]支桿6.1為圓管，套在凸臺(tái)7.1上，焊接固定；
[0043]鈦合金圓環(huán)段兩兩配合:一圓環(huán)弧段上的末端配合結(jié)構(gòu)上的凸邊4.3抵在另一圓環(huán)弧段的徑向梯臺(tái)4.1上，而其本身的徑向梯臺(tái)4.1也被對(duì)方的凸邊4.3抵住，因此，雙方的軸向梯臺(tái)4.4重合，且兩段鈦環(huán)上的螺紋孔4.2也重合；因凸邊4.3的存在而形成上下端面上的凹槽，凹槽的寬度和深度與卡板8.4的寬度和厚度相同；卡板8.4卡入該凹槽，用長(zhǎng)螺栓穿過螺紋通孔8.2、螺紋孔4.2、橫向螺紋孔7.2，使得連接塊8、鈦環(huán)4、焊接塊7被固定在一起；
[0044]用鋼箍穿過鋼箍孔8.1將推進(jìn)器3固定在連接塊8上；
[0045]使上蓋I上的上凹槽1.1上的螺紋孔與焊接塊7上的縱向螺紋孔7.3對(duì)齊，用螺栓旋入縱向螺紋孔7.3中，固定上蓋I;同理，下蓋2采用同樣的方式固定。
[0046]工作過程:
[0047]裝配完畢并調(diào)試完好后將水下直升機(jī)放入水中，水面控制臺(tái)用操作柄進(jìn)行控制命令的輸入，若需要水下直升機(jī)下潛或上浮，只需控制水平向上的推進(jìn)器3旋轉(zhuǎn);若要實(shí)現(xiàn)水下直升機(jī)的前進(jìn)后退，則只需控制水平朝向的推進(jìn)器3正反轉(zhuǎn)即可;若要實(shí)現(xiàn)水下直升機(jī)的懸停，只要控制水平向上的推進(jìn)器3以一定的轉(zhuǎn)速抵消水下直升機(jī)的水中質(zhì)量即可。該航行器操作簡(jiǎn)便，極其靈活。
[0048]以上結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，在所述技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。此外，本發(fā)明中涉及的未說明部分與現(xiàn)有技術(shù)相同，或采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種水下直升機(jī)，由:上蓋(I)、下蓋(2)、推進(jìn)器(3)、鈦環(huán)(4)、控制筒(5)、固定架(6)、焊接塊(7)、連接塊(8)、固定塊(9)、絲桿(10)組成，其特征在于: 所述的上蓋(I)和下蓋(2)為碟形，邊緣均勻環(huán)布四個(gè)凹槽，凹槽底部開有螺紋通孔；所述的鈦環(huán)(4)設(shè)于上蓋(I)、下蓋(2)間位置，由四段四分之一圓弧組成；圓弧兩端分別設(shè)有末端配合結(jié)構(gòu)，該末端配合結(jié)構(gòu)由徑向梯臺(tái)(4.1)、螺紋孔(4.2)、凸邊(4.3)、軸向梯臺(tái)(4.4)組成，且圓弧兩端的末端配合結(jié)構(gòu)分別是一個(gè)偏圓弧外部，一個(gè)偏圓弧內(nèi)部； 所述的鈦環(huán)(4)的中心通過固定架(6)固定有控制筒(5);該控制筒(5)內(nèi)設(shè)有驅(qū)動(dòng)電路和光端機(jī)及無線通訊等控制模塊； 所述的固定架(6)由中間環(huán)(6.2)、四根支桿(6.1)組成，支桿(6.1)的兩端分別均勻焊接在中間環(huán)(6.2)與鈦環(huán)(4)內(nèi)壁上； 所述的支桿(6.1)與中間環(huán)(6.2)的焊接處開有若干通孔，該通孔供絲桿(10)穿過;絲桿(10)的兩端通過固定塊(9)固定在控制筒(5)上，該固定塊(9)為Z形、下部面開有螺紋孔，該螺紋孔供絲桿(10)穿過，并用螺母擰緊絲桿(10)，使得絲桿(10)的上下固定塊(9)緊緊卡在控制筒(5)上，形成內(nèi)部固定結(jié)構(gòu)； 所述的鈦環(huán)(4)與支桿(6.1)的焊接處設(shè)有焊接塊(7);該焊接塊(7)主要由凸臺(tái)(7.1)、橫向螺紋孔(7.2)、縱向螺紋孔(7.3)組成，其中橫向螺紋孔(7.2)和縱向螺紋孔(7.3)均為通孔，且相互貫通，支桿(6.1)穿過橫向螺紋孔(7.2)，并焊接固定在凸臺(tái)(7.1);焊接塊(7)上的縱向螺紋孔(7.3)與上蓋(I)凹槽的螺紋孔對(duì)齊，用螺栓旋入縱向螺紋孔(7.3)中，固定上蓋(I);焊接塊(7)上的縱向螺紋孔(7.3)與下蓋(2)凹槽的螺紋孔對(duì)齊，用螺栓旋入縱向螺紋孔(7.3)中，固定下蓋(2); 所述的鈦環(huán)(4)外側(cè)壁均勻分設(shè)有四個(gè)推進(jìn)器(3)，其中相對(duì)的兩個(gè)對(duì)稱推進(jìn)器水平朝上布置，其余兩個(gè)水平布置； 所述的鈦環(huán)(4)與推進(jìn)器(3)間通過連接塊(8)連接，該連接塊(8)上開有鋼箍孔(8.1)，用來穿過鋼箍以固定推進(jìn)器(3)，中間開有螺紋通孔(8.2);該連接塊(8)的一側(cè)為內(nèi)凹弧形面(8.3)、另一側(cè)設(shè)有上下平行的兩塊卡板(8.4);將兩段圓弧的末端配合結(jié)構(gòu)疊加后，兩者的軸向梯臺(tái)(4.4)重合，且兩末端配合結(jié)構(gòu)上的螺紋孔(4.2)也重合;又因?yàn)橥惯?4.3)的存在從而形成上下端面上的凹槽，該凹槽的寬度和深度與卡板(8.4)的寬度和厚度相同；卡板(8.4)卡入該凹槽，用長(zhǎng)螺栓穿過螺紋通孔(8.2)、螺紋孔(4.2)、橫向螺紋孔(7.2)，使得連接塊(8)、鈦環(huán)(4)、焊接塊(7)固定在一起。2.如權(quán)利要求1所述的一種水下直升機(jī)，其特征在于所述的鈦環(huán)(4)的材料為鈦合金。3.如權(quán)利要求1所述的一種水下直升機(jī)，其特征在于若需要水下直升機(jī)下潛或上浮，只需控制水平向上的推進(jìn)器(3)旋轉(zhuǎn);若要實(shí)現(xiàn)水下直升機(jī)的前進(jìn)后退，則只需控制水平朝向的推進(jìn)器(3)正反轉(zhuǎn)即可；若要實(shí)現(xiàn)水下直升機(jī)的懸停，只要控制水平向上的推進(jìn)器(3)以一定的轉(zhuǎn)速抵消水下直升機(jī)的水中質(zhì)量即可。
【文檔編號(hào)】B63C11/52GK105947150SQ201610304107
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年5月9日
【發(fā)明人】陳鷹, 韓軍, 黃豪彩, 陳振緯, 陳家旺, 俞宙, 孫貴青, 冀大雄, 徐敬, 宋宏
【申請(qǐng)人】浙江大學(xué)