一种水流能水下无人航行器推进设备

本发明涉及航行器，更具体地说，它涉及一种水流能水下无人航行器推进设备。

背景技术：

1、随着工业的逐渐发展，能源的消耗量日渐增大，地球能源的储存量越来越低，且在消耗煤炭、石油等能源的同时往往伴随着环境污染的加重，因此探索清洁且能够无限使用的能源是极为重要的，根据目前的研究人们普遍认为开发海洋资源有可能实现上述目标。

2、水下无人航行器是一种能够在水下自主执行任务的机器人，通常能够完成水下勘探、侦测甚至是军事上的进攻防守等任务。水下无人航行器能够辅助我们探索海底。传统的水下无人航行器一般是采用电力或者液压动力作为动力源，但由于水里的环境复杂，对水下无人航行器的动力系统要求高，这两种动力方式各有优缺点，无法满足水下执行任务的需求。因此，目前也出现了越来越多的混合动力的水下航行器。水下无人航行器一直处于水下工作，因此利用水流能给航行器提供动力，推进水下无人航行器前进是目前水下无人航行器推进设备的主流趋势。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种水流能水下无人航行器推进设备，能够将水流能转化为电能，提供航行设备所需的电量，同时利用转化的电能排出水流，在排出水流的过程中推动装置前进。实现了水流能、电能和动能之间的相互转化。

2、本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种水流能水下无人航行器推进设备，包括航行设备、真空腔室和推进器，所述真空腔室两端分别与航行设备和推进器固定连接，所述真空腔室外壁上设有稳压器、控制中心和蓄电池组，所述推进器顶部靠近真空腔室一侧设有导流槽，所述推进器底部远离真空腔室一侧设有出水缓冲槽，所述出水缓冲槽两侧对称设有连接管道，所述连接管道位于出水缓冲槽外的一端连接有喷水器，所述连接管道位于出水缓冲槽内的一端连接有抽水泵。

3、所述真空腔室内远离推进器一端设有转动座一，所述推进器内远离真空腔室一端设有转动座二，所述转动座一和转动座二之间设有转轴，所述转轴两端分别连接转动座一和转动座二，所述真空腔室内靠近推进器一端设有真空泵，所述真空泵环绕转轴安装，所述转动座一和真空泵之间设有发电机，所述发电机环绕转轴安装，所述真空泵和发电机之间设有运动传感器，所述运动传感器安装在转轴的外壁上，所述转轴位于推进器内部的外壁上环绕设有转片。

4、通过采用上述技术方案，可在三种情况下使用本装置，在装置刚入水的时候，通过蓄电池组给航行设备提供电量，以支持航行设备的运作。由航行设备带动装置移动至工作区域。

5、在工作区域内，水流沿导流槽进入推进器内部冲击转片，转片运动下带动转轴转动，进而启动发电机发电，将水流能转变为电能，发电机所发的电，一方面继续供给航行设备，以保证其继续运作；一方面供给抽水泵和喷水器。稳压器保证输出稳定的电压，避免因不断的发电导致输出压力不稳定烧坏装置部件的情况。进入推进器内部的水流在带动转片运动后会从推进器远离真空腔室一端底部流出，进入出水缓冲槽。在抽水泵的作用下进入喷水器内部，经吸水孔进入吸水管，再通过喷水孔喷出，喷水器喷水时，水流的反作用力推动装置航行。电能又将其转化为动能推进装置航行。

6、当装置不在工作区域内，就出现电量不足的情况下，控制中心会直接控制启动真空泵，空泵将推进器内部的空气抽走，推进器内部压力降低，直至水压大于推进器内部压力，水流进入推进器内部冲击转片以实现发电功能，在水流进入推进器带动转片的一瞬间，运动传感器感受到转轴的运动，会立即反馈至处理器，再通过控制器控制关闭真空泵，避免真空泵吸入水流，造成装置损坏。所发电量同样可给航行设备提供动力源，也能够供给抽水泵和喷水器。以通过喷水来推动装置前进。

7、本装置能够将水流能转化为电能，提供航行设备所需的电量，同时利用转化的电能排出水流，在排出水流的过程中推动装置前进。实现了水流能、电能和动能之间的相互转化。

8、本发明进一步设置为：所述控制中心包括容纳腔、处理器和控制器，所述处理器和控制器位于容纳腔内。

9、通过采用上述技术方案，处理器处理来自装置各个部件的信息，控制器控制各个部件是否运作。

10、本发明进一步设置为：所述导流槽包括进水管道和进水口，所述进水口和进水管道螺纹连接，所述进水管道内部靠近进水口一端设有过滤网，所述进水口顶部设有瓣膜。

11、通过采用上述技术方案，瓣膜打开时，水流从进水口进入进水管道，进而进入推进器内部。在水流流入装置内部时，水中的一些杂物也会有可能跟随水流流入，过滤网的设计将其隔绝的进水口处。在每次装置完成水下工作后，拧开进水口，便可轻松清理过滤网过滤的垃圾。

12、本发明进一步设置为：所述喷水器包括壳体、头部和尾部，所述壳体、头部和尾部一体式连接，所述壳体内部设有喷水泵，所述喷水泵靠近头部一端连接有吸水管，所述吸水管上设有吸水孔，所述喷水泵靠近尾部一端设有喷水孔。

13、通过采用上述技术方案，喷水泵的吸引力作用下，进入喷水器内部的水会从吸水孔进入吸水管，进而进入喷水泵，从喷水孔喷出的水从喷水器尾部流出，喷水的过程中，水流的反作用力推动装置前进。

14、本发明进一步设置为：所述喷水器尾部为蜘蛛网状结构。

15、通过采用上述技术方案，喷水器尾部设置为蜘蛛网状结构是为了避免有水草、垃圾等杂物进入喷水器内部，导致设备损坏或者影响装置工作。

16、综上所述，本发明具有以下有益效果：

17、本装置能够将水流能转化为电能，提供航行设备所需的电量，同时利用转化的电能排出水流，在排出水流的过程中推动装置前进。实现了水流能、电能和动能之间的相互转化。

18、同时由于装置能够在工作区域，将水流能不断的转化为电能，因此能够延长装置在水下的工作时间，避免了因电量不足导致工作未完成便需返回岸上的情况。

19、此外，当遇到突发情况，电量不足时，也设置了真空泵吸走推进器内部的空气，使得水压大于内部压力，水流进入装置内部，将水流能转化为电能，以带动装置运行回到岸上，避免因电量不足导致装置沉入水底的情况发生。

技术特征：

1.一种水流能水下无人航行器推进设备，其特征是：包括航行设备(1)、真空腔室(18)和推进器(5)，所述真空腔室(18)两端分别与航行设备(1)和推进器(5)固定连接，所述真空腔室(18)外壁上设有稳压器(2)、控制中心(3)和蓄电池组(4)，所述推进器(5)顶部靠近真空腔室(18)一侧设有导流槽(6)，所述推进器(5)底部远离真空腔室(18)一侧设有出水缓冲槽(9)，所述出水缓冲槽(9)两侧对称设有连接管道(8)，所述连接管道(8)位于出水缓冲槽(9)外的一端连接有喷水器(7)，所述连接管道(8)位于出水缓冲槽(9)内的一端连接有抽水泵(17)。

2.根据权利要求1所述的一种水流能水下无人航行器推进设备，其特征是：所述真空腔室(18)内远离推进器(5)一端设有转动座一(10)，所述推进器(5)内远离真空腔室(18)一端设有转动座二(16)，所述转动座一(10)和转动座二(16)之间设有转轴(11)，所述转轴(11)两端分别连接转动座一(10)和转动座二(16)，所述真空腔室(18)内靠近推进器(5)一端设有真空泵(14)，所述真空泵(14)环绕转轴(11)安装，所述转动座一(10)和真空泵(14)之间设有发电机(12)，所述发电机(12)环绕转轴(11)安装，所述真空泵(14)和发电机(12)之间设有运动传感器(13)，所述运动传感器(13)安装在转轴(11)的外壁上，所述转轴(11)位于推进器(5)内部的外壁上环绕设有转片(15)。

3.根据权利要求1所述的一种水流能水下无人航行器推进设备，其特征是：所述控制中心(3)包括容纳腔(301)、处理器(302)和控制器(303)，所述处理器(302)和控制器(303)位于容纳腔(301)内。

4.根据权利要求1所述的一种水流能水下无人航行器推进设备，其特征是：所述导流槽(6)包括进水管道(601)和进水口(602)，所述进水口(602)和进水管道(601)螺纹连接，所述进水管道(601)内部靠近进水口(602)一端设有过滤网(603)，所述进水口(602)顶部设有瓣膜(604)。

5.根据权利要求1所述的一种水流能水下无人航行器推进设备，其特征是：所述喷水器(7)包括壳体(701)、头部(702)和尾部(706)，所述壳体(701)、头部(702)和尾部(706)一体式连接，所述壳体(701)内部设有喷水泵(705)，所述喷水泵(705)靠近头部(702)一端连接有吸水管(703)，所述吸水管(703)上设有吸水孔(704)，所述喷水泵(705)靠近尾部(706)一端设有喷水孔(707)。

6.根据权利要求1所述的一种水流能水下无人航行器推进设备，其特征是：所述喷水器(7)尾部(706)为蜘蛛网状结构。

技术总结本发明公开了一种水流能水下无人航行器推进设备，涉及航行器技术领域，其技术方案要点是：包括航行设备、真空腔室和推进器，所述真空腔室两端分别与航行设备和推进器固定连接，所述真空腔室外壁上设有稳压器、控制中心和蓄电池组，所述推进器顶部靠近真空腔室一侧设有导流槽，所述推进器底部远离真空腔室一侧设有出水缓冲槽，所述出水缓冲槽两侧对称设有连接管道，所述连接管道位于出水缓冲槽外的一端连接有喷水器，所述连接管道位于出水缓冲槽内的一端连接有抽水泵。该装置能够将水流能转化为电能，提供航行设备所需的电量，同时利用转化的电能排出水流，在排出水流的过程中推动装置前进。实现了水流能、电能和动能之间的相互转化。技术研发人员：包长春,程兴华,李乐,王得志,王文珂,吴佳妮,郑林涛受保护的技术使用者：中国人民解放军国防科技大学技术研发日：技术公布日：2024/5/19