一种空投式折叠翼水下航行器

本发明涉及水下航行设备，具体涉及一种空投式折叠翼水下航行器。

背景技术：

1、海洋观测按照空间尺度可以分成大、中、小三个尺度，其中小尺度观测范围在10km以下，可以看作是对一个固定的海域进行持续的观测，所以也叫做定域观测。定域观测可以更加精准细致地反映局部地区的特点，因此被广泛的应用于区域性的科学研究和军事监测方面。与此同时，定域观测可以获得小范围空间的长期海洋数据，为全面、可靠地分析海洋科学相关的现象提供了数据支撑。

2、现有技术中，水下航行器作为海洋环境和资源调查监测的重要技术装备越来越受到各国的重视，在海洋资源开发以及海洋环境监测方面发挥着重要作用。目前，国内外研究者围绕水下航行器的动力学建模、水动力性能、样机研发等开展了许多研究，为降低现有水下航行器布放环节对母船及相关技术人员依赖和极端海况的制约、降低水下航行器布放的费效比为目标，采用无人机与水下航行器配合使用，设有可适用于无人机搭载、投放的水下航行器。

3、但是，在水下航行器空投入水时，为避免滑翔翼受冲击损坏，多采用折叠翼或收缩翼结构，而翼展的打开通常采用水溶性线或者借助入水冲击力卸掉束缚的方式，无法保证翼展展开成功率，且在折叠翼领域中，目前几乎所有的折叠翼均为非对称结构，导致航行器运动性能降低。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种空投式折叠翼水下航行器，设置有通过入水电极控制展开的组合式流线型翼展结构，精准控制翼展开启，以及可控制该翼展结构的调节结构，调节翼展结构的展弦比，提升航行器的水动力特性和转向性能。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

3、一种空投式折叠翼水下航行器，包括腔体，以及开设在腔体侧壁上的收纳槽，所述收纳槽槽底固定连接有电磁铁，所述腔体内部设有调节组件，所述调节组件包括第一齿轮、连接架、活动轴，所述连接架一端与活动轴活动连接，所述第一齿轮与连接架另一端啮合连接，所述活动轴穿过腔体侧壁固定连接有安装板，所述安装板上设有转动组件，所述转动组件连接有固定轴，所述固定轴通过合页转动连接有折叠板体，所述折叠板体可与收纳槽配合卡合连接，所述折叠板体板体内侧设有薄铁片，所述薄铁片与电磁铁磁性连接。

4、所述收纳槽设有四个，且呈相互对称的两组分布，每组的两个收纳槽相互连通，每个所述收纳槽槽底均设有一个电磁铁，所述电磁铁为失电型电磁铁。

5、所述连接架呈l型弯臂结构，连接架一端与架板面呈垂直向固定连接有齿条，所述连接架通过齿条与第一齿轮配合啮合连接，所述连接架上远离齿条的一端设有转动套环，所述转动套环与活动轴轴身配合转动连接，所述连接架和活动轴均设有两个，且均以第一齿轮为中心相互呈中心对称。

6、所述调节组件包括中心电机、活动齿轮组、第二齿轮、旋转电机，所述中心电机输出端通过转轴与第一齿轮固定连接，所述活动齿轮组由两个齿轮组成，两个齿轮分别固定连接在活动轴轴身上转动套环位置的两端，所述活动齿轮组设有两组，且分别固定连接在两个所述活动轴轴身上。

7、所述旋转电机设有两个，且呈相互背靠式对称，所述第二齿轮设有两个，且分别与两个所述旋转电机的输出端固定连接，两个所述第二齿轮分别与两个所述活动齿轮组配合啮合连接。

8、所述转动组件包括固定块、转动座，所述固定块设有两个，两个所述固定块固定连接在安装板上同侧的两端位置，所述转动座上开设有转动孔，所述固定块上开设有安装孔，所述安装孔转动连接有螺栓套筒，安装孔与螺栓套筒连接处设有轴承，所述螺栓套筒贯穿转动孔，所述螺栓套筒一端设有限位圆帽，螺栓套筒另一端螺纹连接有螺栓。

9、所述转动孔内部设有第二扭簧，所述第二扭簧套在螺栓套筒筒体外侧壁上，所述转动座两端位置设有弹簧柱塞，所述固定块内侧开设有限位槽，所述弹簧柱塞与限位槽配合承插连接，所述转动座侧壁上开设有安装槽，所述固定轴与安装槽配合固定连接。

10、所述固定轴设有两个，两个所述固定轴分别与两个转动组件配合连接，每个所述固定轴转动连接有两个折叠板体，所述合页转动位置设有第一扭簧。

11、所述固定轴轴身上开设有扇形卡口，所述折叠板体上与固定轴的转动连接处设有固定块，所述固定块与扇形卡口配合滑动连接。

12、所述固定块一侧壁上开设有扇形槽，所述扇形槽内滑动连接有限位块，所述限位块靠近扇形槽内部的一侧固定连接有圆柱弹簧。

13、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

14、1、航行器入水后依靠入水电极驱动失电式电磁铁失去磁力，原本固定在腔体上的折叠板体失去限定力，在两组扭簧的驱动下实现打开与合并，相较于水溶性线或者借助入水冲击力卸掉束缚，整体的打开更加可靠，不存在溶解时间差异或者入水冲击力的差异，确保百分百打开率，且纯硬件电路的控制方式，无需控制器参与，排除了软件运行出错的可能性。

15、2、航行器在展翼后整体结构在径向上中心对称，相较于非对称结构具有能更好的水动力特性，在水下具有更好的运动性能，且占用较少的平面尺寸，为腔体内结构留下较为充裕和规则的空间。

16、3、航行器的翼在打开后迎流面为流线型相较于片状翼为航行器提供了更好的滑翔性能。

17、4、航行器展翼后在中心电机的带动下可以控制翼的打开宽度，提高航行器的展弦比，还可以靠旋转电机改变翼的迎流角度，依靠迎流面积的大小提升整体的转向性能，大大加强了折叠翼对于水下运动的助力。

技术特征：

1.一种空投式折叠翼水下航行器，其特征在于，包括：腔体，以及开设在腔体侧壁上的收纳槽，所述收纳槽槽底固定连接有电磁铁，所述腔体内部设有调节组件，所述调节组件包括第一齿轮、连接架、活动轴，所述连接架一端与活动轴活动连接，所述第一齿轮与连接架另一端啮合连接，所述活动轴穿过腔体侧壁固定连接有安装板，所述安装板上设有转动组件，所述转动组件连接有固定轴，所述固定轴通过合页转动连接有折叠板体，所述折叠板体可与收纳槽配合卡合连接，所述折叠板体板体内侧设有薄铁片，所述薄铁片与电磁铁磁性连接。

2.根据权利要求1所述的一种空投式折叠翼水下航行器，其特征在于，所述收纳槽设有四个，且呈相互对称的两组分布，每组的两个收纳槽相互连通，每个所述收纳槽槽底均设有一个电磁铁。

3.根据权利要求1所述的一种空投式折叠翼水下航行器，其特征在于，所述连接架呈l型弯臂结构，连接架一端与架板面呈垂直向固定连接有齿条，所述连接架通过齿条与第一齿轮配合啮合连接，所述连接架上远离齿条的一端设有转动套环，所述转动套环与活动轴轴身配合转动连接。

4.根据权利要求1所述的一种空投式折叠翼水下航行器，其特征在于，所述调节组件包括中心电机、活动齿轮组、第二齿轮、旋转电机，所述中心电机输出端通过转轴与第一齿轮固定连接，所述活动齿轮组由两个齿轮组成，两个齿轮分别固定连接在活动轴轴身上转动套环位置的两端，所述活动齿轮组设有两组，且分别固定连接在两个所述活动轴轴身上。

5.根据权利要求4所述的一种空投式折叠翼水下航行器，其特征在于，所述旋转电机设有两个，且呈相互背靠式对称，所述第二齿轮设有两个，且分别与两个所述旋转电机的输出端固定连接，两个所述第二齿轮分别与两个所述活动齿轮组配合啮合连接。

6.根据权利要求1所述的一种空投式折叠翼水下航行器，其特征在于，所述转动组件包括固定块、转动座，所述固定块设有两个，两个所述固定块固定连接在安装板上同侧的两端位置，所述转动座上开设有转动孔，所述固定块上开设有安装孔，所述安装孔转动连接有螺栓套筒，安装孔与螺栓套筒连接处设有轴承，所述螺栓套筒贯穿转动孔，所述螺栓套筒一端设有限位圆帽,螺栓套筒另一端螺纹连接有螺栓。

7.根据权利要求6所述的一种空投式折叠翼水下航行器，其特征在于，所述转动孔内部设有第二扭簧，所述第二扭簧套在螺栓套筒筒体外侧壁上，所述转动座两端位置设有弹簧柱塞，所述固定块内侧开设有限位槽，所述弹簧柱塞与限位槽配合承插连接，所述转动座侧壁上开设有安装槽，所述固定轴与安装槽配合固定连接。

8.根据权利要求1所述的一种空投式折叠翼水下航行器，其特征在于，所述固定轴设有两个，两个所述固定轴分别与两个转动组件配合连接，每个所述固定轴转动连接有两个折叠板体，所述合页转动位置设有第一扭簧。

9.根据权利要求8所述的一种空投式折叠翼水下航行器，其特征在于，所述固定轴轴身上开设有扇形卡口，所述折叠板体上与固定轴的转动连接处设有扇形凸块，所述扇形凸块与扇形卡口配合滑动连接。

10.根据权利要求9所述的一种空投式折叠翼水下航行器，其特征在于，所述固定块一侧壁上开设有扇形槽，所述扇形槽内滑动连接有限位块，所述限位块靠近扇形槽内部的一侧固定连接有圆柱弹簧。

技术总结本发明提供了一种空投式折叠翼水下航行器，涉及水下航行设备技术领域。该空投式折叠翼水下航行器，设置有通过入水电极控制展开的组合式流线型翼展结构，精准控制翼展开启，以及可控制该翼展结构的调节结构，调节翼展结构的展弦比，提升航行器的水动力特性和转向性能，该空投式折叠翼水下航行器，确保折叠翼百分百打开率，且纯硬件电路的控制方式，无需控制器参与，排除了软件运行出错的可能性，且航行器在展翼后整体结构在径向上中心对称，在水下具有更好的运动性能。技术研发人员：夏庆超,周锐,张扬,吴定泽,金芷兰,张鑫,杨灿军受保护的技术使用者：浙江大学技术研发日：技术公布日：2024/6/2