跨介质航行器及水下重浮心调节装置、水下姿态调节方法

本发明涉及跨介质航行器，具体涉及一种跨介质航行器及水下重浮心调节装置、水下姿态调节方法。

背景技术：

1、跨介质航行器可将飞行器空中高机动性和水下滑翔机长航时的优点的结合在一起，最大限度发挥其性能。

2、然而传统的跨介质航行器采用移动重物块的方式进行重浮心调节，重物块的重量不仅对跨介质航行器在空中的续航及性能带来负担，而且会提高航行器的水下功耗，并且还会降低航行器的机动性能。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种跨介质航行器及水下重浮心调节装置、水下姿态调节方法，以解决现有技术中重物块的重量不仅对跨介质航行器在空中的续航及性能带来负担，而且会提高航行器的水下功耗，并且还会降低航行器的机动性能的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本发明具体提供一种跨介质航行器的水下重浮心调节装置，包括浮块和牵引组件；

3、所述浮块设置于航行器的压载水舱内，并且所述浮块的密度小于水的密度；

4、所述牵引组件用于调节所述浮块在压载水舱内的位置，以调节航行器在水下时的俯仰姿态；

5、所述浮块位于所述压载水舱的首部时，水下的所述航行器处于上浮滑翔姿态；

6、所述浮块位于所述压载水舱的尾部时，水下的所述航行器处于向下滑翔姿态；

7、所述浮块位于所述压载水舱中间时，水下的所述航行器处于水平滑翔姿态。

8、作为本发明的一种优选方案，所述牵引组件包括收卷机构和牵引绳索；

9、所述牵引绳索至少设置有两股，将两个所述收卷机构分别与所述浮块的两侧连接；

10、所述收卷机构至少设置有两个，分别安装于所述压载水舱的首部和尾部；

11、两个所述收卷机构同向转动，以收卷或释放所述牵引绳索，移动所述浮块在所述压载水舱内的位置。

12、作为本发明的一种优选方案，所述收卷机构包括电机和与所述电机传动连接的绳盘；

13、所述电机用于驱动所述绳盘转动，以收卷或释放所述牵引绳索。

14、作为本发明的一种优选方案，还包括姿态感知与控制模块，用于感知所述航行器的俯仰姿态，并向所述牵引组件发送工作指令，以调整所述浮块在所述压载水舱内的位置。

15、为解决上述技术问题，本发明还进一步提供一种跨介质航行器的水下姿态调节方法，使用上述的水下重浮心调节装置，包括以下步骤：

16、在需要将所述航行器切换进入上浮滑翔姿态时，启动所述牵引组件将所述浮块向所述压载水舱的首部移动，通过控制所述浮块与首部的距离，来控制所述航行器的仰起角度；

17、在需要将所述航行器切换进入向下滑翔姿态时，启动所述牵引组件将所述浮块向所述压载水舱的尾部移动，通过控制所述浮块与尾部的距离，来控制所述航行器的俯下角度；

18、在需要将所述航行器切换进入水平滑翔姿态时，启动所述牵引组件将所述浮块向所述压载水舱的中间移动。

19、作为本发明的一种优选方案，通过姿态感知与控制模块实时感知所述航行器的俯仰姿态；

20、姿态感知与控制模块根据输入的滑翔姿态，向牵引组件发送工作指令，移动所述浮块在所述压载水舱内的位置，使航行器切换进入设定的滑翔姿态；

21、在航行器姿态调整过程中，所述姿态感知与控制模块能够实时根据感知的俯仰姿态向所述牵引组件发送新的工作指令，以提高调节精准度。

22、本发明再进一步提供一种跨介质航行器，包括压载水舱和上述的水下重浮心调节装置；

23、所述压载水舱的底部设置有注排水系统，用于向所述压载水舱注入或排出压载水；

24、所述压载水舱的顶部设置有气阀；

25、注水时，气体从所述气阀排出所述压载水舱；

26、排水时，气体从所述气阀进入所述压载水舱。

27、本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：

28、本发明使用轻质的浮块替代传统的重物块，通过牵引组件调节浮块在压载水舱内的位置来调节航行器在水下的俯仰姿态。由于浮块质量轻的特性，一方面降低了航行器的整体重量，实现了航行器在空中长续航、水下低功耗的需求，而且提高了航行器的机动性能；另一方面便于牵引组件牵引，减小移动物块所需的牵引力。

技术特征：

1.一种跨介质航行器的水下重浮心调节装置，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的一种跨介质航行器的水下重浮心调节装置，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的一种跨介质航行器的水下重浮心调节装置，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的一种跨介质航行器的水下重浮心调节装置，其特征在于，

5.一种跨介质航行器的水下姿态调节方法，其特征在于，

6.根据权利要求5所述的一种跨介质航行器的水下姿态调节方法，其特征在于，

7.一种跨介质航行器，其特征在于，

技术总结本发明公开了跨介质航行器技术领域的一种跨介质航行器及水下重浮心调节装置、水下姿态调节方法，包括浮块和牵引组件；所述浮块设置于航行器的压载水舱内，并且所述浮块的密度小于水的密度；所述牵引组件用于调节所述浮块在压载水舱内的位置，以调节航行器在水下时的俯仰姿态；所述浮块位于所述压载水舱的首部时，水下的所述航行器处于上浮滑翔姿态；所述浮块位于所述压载水舱的尾部时，水下的所述航行器处于向下滑翔姿态；所述浮块位于所述压载水舱中间时，水下的所述航行器处于水平滑翔姿态。技术研发人员：黄荐,王一伟,王静竹,杜特专,黄晨光,肖志坚受保护的技术使用者：中国科学院力学研究所技术研发日：技术公布日：2024/6/23