一种基于少自由度并联机构的AUV艏部变体减阻结构

本发明属于水下仿生航行器，尤其涉及一种基于少自由度并联机构的auv艏部变体减阻结构。

背景技术：

1、传统的水下无人航行器存在噪声大、对周围流体环境的扰动大、启动加速慢、转弯半径大、灵活性和隐蔽性较差等缺点，特别是在复杂多变的海底地形中，如崎岖的地带和狭窄的缝隙，这些缺点尤为突出。此外，传统无人航行器的运行还会对海洋生物及其生活环境造成较大的伤害。为了克服传统水下无人航行器在运动性能和结构设计上的不足，本发明提出一种基于少自由度并联机构的auv（自主式水下潜器）艏部变体减阻结构。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于少自由度并联机构的auv艏部变体减阻结构，旨在解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种基于少自由度并联机构的auv艏部变体减阻结构，包括艏部变体机构、艏部耐压水密外壳、波纹管、前转接环和后转接环；

4、所述艏部变体机构包括静安装板、动安装板、第一直线驱动器、第一活动杆、万向节、万向十字铰链底座、第二直线驱动器、第二活动杆、活动铰链、圆柱铰链底座和固定杆；所述动安装板与前转接环固定连接；所述第一直线驱动器、第二直线驱动器和固定杆的一端均设有球副，第一直线驱动器、第二直线驱动器和固定杆均通过球副与动安装板连接；所述固定杆的另一端与静安装板固定连接；

5、所述第一直线驱动器用于驱动第一活动杆实现直线运动；所述第一直线驱动器通过螺纹与万向节连接，万向节通过螺栓与万向十字铰链底座连接，所述万向十字铰链底座与静安装板固定连接；

6、所述第二直线驱动器用于驱动第二活动杆实现直线运动；所述第二直线驱动器通过螺纹与活动铰链连接，活动铰链通过销轴与圆柱铰链底座连接，所述圆柱铰链底座与静安装板固定连接。

7、进一步的，所述万向节包括下连接叉、连接桥和上连接叉，所述第一直线驱动器通过螺纹与上连接叉连接，上连接叉通过销轴与连接桥连接，连接桥通过销轴与下连接叉连接，下连接叉通过螺栓与万向十字铰链底座连接。

8、进一步的，所述球副包括球铰底座和球铰活动杆，三个所述球铰底座分别通过螺纹固定连接于动安装板呈直角三角形的三个顶点上，三个所述球铰活动杆分别通过螺纹固定连接于第一活动杆、第二活动杆和固定杆。

9、进一步的，所述艏部耐压水密外壳底边设有沿周向均匀分布的轴向孔，通过螺栓与前转接环连接，所述前转接环上端面设有凹槽，凹槽内安装有用于密封的o型橡胶圈。

10、进一步的，所述前转接环与波纹管固定连接，所述波纹管与后转接环固定连接，所述后转接环与密封舱连接。

11、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

12、本发明能够使auv艏部模仿鱼类头部摆动切开流线，根据当前的流场改变自身艏部朝向减少阻力，实现偏转和俯仰两个自由度的转动，使得auv在复杂水下流场环境下高效的减阻。

技术特征：

1.一种基于少自由度并联机构的auv艏部变体减阻结构，其特征在于，包括艏部变体机构、艏部耐压水密外壳、波纹管、前转接环和后转接环；

2.根据权利要求1所述的基于少自由度并联机构的auv艏部变体减阻结构，其特征在于，所述万向节包括下连接叉、连接桥和上连接叉，所述第一直线驱动器通过螺纹与上连接叉连接，上连接叉通过销轴与连接桥连接，连接桥通过销轴与下连接叉连接，下连接叉通过螺栓与万向十字铰链底座连接。

3.根据权利要求1所述的基于少自由度并联机构的auv艏部变体减阻结构，其特征在于，所述球副包括球铰底座和球铰活动杆，三个所述球铰底座分别通过螺纹固定连接于动安装板呈直角三角形的三个顶点上，三个所述球铰活动杆分别通过螺纹固定连接于第一活动杆、第二活动杆和固定杆。

4.根据权利要求1所述的基于少自由度并联机构的auv艏部变体减阻结构，其特征在于，所述艏部耐压水密外壳底边设有沿周向均匀分布的轴向孔，通过螺栓与前转接环连接，所述前转接环上端面设有凹槽，凹槽内安装有用于密封的o型橡胶圈。

5.根据权利要求1所述的基于少自由度并联机构的auv艏部变体减阻结构，其特征在于，所述前转接环与波纹管固定连接，所述波纹管与后转接环固定连接，所述后转接环与密封舱连接。

技术总结本发明适用于水下仿生航行器技术领域，提供了一种基于少自由度并联机构的AUV艏部变体减阻结构，包括艏部变体机构、与艏部变体机构固定连接的艏部耐压水密外壳、与艏部耐压水密外壳固定连接的前转接环、与前转接环固定连接的波纹管以及与波纹管固定连接的后转接环。本发明中艏部耐压水密外壳随艏部变体机构中的动安装板转动；艏部变体机构用于仿鱼类游动切开流线实现减阻效果；艏部变体机构中由两个直线驱动器驱动，使艏部耐压水密外壳以船舱轴向为中心轴线实现30°范围全方位偏转；艏部耐压水密外壳通过波纹管与船舱连接，实现艏部的连续变化从而能根据复杂流场进行主动减阻。技术研发人员：王坤阳,曹泳靖,卢雪薇,任露泉,温佳成,王书鹏受保护的技术使用者：吉林大学技术研发日：技术公布日：2024/11/14