CN112093022A - 一种基于新型无轴轮缘推进arv - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于新型无轴轮缘推进ARV，应用目标定位为水下机器人。主体外形设计成流线型结构，整体推进由四个无轴轮缘推进器联合控制，无轴轮缘推进器是一种将电机和推进器进行集成，利用转子环带动桨叶相对多磁极定子旋转的新型推进器，是市面上成熟的产品。本方案针对ARV的结构提出了全新的设计思路，采用无轴轮缘推进器取代传统的轴系推进器，改进设计后的ARV，声音小、不易缠水槽、推进效率高，在增加其作业能力的同时提升其航行性能，保证功能实现同时最大化降低水中阻力。

Description

一种基于新型无轴轮缘推进ARV

技术领域

本发明涉及水下机器人领域，尤其涉及一种基于新型无轴轮缘推进ARV。

背景技术

21世纪将是海洋的世纪，对深海领域的探测与开发能力，是未来海洋资源开发竞争的重要能力。传统的水下航行器主要有自主水下航行器(AUV)和遥控水下航行器(ROV)，两者都有各自的优势与不足。AUV自带能源，适合大范围海底搜索任务。但是不适合进行水下采样等任务。ROV通过脐带缆连接母船，动力充足，作业能力强，但是活动范围受到限制。

当前水下航行器普遍使用的推进方式为轴系推进，通过桨轴带动螺旋桨旋转，存在许多弊端。首先必须设置较长的轴系，增加了装置整体重量，其次，如果主机不是低速机，还需要设置减速、离合装置，由于桨毂的存在，螺旋桨在深海易与水草发生缠绕，桨轴的存在，推进效率也会受到很大的影响。

针对现有水下机器人存在的缺陷，本发明提出了一种基于新型无轴轮缘推进ARV，将电机和推进器进行集成，利用转子环带动桨叶相对多磁极定子旋转，无轴轮缘推进器为市面上成熟的产品，将其与ARV有效的结合，以增加ARV的作业能力，并同时提升航行性能。

发明内容

本发明提出一种基于新型无轴轮缘推进ARV，以实现水下机器人在深海既能以AUV的模式大范围航行，也能以ROV的模式进行水下作业。推进器采用市面上成熟的无轴轮缘推进器，增加作业能力，提升航行性能。

本发明是采用以下的技术方案实现的：一种基于新型无轴轮缘推进ARV，采用多舱段结构设计，从前向后包括依次密封连接的艏部总成、前电控舱总成、天线舱总成、后电控舱总成以及尾舱总成。所述艏部总成底侧设有前视声呐；所述前电控舱总成上侧设有前把手，内部设有电池包；艏部总成与前电控舱总成之间设有由浮力材料包裹着的产生上潜或下浮推力的第一推进器；所述天线舱总成上侧设有天线和光纤水密插头；所述后电控舱总成上侧设有后把手；所述尾舱总成外壳采用Myring曲线旋转而成的流线型外壳，左右两侧分别设有产生前进或后退推力的第二推进器和第三推进器；后电控舱总成和尾舱总成之间设有由浮力材料包裹着的产生上潜或下浮推力的第四推进器。

进一步的，所述第一推进器，第二推进器，第三推进器和第四推进器均为无轴轮缘推进器，所述无轴轮缘推进器是一种将电机和推进器进行集成，利用转子环带动桨叶相对多磁极定子旋转的新型推进器，所述无轴轮缘推进器为市面上成熟的产品，声音小，不易缠水草，推进效率高。

进一步的，所述第一推进器和第四推进器位于经过中心原点的水平线上，第一推进器通过连接杆和固定支架固定在艏部总成和前电控舱总成之间，方向垂直于水平面向上；第四推进器通过连接杆和固定支架固定在后电控舱总成与尾舱总成之间，方向垂直于水平面向上；所述第二推进器和第三推进器关于中纵剖面对称分布，通过固定底座安装在尾舱左右两侧，方向皆为平行于水平面向前，整体布局合理，结构设计新颖，水下作业能力较高。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

本方案针对ARV的结构提出了全新的设计思路，采用市面上成熟的无轴轮缘推进器取代传统的轴系推进器，利用固定支架和固定座巧妙的固定在ARV上，声音小、不易缠水草、推进效率高，整体结构设计新颖，且无多余附体；

另外，第一推进器和第四推进器周围安装剩余空间利用浮力材料填充，在保持ARV整体流线型结构，减少阻力，提高续航力的同时，还具有增加浮力，为推进器导流的作用。

附图说明

图1为本发明实施例所述ARV的整体结构示意图。

图2为本发明实施例所述无轴轮缘推进器结构示意图。

图3为本发明实施例所述第一推进器和第四推进器安装示意图。

图4为本发明实施例所述第二推进器和第三推进器安装示意图。

图中，1艏部总成，2为前电控舱总成，3为后电控舱总成，4为第三推进器，5为尾舱总成，6为第一推进器，7为天线舱总成，8为第四推进器，9为第二推进器，10为桨叶，11 为导流罩，12为连接杆，13为固定支架，14为固定底座。

具体实施方式

为了能够更加清楚地理解本发明的上述目的，特征和优点，下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开的具体实施例。

本实施例中提出了一种基于新型无轴轮缘推进ARV，采用多舱段结构设计，从前向后包括依次密封连接的艏部总成1、前电控舱总成2、天线舱总成7、后电控舱总成3以及尾舱总成5。所述艏部总成1底侧设有前视声呐；所述前电控舱总成2上侧设有前把手，内部设有电池包；艏部总成1与前电控舱总成2之间设有由浮力材料包裹着的第一推进器6；所述天线舱总成7上侧设有天线和光纤水密插头；所述后电控舱总成3上侧设有后把手；所述尾舱总成5外壳采用Myring曲线旋转而成的流线型外壳，左右两侧分别设有第二推进器9和第三推进器4；后电控舱总成3和尾舱总成5之间设有由浮力材料包裹着的第四推进器8。

如图2所示,无轴轮缘推进器包括桨叶10和导流罩11，导流罩底座留有四个螺纹孔，安装简便，声音小，不易缠水草，推进效率高，无轴轮缘推进器为可直接购买的成熟产品。

第一推进器和第四推进器的安装过程如图3所示，连接杆12整体近似长条结构，中间面板和两端端面板分别设有两个通孔，使用时，连接杆12前端与前舱固定，后端与后舱固定，圆周均布4件；固定支架13整体近似十字长条结构，中间设有四个呈正方形分布的通孔，四周端面板上分别设有两个螺纹孔，使用时，固定支架13固定在四个连接杆12上，推进器的导流罩11底座螺纹孔分别与固定支架13通孔同轴配合，并通过螺栓连接，方向垂直于水平面向上。

第二推进器和第三推进器的安装过程如图4所示，固定底座14关于中纵剖面对称固定在尾舱总成5左右两侧，中间留有四个通孔，使用时，推进器导流罩11底座螺纹孔与固定底座 14通孔同轴配合，并通过螺栓连接，方向平行于水平面向前。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其他领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改，等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (3)

1.一种基于新型无轴轮缘推进ARV，采用多舱段结构设计，从前向后包括依次密封连接的艏部总成(1)、前电控舱总成(2)、天线舱总成(7)、后电控舱总成(3)以及尾舱总成(5)。所述艏部总成(1)底侧设有前视声呐；所述前电控舱总成(2)上侧设有前把手，内部设有电池包；艏部总成(1)与前电控舱总成(2)之间设有由浮力材料包裹着的产生上潜或下浮推力的第一推进器(6)；所述天线舱总成(7)上侧设有天线和光纤水密插头；所述后电控舱总成(3)上侧设有后把手；所述尾舱总成(5)外壳采用Myring曲线旋转而成的流线型外壳，左右两侧分别设有产生前进或后退推力的第二推进器(9)和第三推进器(4)；后电控舱总成(3)和尾舱总成(5)之间设有由浮力材料包裹着的产生上潜或下浮推力的第四推进器(8)。

2.根据权利要求1所述的一种基于新型无轴轮缘推进ARV，其特征在于：所述第一推进器(6)，第二推进器(9)，第三推进器(4)和第四推进器(8)均为无轴轮缘推进器，所述无轴轮缘推进器是一种将电机和推进器进行集成，利用转子环带动桨叶相对多磁极定子旋转的新型推进器，所述无轴轮缘推进器为市面上成熟的产品。

3.根据权利要求1所述的一种基于新型无轴轮缘推进ARV，其特征在于：所述第一推进器(6)和第四推进器(8)位于经过中心原点的水平线上，第一推进器(6)通过连接杆(12)和固定支架(13)固定在艏部总成(1)和前电控舱总成(2)之间，方向垂直于水平面向上；第四推进器(8)通过连接杆(12)和固定支架(13)固定在后电控舱总成(3)与尾舱总成(5)之间，方向垂直于水平面向上；所述第二推进器(9)和第三推进器(4)关于中纵剖面对称分布，通过固定底座(14)安装在尾舱总成(5)左右两侧，方向皆为平行于水平面向前。

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