水下潜航器的制作方法

本发明一般涉及水下作业设备技术领域，具体涉及水下航行设备领域，尤其涉及水下潜航器。

背景技术：

水下潜航器是指靠遥控或自动控制在水下航行的设备，以代替潜水员或小型载人潜艇进行深海探测、救生等水下作业。目前，水下潜航器一般包括机身部以及鱼尾部。其中，鱼尾部包括摆动板以及设置于内腔中的驱动机构，驱动机构与摆动板的一端相连以通过驱动摆动板摆动来推动水下潜航器运动。驱动机构一般为舵机或者连杆传动机构。当驱动机构为舵机时，由于舵机需要进行密封处理，使得舵机所占用的安装空间较大，进而使得水下潜航器的体积较大。又由于水下潜航器的体积与其所受到的阻力一般呈正比，且常用舵机的功率密度小(舵机的功率密度为舵机的最大输出功率与舵机的体积之比)，为满足水下潜航器航行所需的动能，需要选用输出功率较大的舵机，使得舵机的驱动效率不高。当驱动机构为连杆传动机构时，需要配置驱动电机以驱动连杆传动机构运动，由于连杆传动机构具有急回特性，使得摆动板的摆动具有不平稳性，进而影响了水下潜航器的运动平稳性。

技术实现要素：

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种水下潜航器。

本申请提供一种水下潜航器，包括：

机身部，机身部具有容置腔；

摆动板，用于通过摆动以驱动水下潜航器运动；

杠杆，杠杆的一端位于机身部的容置腔中，另一端与摆动板连接，杠杆上异于两端的部分与机身部转动连接，以带动摆动板摆动；

磁场发生装置，磁场发生装置位于机身部的容置腔中，磁场发生装置用于生成磁场以驱动杠杆往复转动。

进一步地，磁场发生装置包括第一磁吸件和第二磁吸件，第一磁吸件和第二磁吸件中的一个设置于机身部上，另一个设置于杠杆上，第一磁吸件和第二磁吸件之间通过形成相互吸引的吸力和相互排斥的斥力以驱动杠杆往复转动。

进一步地，第一磁吸件设置于容置腔中，第二磁吸件设置于杠杆上，其中，第一磁吸件包括两个第一电磁铁，第二磁吸件位于两个第一电磁铁之间且第二磁吸件的两磁极分别面向两个第一电磁铁上相反的磁极设置。

进一步地，第二磁吸件为永磁体或者第二电磁铁。

进一步地，第一电磁铁包括线圈，磁场发生装置包括：

两个控制开关，两个控制开关分别与两个第一电磁铁中的线圈连接，以控制线圈的通电或断电；

控制器，控制器分别与两个控制开关连接，以控制两个控制开关交替工作于闭合状态和断开状态。

进一步地，第一磁吸件和第二磁吸件之间设有弹性件，弹性件的一端与第一磁吸件和第二磁吸件中一个连接，另一端用于与第一磁吸件和第二磁吸件中另一个抵接配合。

进一步地，第一电磁铁和第二电磁铁的外表面上设有防水层。

进一步地，杠杆通过转轴转动连接于机身部，设置于杠杆上的第一磁吸件或第二磁吸件与转轴之间的间距大于摆动板与转轴之间的间距。

进一步地，机身部靠近摆动板的一端设有分别与转轴的两端对应设置的两个第一安装孔，两个第一安装孔位于容置腔两侧且与容置腔连通设置，第一安装孔远离容置腔的一端设有扩孔段，扩孔段中固定安装有轴承，转轴的两端分别伸入两个第一安装孔且安装于轴承中；

其中，机身部的内侧面上分别设有位于两个第一安装孔处的加强凸起部，第一安装孔沿轴向贯穿加强凸起部设置，加强凸起部在沿第一安装孔的轴向上投影覆盖扩孔段在沿第一安装孔的轴向上投影。

进一步地，机身部包括主体段以及连接段，连接段位于主体段与摆动板之间，且连接段可拆卸地固定连接于主体段靠近摆动板的一端，转轴设置于连接段中。

本申请提供的水下潜航器，通过磁场发生装置生成磁场驱动杠杆往复转动，杠杆带动摆动板往复摆动，不仅可向推动板提供较大的驱动力且驱动摆动板往复摆动的功耗低，提高了水下潜航器在生成航行动力方面的工作效率，同时还可提高摆动板运动的平稳性，进而提高无人潜航器在航行时的稳定性。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本申请实施例提供的水下潜航器的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的水下潜航器的横向半剖图；

图3为本申请实施例提供的主体段的纵向半剖图；

图4为本申请实施例提供的杠杆、连接段以及摆动板之间的连接示意图；

图5为本申请实施例提供的连接段的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

请参考图1-3，本申请实施例提供一种水下潜航器，包括：

机身部10，机身部10具有容置腔11；

摆动板20，用于通过摆动以驱动水下潜航器运动；

杠杆30，杠杆30的一端位于机身部10的容置腔11中，另一端与摆动板20连接，杠杆30上异于两端的部分与机身部10转动连接，以带动摆动板20摆动；

磁场发生装置，磁场发生装置位于机身部10的容置腔11中，磁场发生装置用于生成磁场以驱动杠杆30往复转动。

在本实施例中，水下潜航器的机身部10具有容置腔11，用于存放磁场发生装置、至少部分杠杆30等。摆动板20用于通过摆动运动以推动水下潜航器航行。摆动板20的摆动方向可优选为水平方向或竖直方向。机身部10面向摆动板20的端面上设有开口，杠杆30的一端从开口伸入机身部10的容置腔11中，另一端与摆动板20连接。杠杆30与摆动板20的连接方式优选为固定连接，例如但不局限于一体成型、螺接、过盈装配连接等。杠杆30上异于两端的部分与机身部10转动连接，杠杆30的往复转动带动摆动板20往复摆动。其中，杠杆30可以为杆状、板状等，摆动板20可为大致三角状或扇状等。磁场发生装置安装于机身部10的容置腔11中，其中一部分设置于杠杆30上，通过生成磁场以驱动杠杆30往复转动，进而带动摆动板20往复摆动。

在本实施例中，通过磁场发生装置生成的磁场可向杠杆30提供较大的推力以驱动杠杆30往复转动，进而带动摆动板20往复摆动。其中，由于通过磁场来驱动摆动板20摆动，进而可降低水下潜航器在生成航行动力方面的能源消耗，提高了水下潜航器在生成航行动力方面的工作效率。同时，磁场驱动并不存在急回特性，且对摆动板20的驱动比较稳定，提高了摆动板20运动的平稳性，进而提高无人潜航器在航行时的稳定性。

在一些优选的实施例中，磁场发生装置包括第一磁吸件40和第二磁吸件50，第一磁吸件40和第二磁吸件50中的一个设置于机身部10上，另一个设置于杠杆30上，第一磁吸件40和第二磁吸件50之间通过形成相互吸引的吸力和相互排斥的斥力以驱动杠杆30往复转动。

在本实施例中，磁场发生装置包括第一磁吸件40和第二磁吸件50，第一磁吸件40和第二磁吸件50皆可具有s极和n极，第一磁吸件40和第二磁吸件50之间可生成相互吸引的吸力以及相互排斥的斥力。第一磁吸件40和第二磁吸件50中的一个设置于机身部10上且另一个设置于杠杆30上，当第一磁吸件40和第二磁吸件50之间生成吸力时，带动杠杆30向靠近未设置于其上的第一磁吸件40或第二磁吸件50方向转动；当第一磁吸件40和第二磁吸件50之间生成斥力时，带动杠杆30向远离未设置于其上的第一磁吸件40或第二磁吸件50方向转动，即当第一磁吸件40和第二磁吸件50之间生成吸力时以及当第一磁吸件40和第二磁吸件50之间生成斥力时，杠杆30的转动方向相反，进而实现驱动杠杆30往复转动。

在本优选的实施例中，磁场发生装置不仅结构简单且成本低，而且可对杠杆30提供较大的推力，进而可提高水下潜航器的航行动力。

在一些优选的实施例中，第一磁吸件40设置于容置腔11中，第二磁吸件50设置于杠杆30上，其中，第一磁吸件40包括两个第一电磁铁，第二磁吸件50位于两个第一电磁铁之间且第二磁吸件50的两磁极分别面向两个第一电磁铁上相反的磁极设置。

在本优选的实施例中，第一磁吸件40设置于机身部10的容置腔11中，第二磁吸件50设置于杠杆30上。其中，第二磁吸件50可优选设置于杠杆30上远离摆动板20的一端。第一磁吸件40包括两个第一电磁铁，且两个第一电磁铁皆可固定设置在机身部10的内侧面上。第二磁吸件50位于两个第一电磁铁之间，两个第一电磁铁上相反的两个磁极分别面向第二磁吸件50的两磁极设置，以驱动杠杆30往复转动。例如，其中一个第一电磁铁的n极面向第二磁吸件50的n极设置，另一个第一电磁铁的s极面向第二磁吸件50的s极设置；或者，其中一个第一电磁铁的n极面向第二磁吸件50的s极设置，另一个第一电磁铁的s极面向第二磁吸件50的n极设置；或者，其中一个第一电磁铁的s极面向第二磁吸件50的n极设置，另一个第一电磁铁的n极面向第二磁吸件50的s极设置；或者，其中一个第一电磁铁的s极面向第二磁吸件50的s极设置，另一个第一电磁铁的n极面向第二磁吸件50的n极设置。

在本优选的实施例中，第一电磁铁可通过上电成为磁体并形成磁场。此时，第一电磁铁与第二磁吸件50之间可形成吸力或斥力进而驱动杠杆30转动，具体地：两个第一电磁铁可轮流交替上电，即其中一个处于上电状态，另一个处于断电状态，可驱动杠杆30连续地往复转动，进而可驱动摆动板20连续地摆动。在其他实施例中，可向两个第一电磁铁提供交流电以实现驱动杠杆30往复转动。

在一些优选的实施例中，第二磁吸件50为永磁体或者第二电磁铁。

在本优选的实施例中，杠杆30上设有沿厚度方向贯穿的第二安装孔31，第二磁吸件50固定安装于第二安装孔31中，且第二磁吸件50的两磁极分别伸出第二安装孔31的两端面设置。其中，当第二磁吸件50为第二电磁铁且在需要驱动摆动板20摆动时，第二磁吸件50可处于一直上电状态。

杠杆30包括分别面向两个第一电磁铁的两侧面，本文的杠杆30的厚度方向为该两侧面之间的方向。

在一些优选的实施例中，第一电磁铁包括线圈，磁场发生装置包括：

两个控制开关，两个控制开关分别与两个第一电磁铁中的线圈连接，以控制线圈的通电或断电；

控制器，控制器分别与两个控制开关连接，以控制两个控制开关交替工作于闭合状态和断开状态。

在本优选的实施例中，第一电磁铁包括金属芯，金属芯的材质可以为铁或硅钢等。第一电磁铁还包括绕设在金属芯上的线圈，线圈通电时第一电磁铁具有磁性，线圈断电时第一电磁铁不具有磁性。在两个第一电磁铁中，每个第一电磁铁的线圈中皆串接有控制开关，以控制线圈的通电或断电。控制开关可优选为继电器等。控制器分别与两个控制开关连接，以控制两个控制开关交替工作于闭合状态和断开状态，实现两个第一电磁铁之间轮流交替上电。

在一些优选的实施例中，第一磁吸件40和第二磁吸件50之间设有弹性件60，弹性件60的一端与第一磁吸件40和第二磁吸件50中一个连接，另一端用于与第一磁吸件40和第二磁吸件50中另一个抵接配合。

在本优选的实施例中，当第一磁吸件40与第二磁吸件50之间相对运动时，弹性件60可避免两者之间直接硬接触而导致破损情况的出现。弹性件60可优选为弹簧等。

当第一磁吸件40包括两个第一电磁铁时，第二磁吸件50的两磁极上皆设有弹性件60。

在一些优选的实施例中，第一电磁铁和第二电磁铁的外表面上设有防水层。

在本优选的实施例中，由于机身部10靠近摆动板20的端面上设有开口，外部的水可从开口流入机身部10中，进而对电磁铁的使用带来影响。通过在第一电磁铁和第二电磁铁的外表面上设有防水层，可避免第一电磁铁和第二电磁铁直接与水接触，进而确保电磁铁的正常工作。防水层可优选为灌胶层或塑封层等，防水材质可优选为树脂、塑料等。

在一些优选的实施例中，杠杆30通过转轴12转动连接于机身部10，设置于杠杆30上的第一磁吸件40或第二磁吸件50与转轴12之间的间距大于摆动板20与转轴12之间的间距。

在本优选的实施例中，转轴12位于机身部10的容置腔11中且相对机身部10可转动地设置。杠杆30上设有第三安装孔，转轴12固定安装于第三安装孔中。设置于杠杆30上的第一磁吸件40或第二磁吸件50与转轴12之间的间距大于摆动板20与转轴12之间的间距，使得杠杆30的动力臂大于阻力臂，即杠杆30可将磁场生成装置对杠杆30的驱动力加倍传递给摆动板20，进一步增加磁场生成装置对摆动板20的驱动力。在一些其他的实施例中，设置于杠杆30上的第一磁吸件40或第二磁吸件50位于杠杆30远离摆动板20的一端。

请参考图4-5，在一些优选的实施例中，机身部10靠近摆动板20的一端设有分别与转轴12的两端对应设置的两个第一安装孔13，两个第一安装孔13位于容置腔11两侧且与容置腔11连通设置，第一安装孔13远离容置腔11的一端设有扩孔段131，扩孔段131中固定安装有轴承14，转轴12的两端分别伸入两个第一安装孔13中且安装于轴承14中；

其中，机身部10的内侧面上分别设有位于两个第一安装孔13处的加强凸起部15，第一安装孔13沿轴向贯穿加强凸起部15设置，加强凸起部15在沿第一安装孔13的轴向上投影覆盖扩孔段131在沿第一安装孔13的轴向上投影。

在本优选的实施例中，机身部10上设有相对设置的两个第一安装孔13，第一安装孔13远离容置腔11的一端设有扩孔段131，扩孔段131中固定安装有轴承14，转轴12的两端分别伸入两个第一安装孔13且安装于轴承14中，以实现转轴12转动连接于机身部10。机身部10的内侧面上设有两个加强凸起部15，加强凸起部15凸出机身部10的内侧面设置。两个加强凸起部15分别对应两个第一安装孔13设置，且第一安装孔13沿轴向贯穿加强凸起部15设置。加强凸起部15在沿第一安装孔13的轴向上投影覆盖扩孔段131在沿第一安装孔13的轴向上投影，使得凸起加强部可扩孔段131进行强度加强，避免由于摆动板20在摆动时破坏扩孔段131情况的出现。其中，加强凸起部15可优选为圆盘状，且加强凸起部15与机身部10为一体成型。

在一些优选的实施例中，机身部10包括主体段16以及连接段17，连接段17位于主体段16与摆动板20之间，且连接段17可拆卸地固定连接于主体段16靠近摆动板20的一端，转轴12设置于连接段17中。

在本优选的实施例中，机身部10的容置腔11包括位于主体段16中的第一腔段以及位于连接段17的第二腔段113。第一腔段包括密封设置的耐压腔111以及安装腔112，安装腔112位于耐压腔111和第二腔段113之间，且安装腔112与第二腔段113相连通。耐压腔111可用于存放控制器、控制开关等器件，以避免其与水接触。安装腔112中可用于存放第一磁吸件40、第二磁吸件50以及部分杠杆30。转轴12以及部分杠杆30位于第二腔段113中，且转轴12与连接段17转动连接。连接段17可拆卸地固定连接于主体段16靠近摆动板20的一端，可便于杠杆30、转轴12等零件的更换。其中，可拆卸地固定连接可优选为螺栓连接等。

在一些有优选的实施例中，水下潜航器呈鱼状，包括鱼身部、鱼尾部。鱼身部为机身部10，鱼尾部为摆动板20。鱼身部的外侧面上还设有相对的两个侧翼18。鱼身部的顶面上还设有背鳍19。其中，侧翼18以及背鳍19与机身部10之间可优选为一体成型。

需要理解的是，上文如有涉及术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除