一种可收缩的水翼机构

摘要

本公开涉及跨介质航行器技术领域，提供了一种可收缩的水翼机构，包括：一桶形支撑骨架；一主翼片伸缩机构，连接于所述桶形支撑骨架，具有关于所述桶形支撑骨架的轴线左右对称的两个可展开或收缩的主翼片；两个副翼片伸缩机构，分别连接于所述主翼片伸缩机构的两个主翼片，每个副翼片伸缩机构具有一个副翼片，两个副翼片关于所述桶形支撑骨架的轴线左右对称且可展开或收缩。与现有技术相比较，本公开提供的可收缩的水翼机构，具有高度自动化的优点，除可以单独使用外，还可以作为一个功能模块，整合在相关的自动化设备当中，尤其是在跨介质航行器中，使得跨介质航行器具有良好的环境适应性和隐蔽性，可广泛应用于多种军用和民用作业场景。

权利要求

1.一种可收缩的水翼机构，其特征在于，包括：

一桶形支撑骨架（1）；

一主翼片伸缩机构（2），连接于所述桶形支撑骨架（1），具有关于所述桶形支撑骨架（1）的轴线左右对称的两个可展开或收缩的主翼片（8）；

两个副翼片伸缩机构（3），分别连接于所述主翼片伸缩机构（2）的两个主翼片（8），每个副翼片伸缩机构（3）具有一个副翼片（9），两个副翼片（9）关于所述桶形支撑骨架（1）的轴线左右对称且可展开或收缩；

其中，所述主翼片伸缩机构（2）还包括一旋转底座（4）、一驱动推杆（5）、一第一翼片拉杆（6）和一第二翼片拉杆（7），其中：所述旋转底座（4）设置于所述桶形支撑骨架（1）的内部，且通过多个可活动的支撑杆连接于所述桶形支撑骨架（1）；

所述驱动推杆（5）的一端通过一转轴同时连接于所述第一翼片拉杆（6）的第一端和所述第二翼片拉杆（7）的第一端，所述驱动推杆（5）的主体部分通过多个可活动的支撑杆套接于所述桶形支撑骨架（1），使得所述驱动推杆（5）可沿自身的轴向进行运动；

所述第一翼片拉杆（6）的第二端通过一转轴连接于所述旋转底座（4）的第一端，且所述第一翼片拉杆（6）的第二端还固定连接于一个主翼片（8）；

所述第二翼片拉杆（7）的第二端通过一转轴连接于所述旋转底座（4）的第二端，且所述第二翼片拉杆（7）的第二端还固定连接于另一个主翼片（8）；

每个副翼片伸缩机构（3）还包括一支撑翼片（10）、一主‑副翼片转轴（11）、一主‑支撑翼片转轴（12）和一副‑支撑翼片转轴（13），其中：所述支撑翼片（10）的一端通过所述主‑支撑翼片转轴（12）与所述主翼片（8）滑动连接，所述支撑翼片（10）的另一端通过所述副‑支撑翼片转轴（13） 与所述副翼片（9）固定连接；所述主翼片（8）与所述副翼片（9）还通过所述主‑副翼片转轴（11）直接轴接；所述主‑支撑翼片转轴（12）在所述主翼片（8）表面沿所述主翼片（8）的延伸方向进行滑动时，将带动所述支撑翼片（10）绕所述副‑支撑翼片转轴（13）进行旋转，进而使所述副翼片（9）绕所述主‑副翼片转轴（11）进行旋转，实现收缩或展开。

2.根据权利要求1所述的可收缩的水翼机构，其特征在于，所述可收缩的水翼机构具有展开与收缩两种工作状态，且可在这两种工作状态中自由切换；

在水翼结构展开时，先触发主翼片伸缩机构（2）工作，使主翼片（8）展开，而后再触发副翼片伸缩机构（3）工作，使副翼片（9）展开，完成整个水翼结构的展开；

在水翼结构收缩时，先触发副翼片伸缩机构（3）工作，使副翼片（9）收缩，而后再触发主翼片伸缩机构（2）工作，使主翼片（8）收缩，完成整个水翼结构的收缩。

3.根据权利要求1所述的可收缩的水翼机构，其特征在于，所述驱动推杆（5）沿自身的轴向运动时，所述驱动推杆（5）将推动所述第一翼片拉杆（6）和所述第二翼片拉杆（7）绕所述旋转底座（4）进行旋转，进而实现固定在所述第一翼片拉杆（6）和所述第二翼片拉杆（7）上的两个主翼片（8）收缩或展开。

4.根据权利要求3所述的可收缩的水翼机构，其特征在于，所述驱动推杆（5）沿自身的轴向靠近所述旋转底座（4）的方向运动时，两个主翼片（8）收缩。

5.根据权利要求3所述的可收缩的水翼机构，其特征在于，所述驱动推杆（5）沿自身的轴向远离所述旋转底座（4）的方向运动时，两个主翼片（8）展开。

6.根据权利要求1所述的可收缩的水翼机构，其特征在于，驱动所述主‑支撑翼片转轴（12）在所述主翼片（8）表面沿所述主翼片（8）的延伸方向靠近所述桶形支撑骨架（1）的轴线进行运动时，所述副翼片（9）收缩。

7.根据权利要求1所述的可收缩的水翼机构，其特征在于，驱动所述主‑支撑翼片转轴（12）在所述主翼片（8）表面沿所述主翼片（8）的延伸方向远离所述桶形支撑骨架（1）的轴线进行运动时，所述副翼片（9）展开。

说明书

一种可收缩的水翼机构

技术领域

[0001] 本公开涉及跨介质航行器技术领域，尤其涉及一种可收缩的水翼机构。

背景技术

[0002] 海洋是生命的摇篮、资源的宝库和战略的要地，一个国家的兴盛与海洋事业密不可分。

[0003] 传统的水面无人船可以实现水面快速航行，但是无法实现水下安全隐蔽；传统的水下AUV可以实现水下安全隐蔽，但是无法实现水面快速航行。为了解决上述无法兼顾的难题，跨介质航行器是一个非常理想的解决方案。跨介质航行器兼具水面“无人船”和水下“AUV”的特征，既可以在水面快速航行，遇到紧急情况也可以潜到水下，达到隐蔽的目的。

[0004] 然而，对于跨介质航行器来说，如何通过结构设计同时实现水面和水下的水动力性能最优是一个世界性难题。这就需要研发一种新型变体机构，通过伸缩跨介质航行器的水翼来适应水和空气两种不同介质的特点，以实现航行器的推进性能持续最优。在水中潜航时，为了追求更低的阻力与更快的航行速度，需要流线型设计；但是在水面航行时，需要将水翼展开，水翼表面通过切割自由面包覆气层，最终实现减阻。

[0005] 因此，发明一种可收缩的水翼机构来解决跨介质航行器在跨越“水‑空”两种不同介质时遇到的设计准则矛盾问题是十分必要的。

发明内容

[0006] (一)要解决的技术问题

[0007] 有鉴于此，本公开的主要目的在于提供一种在工作时完全展开，在不工作时完全收缩的可收缩的水翼机构。

[0008] (二)技术方案

[0009] 为了达到上述目的，本公开采用的技术解决方案如下：

[0010] 一种可收缩的水翼机构，包括：一桶形支撑骨架1；一主翼片伸缩机构2，连接于所述桶形支撑骨架1，具有关于所述桶形支撑骨架1的轴线左右对称的两个可展开或收缩的主翼片8；两个副翼片伸缩机构3，分别连接于所述主翼片伸缩机构2的两个主翼片8，每个副翼片伸缩机构3具有一个副翼片9，两个副翼片9关于所述桶形支撑骨架1的轴线左右对称且可展开或收缩。

[0011] 上述方案中，该可收缩的水翼机构具有展开与收缩两种工作状态，且可在这两种工作状态中自由切换；在水翼结构展开时，先触发主翼片伸缩机构2工作，使主翼片8展开，而后再触发副翼片伸缩机构3工作，使副翼片9展开，完成整个水翼结构的展开；在水翼结构收缩时，先触发副翼片伸缩机构3工作，使副翼片9收缩，而后再触发主翼片伸缩机构2工作，使主翼片8收缩，完成整个水翼结构的收缩。

[0012] 上述方案中，所述主翼片伸缩机构2还包括一旋转底座4、一驱动推杆5、一第一翼片拉杆6和一第二翼片拉杆7，其中：所述旋转底座4设置于所述桶形支撑骨架1的内部，且通过多个可活动的支撑杆连接于所述桶形支撑骨架1；所述驱动推杆5的一端通过一转轴同时连接于所述第一翼片拉杆6的第一端和所述第二翼片拉杆7的第一端，所述驱动推杆5的主体部分通过多个可活动的支撑杆套接于所述桶形支撑骨架1，使得所述驱动推杆5可沿自身的轴向进行运动；所述第一翼片拉杆6的第二端通过一转轴连接于所述旋转底座4的第一端，且所述第一翼片拉杆6的第二端还固定连接于一个主翼片8；所述第二翼片拉杆7的第二端通过一转轴连接于所述旋转底座4的第二端，且所述第二翼片拉杆7的第二端还固定连接于另一个主翼片8。

[0013] 上述方案中，所述驱动推杆5沿自身的轴向运动时，所述驱动推杆5将推动所述第一翼片拉杆6和所述第二翼片拉杆7绕所述旋转底座4进行旋转，进而实现固定在所述第一翼片拉杆6和所述第二翼片拉杆7上的两个主翼片8收缩或展开。

[0014] 上述方案中，所述驱动推杆5沿自身的轴向靠近所述旋转底座4的方向运动时，两个主翼片8收缩。所述驱动推杆5沿自身的轴向远离所述旋转底座4的方向运动时，两个主翼片8展开。

[0015] 上述方案中，每个副翼片伸缩机构3还包括一支撑翼片10、一主‑副翼片转轴11、一主‑支撑翼片转轴12和一副‑支撑翼片转轴13，其中：所述支撑翼片10的一端通过所述主‑支撑翼片转轴12与所述主翼片8滑动连接，所述支撑翼片10的另一端通过所述副‑支撑翼片转轴13与所述副翼片9固定连接；所述主翼片8与所述副翼片9还通过所述主‑副翼片转轴11直接轴接。

[0016] 上述方案中，所述主‑支撑翼片转轴12在所述主翼片8表面沿所述主翼片8的延伸方向进行滑动时，将带动所述支撑翼片10绕所述副‑支撑翼片转轴13进行旋转，进而使所述副翼片9绕所述主‑副翼片转轴11进行旋转，实现收缩或展开。

[0017] 上述方案中，所述驱动主‑支撑翼片转轴12在所述主翼片8表面沿所述主翼片8的延伸方向靠近所述桶形支撑骨架1的轴线进行运动时，所述副翼片9收缩。所述驱动主‑支撑翼片转轴12在所述主翼片8表面沿所述主翼片8的延伸方向远离所述桶形支撑骨架1的轴线进行运动时，所述副翼片9展开。

[0018] (三)有益效果

[0019] 本公开提供的可收缩的水翼机构，具有以下有益效果：

[0020] 1、本公开提供的可收缩的水翼机构，是针对水面和水下不同的工况条件下的不同航行需求，基于折展机构理论进行设计的，具有展开与收缩两种工作状态，且可在这两种工作状态中自由切换，使得跨介质航行器能够满足不同工况条件下在水面和水下不同介质中高速行驶的要求。

[0021] 2、本公开提供的可收缩的水翼机构，在展开时，先触发主翼片伸缩机构2工作，使主翼片8展开，而后再触发副翼片伸缩机构3工作，使副翼片9展开，完成整个水翼结构的展开；在收缩时，先触发副翼片伸缩机构3工作，使副翼片9收缩，而后再触发主翼片伸缩机构2工作，使主翼片8收缩，完成整个水翼结构的收缩，进而实现在展开与收缩两种工作状态中自由切换，使得跨介质航行器能够有效地实现水面快速航行和水下安全隐身。

[0022] 3、本公开提供的可收缩的水翼机构，与现有技术相比较，具有高度自动化的优点，除可以单独使用外，还可以作为一个功能模块，整合在相关的自动化设备当中，尤其是在跨介质航行器中，使得跨介质航行器在保证整体轻量化的基础之上，还具有良好的环境适应性和隐蔽性，可广泛应用于多种军用和民用作业场景，同时进行水面和水下的环境探测，提升我国海洋环境立体监测和探测水平，也可应用于海上紧急搜救。

附图说明

[0023] 本公开的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

[0024] 图1是依照本公开实施例的可收缩的水翼机构的结构示意图；

[0025] 图2是依照本公开实施例的可收缩的水翼机构的透视图；

[0026] 图3是依照本公开实施例的可收缩的水翼机构中主翼片伸缩机构的结构示意图；

[0027] 图4是依照本公开实施例的可收缩的水翼机构中主翼片伸缩机构展开时的示意图；

[0028] 图5是依照本公开实施例的可收缩的水翼机构中主翼片伸缩机构收缩时的示意图；

[0029] 图6是依照本公开实施例的可收缩的水翼机构中副翼片伸缩机构的结构示意图；

[0030] 图7是依照本公开实施例的可收缩的水翼机构中副翼片伸缩机构展开时的示意图；

[0031] 图8是依照本公开实施例的可收缩的水翼机构中副翼片伸缩机构收缩时的示意图。

[0032] 附图标记：1‑桶形支撑骨架、2‑主翼片伸缩机构、3‑副翼片伸缩机构、4‑旋转底座、5‑驱动推杆、6‑第一翼片拉杆、7‑第二翼片拉杆、8‑主翼片、9‑副翼片、10‑支撑翼片、11‑主‑副翼片转轴、12‑主‑支撑翼片转轴、13‑副‑支撑翼片转轴。

具体实施方式

[0033] 为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。

[0034] 下面详细描述本公开的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本公开，而不能理解为对本公开的限制。

[0035] 在本公开的描述中，需要理解的是，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所述特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

[0036] 在本公开的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

[0037] 在本公开的描述中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

[0038] 下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本公开的不同结构。为了简化本公开的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本公开。此外，本公开可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本公开提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

[0039] 针对改变跨介质航行器运动状态的需求，本公开实施例提供一种可收缩的水翼机构，如图1和图2所示，图1是依照本公开实施例的可收缩的水翼机构的结构示意图，图2是依照本公开实施例的可收缩的水翼机构的透视图。该可收缩的水翼机构是基于折展机构理论进行设计的，具有展开与收缩两种工作状态，且可在这两种工作状态中自由切换，使得跨介质航行器能够满足不同工况条件下在水面和水下不同介质中高速行驶的要求。

[0040] 如图1和图2所示，该可收缩的水翼机构包括一桶形支撑骨架1、一主翼片伸缩机构2和两个副翼片伸缩机构3。其中，所述主翼片伸缩机构2连接于所述桶形支撑骨架1，具有关于所述桶形支撑骨架1的轴线左右对称的两个可展开或收缩的主翼片8。所述两个副翼片伸缩机构3分别连接于所述主翼片伸缩机构2的两个主翼片8，每个副翼片伸缩机构3具有一个副翼片9，两个副翼片9关于所述桶形支撑骨架1的轴线左右对称且可展开或收缩。

[0041] 本公开实施例提供的这种可收缩的水翼机构，其创新之处在于：包括一桶形支撑骨架1、一主翼片伸缩机构2和两个副翼片伸缩机构3。主翼片伸缩机构2以及副翼片伸缩机构3均固定在桶形支撑骨架1上，而且一种可收缩的水翼机构的桶形支撑骨架1可以完美适配跨介质航行器的设计。

[0042] 在本公开的实施例中，该可收缩的水翼机构具有展开与收缩两种工作状态，且可在这两种工作状态中自由切换；在水翼结构展开时，先触发主翼片伸缩机构2工作，使主翼片8展开，而后再触发副翼片伸缩机构3工作，使副翼片9展开，完成整个水翼结构的展开；在水翼结构收缩时，先触发副翼片伸缩机构3工作，使副翼片9收缩，而后再触发主翼片伸缩机构2工作，使主翼片8收缩，完成整个水翼结构的收缩，进而实现在展开与收缩两种工作状态中自由切换，使得跨介质航行器能够有效地实现水面快速航行和水下安全隐身。

[0043] 在本公开的实施例中，如图3所示，图3是依照本公开实施例的可收缩的水翼机构中主翼片伸缩机构的结构示意图。所述主翼片伸缩机构2除了包括关于所述桶形支撑骨架1的轴线左右对称的两个可展开或收缩的主翼片8，还包括一旋转底座4、一驱动推杆5、一第一翼片拉杆6和一第二翼片拉杆7。其中，所述旋转底座4设置于所述桶形支撑骨架1的内部，且通过多个可活动的支撑杆连接于所述桶形支撑骨架1。所述驱动推杆5的一端通过一转轴同时连接于所述第一翼片拉杆6的第一端和所述第二翼片拉杆7的第一端，所述驱动推杆5的主体部分通过多个可活动的支撑杆套接于所述桶形支撑骨架1，使得所述驱动推杆5可沿自身的轴向进行运动。所述第一翼片拉杆6的第二端通过一转轴连接于所述旋转底座4的第一端，且所述第一翼片拉杆6的第二端还固定连接于一个主翼片8。所述第二翼片拉杆7的第二端通过一转轴连接于所述旋转底座4的第二端，且所述第二翼片拉杆7的第二端还固定连接于另一个主翼片8。

[0044] 在本公开的实施例中，如图3所示，所述驱动推杆5沿自身的轴向运动时，所述驱动推杆5将推动所述第一翼片拉杆6和所述第二翼片拉杆7绕所述旋转底座4进行旋转，进而实现固定在所述第一翼片拉杆6和所述第二翼片拉杆7上的两个主翼片8收缩或展开。

[0045] 在本公开的实施例中，如图4所示，图4是依照本公开实施例的可收缩的水翼机构中主翼片伸缩机构展开时的示意图。所述驱动推杆5沿自身的轴向远离所述旋转底座4的方向运动时，两个主翼片8展开。

[0046] 在本公开的实施例中，如图5所示，图5是依照本公开实施例的可收缩的水翼机构中主翼片伸缩机构收缩时的示意图。所述驱动推杆5沿自身的轴向靠近所述旋转底座4的方向运动时，两个主翼片8收缩。

[0047] 在本公开的实施例中，如图6所示，图6是依照本公开实施例的可收缩的水翼机构中副翼片伸缩机构的结构示意图。每个副翼片伸缩机构3除了包括一个副翼片9以外，还包括一支撑翼片10、一主‑副翼片转轴11、一主‑支撑翼片转轴12和一副‑支撑翼片转轴13。其中，所述支撑翼片10的一端通过所述主‑支撑翼片转轴12与所述主翼片8滑动连接，所述支撑翼片10的另一端通过所述副‑支撑翼片转轴13与所述副翼片9固定连接。所述主翼片8与所述副翼片9还通过所述主‑副翼片转轴11直接轴接。

[0048] 在本公开的实施例中，如图6所示，所述主‑支撑翼片转轴12在所述主翼片8表面沿所述主翼片8的延伸方向进行滑动时，将带动所述支撑翼片10绕所述副‑支撑翼片转轴13进行旋转，进而使所述副翼片9绕所述主‑副翼片转轴11进行旋转，实现收缩或展开。

[0049] 在本公开的实施例中，如图7所示，图7是依照本公开实施例的可收缩的水翼机构中副翼片伸缩机构展开时的示意图。所述驱动主‑支撑翼片转轴12在所述主翼片8表面沿所述主翼片8的延伸方向远离所述桶形支撑骨架1的轴线进行运动时，所述副翼片9展开。

[0050] 在本公开的实施例中，如图8所示，图8是依照本公开实施例的可收缩的水翼机构中副翼片伸缩机构收缩时的示意图。所述驱动主‑支撑翼片转轴12在所述主翼片8表面沿所述主翼片8的延伸方向靠近所述桶形支撑骨架1的轴线进行运动时，所述副翼片9收缩。

[0051] 本公开实施例提供的这种可收缩的水翼机构，与现有技术相比较，具有高度自动化的优点，除可以单独使用外，还可以作为一个功能模块，整合在相关的自动化设备当中，尤其是在跨介质航行器中，使得跨介质航行器在保证整体轻量化的基础之上，还具有良好的环境适应性和隐蔽性，可广泛应用于多种军用和民用作业场景，同时进行水面和水下的环境探测，提升我国海洋环境立体监测和探测水平，也可应用于海上紧急搜救。

[0052] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“某些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

[0053] 以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。