一种基于高效能主动转向式矢量装置的流线型水下航行器

1.一种基于高效能主动转向式矢量装置的流线型水下航行器，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的基于高效能主动转向式矢量装置的流线型水下航行器，其特征在于：所述的航行器外壳包括前段外壳(1)、中段外壳(2)和尾段外壳(4)，前段外壳(1)为子弹状的空心壳体且头部为圆弧状，中段外壳(2)为圆柱状，尾段外壳(4)为子弹状的空心壳体且尾部为圆弧状，尾段外壳(4)的尾部中心开设有贯通孔；前段外壳(1)和中段外壳(2)之间通过双侧密封法兰(7)同轴密封连接，中段外壳(2)和尾段外壳(4)通过单侧密封法兰(8)同轴密封连接，前段外壳(1)内部的电池舱(9)和中段外壳(2)内部的电控舱(13)均为干舱且分别安装有蓄电池组件和电控系统，尾段外壳(4)的矢量机构舱(26)为湿舱且安装有主动转向式矢量装置。

3.根据权利要求2所述的基于高效能主动转向式矢量装置的流线型水下航行器，其特征在于：所述的电控系统包括两块电机驱动器焊板(14)、电机驱动器(15)、光纤惯导(16)、主控模块支撑板(17)、主控模块(18)、机载电脑(19)、机载电脑固定挡板(20)、机载电脑支架(21)、分电板(22)、两块系统焊板(23)、系统支架(24)和电力载波模块(25)，电机驱动器(15)通过两块电机驱动器焊板(14)安装在中段外壳(2)靠近前段外壳(1)的一侧的内壁上，系统支架(24)通过两块系统焊板(23)安装在中段外壳(2)靠近尾段外壳(4)的一侧的内壁上，光纤惯导(16)和分电板(22)分别安装在系统支架(24)的两侧，主控模块(18)通过主控模块支撑板(17)和若干支撑铜柱安装在系统支架(24)上，机载电脑固定挡板(20)通过机载电脑支架(21)和若干支撑铜柱安装在系统支架(24)上，机载电脑(19)和电力载波模块(25)安装在机载电脑固定挡板(20)上；蓄电池组件分别电连接电机驱动器(15)和分电板(22)，光纤惯导(16)、主控模块(18)、机载电脑(19)和电力载波模块(25)均电连接分电板(22)，电机驱动器(15)、光纤惯导(16)和机载电脑(19)均电连接主控模块(18)，机载电脑(19)电连接电力载波模块(25)，电力载波模块(25)连接至岸基端。

4.根据权利要求3所述的基于高效能主动转向式矢量装置的流线型水下航行器，其特征在于：所述的主动转向式矢量装置还包括两块矢量机构焊板(27)、矢量机构定位横梁(28)和两个支撑件，矢量机构定位横梁(28)通过两块矢量机构焊板(27)安装在尾段外壳(4)靠近中段外壳(2)的一侧的内壁面，矢量机构定位横梁(28)垂直于流线型水下航行器的中心轴，两个支撑件对称安装在矢量机构定位横梁(28)的对称两侧边，支撑件包括两块连接钣金(29)、一块支撑横梁(30)和两块万向节定位钣金(31)，支撑横梁(30)的一端连接至矢量机构定位横梁(28)的侧边，两块连接钣金(29)安装在支撑横梁(30)的对称两侧并连接至矢量机构定位横梁(28)的侧边，支撑横梁(30)的另一端连接至万向节定位钣金(31)的一端，万向节定位钣金(31)的另一端连接至万向球头组件的外侧面；万向球头组件远离矢量机构定位横梁(28)的一侧套装在推进器组件的头部，推进器组件的尾部位于尾段外壳(4)的外部海水中；推进器组件电连接电机驱动器(15)和分电板(22)。

5.根据权利要求4所述的基于高效能主动转向式矢量装置的流线型水下航行器，其特征在于：所述的万向球头组件包括万向球头轴承杯固定环(32)、万向球头轴承杯锁定环(33)和万向球头球形连接件(34)，万向球头轴承杯固定环(32)和万向球头轴承杯锁定环(33)均为变径圆环状，万向球头轴承杯固定环(32)和万向球头轴承杯锁定环(33)直径相同的一侧圆形边相同轴连接，万向球头轴承杯固定环(32)和万向球头轴承杯锁定环(33)的直径均自自身的一侧圆形边向另一侧圆形边递减，万向球头球形连接件(34)活动套装在万向球头轴承杯固定环(32)和万向球头轴承杯锁定环(33)中心，万向球头球形连接件(34)为两端贯通的空心球状，万向球头球形连接件(34)的贯通口朝向流线型水下航行器的尾部方向；支撑件的两个万向节定位钣金(31)的另一端分别连接至万向球头轴承杯固定环(32)的外周面的对称两侧；

6.根据权利要求5所述的基于高效能主动转向式矢量装置的流线型水下航行器，其特征在于：所述的万向球头球形连接件(34)的直径大于万向球头轴承杯固定环(32)和万向球头轴承杯锁定环(33)的另一侧圆形边的直径，万向球头轴承杯固定环(32)和万向球头轴承杯锁定环(33)的轴向平行于流线型水下航行器的中心轴；万向球头球形连接件(34)的中心轴与各个副推进器(37)和主推进器(38)的中心轴平行；

7.根据权利要求5所述的基于高效能主动转向式矢量装置的流线型水下航行器，其特征在于：所述的万向球头球形连接件(34)的内壁面上还开设有惯性器件安装槽(45)，惯性器件安装槽(45)中安装有惯性器件，惯性器件电连接主控模块(18)；

8.根据权利要求3所述的基于高效能主动转向式矢量装置的流线型水下航行器，其特征在于：所述的流线型水下航行器还包括dvl挂载支架(5)和多普勒计程仪dvl传感器(6)，多普勒计程仪dvl传感器(6)通过dvl挂载支架(5)安装在双侧密封法兰(7)的外侧周面并位于航行器外壳外部的海水中；多普勒计程仪dvl传感器(6)电连接光纤惯导(16)。

9.根据权利要求3所述的基于高效能主动转向式矢量装置的流线型水下航行器，其特征在于：所述的蓄电池组件包括电池组(10)、两个电池焊板(11)和电池支架(12)，电池支架(12)通过两个电池焊板(11)安装在前段外壳(1)的内壁面上，电池组(10)安装在电池支架(12)上，电池组(10)包括由若干蓄电池组成且位于前段外壳(1)的内底部；电池组(10)分别电连接电机驱动器(15)和分电板(22)。

10.根据权利要求1-9任一所述的基于高效能主动转向式矢量装置的流线型水下航行器的控制方法，其特征在于，包括：所述的流线型水下航行器在航行时，通过多普勒计程仪dvl传感器(6)实时获取自身的对底速度信息，通过压力传感器和gps天线分别获取流线型水下航行器的深度和经纬度位置信息，流线型水下航行器的深度信息直接传输至主控模块(18)中，流线型水下航行器的对底速度信息和经纬度位置信息均通过电控系统的光纤惯导(16)传输至主控模块(18)中，机载电脑(19)根据流线型水下航行器的目标位置以及获取的对底速度信息、深度和经纬度位置信息进行实时处理，生成将流线型水下航行器自当前位置移动至目标位置的控制策略信息并传输至主控模块(18)中，机载电脑(19)的处理结果经电力载波模块(25)传输至岸基端进行实时通讯；