本實(shí)用新型涉及一種便攜式自主水下航行器的配重與拋載一體化裝置，本實(shí)用新型屬于海洋環(huán)境信息監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

無(wú)人自主水下航行器作為一個(gè)負(fù)載平臺(tái)，當(dāng)搭載不同的探測(cè)設(shè)備時(shí)，可主要應(yīng)用在海洋科學(xué)考察方面；海洋水下工程施工、海洋救助與打撈方面；甚至在搭載戰(zhàn)斗部時(shí)可應(yīng)用在軍事方面等。在設(shè)計(jì)航行器時(shí)，從總體角度考慮，航行器的重心和浮心盡可能一致或位置相近，如果重心與浮心位置相差太大，航行器的姿態(tài)在重力和浮力作用下會(huì)產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，不利于航行器的作業(yè)，而且在重量方面應(yīng)設(shè)計(jì)成正浮力，即浮力大于重力，可使航行器在無(wú)任何驅(qū)動(dòng)力或靜止時(shí)浮于水面。在理想的設(shè)計(jì)狀態(tài)中，無(wú)任何負(fù)載的情況下，重心應(yīng)與浮心一致且浮力應(yīng)略大于重力，但是在實(shí)際過(guò)程中，航行器在搭載不同的探測(cè)設(shè)備時(shí)，這個(gè)航行器的重量是變化的，如果在設(shè)計(jì)時(shí)，浮力的設(shè)計(jì)余量小，當(dāng)搭載過(guò)大重量的探測(cè)設(shè)備時(shí)，整個(gè)航行器的重力大于浮力，航行器便無(wú)法使用。在這種情況下，應(yīng)放大浮力的設(shè)計(jì)余量，但如果設(shè)計(jì)余量過(guò)大，當(dāng)搭載小型的探測(cè)儀器時(shí)，航行器的浮力大于重力，航行器即使在動(dòng)力的驅(qū)使下，無(wú)法潛入水中或需更大的動(dòng)力潛入水中，這樣便增加了動(dòng)力損耗，甚至由于無(wú)法潛入而導(dǎo)致作業(yè)失敗。因此在這種情況需要一種裝置來(lái)調(diào)節(jié)航行器的重量和重心位置?，F(xiàn)有的裝置是根據(jù)組裝好的航行器的重量，選定配重鉛塊的重量，然后固定在自主航行器的內(nèi)部特定位置，這種雖然解決了航行器的配重問(wèn)題，但是存在以下問(wèn)題：

（1）由于配重部分在航行器的艙內(nèi)，調(diào)節(jié)配重需要拆解航行器，航行器的殼體結(jié)構(gòu)為水密結(jié)構(gòu)，每次拆解完都需更換密封件，而且對(duì)航行器配重要進(jìn)行多次，這就增加了航行器殼體水密方面的風(fēng)險(xiǎn)。

（2）航行器的艙內(nèi)空間比較狹小，配重鉛塊的位置受艙內(nèi)其余部件安裝位置的影響，調(diào)節(jié)的范圍有限，因此調(diào)節(jié)整個(gè)航行器的重心的效果也比較有限。

（3）由于配重部分在艙內(nèi)，無(wú)法拋載，航行器的浮力略大于重力，當(dāng)航行器遇到緊急停車(chē)需要上浮時(shí)，航行器上浮的速度較慢。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有裝置中存在的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供一種便攜式自主水下航行器的配重與拋載一體化裝置，該裝置安裝在航行器的外部，具有組裝簡(jiǎn)單，調(diào)節(jié)配重方便的特點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)所述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型一種航行器配重與拋載一體化裝置，其至少包括：前固定結(jié)構(gòu)1、后固定結(jié)構(gòu)3、拋載中心軸2、配重塊4和拋載驅(qū)動(dòng)裝置5，其中，前固定結(jié)構(gòu)1設(shè)置于航行器的第一端；后固定結(jié)構(gòu)3設(shè)置于航行器的第二端；拋載中心軸2的第一端設(shè)置于前固定結(jié)構(gòu)1上，拋載中心軸2的第二端設(shè)置于后固定結(jié)構(gòu)3上；配重塊4設(shè)置于拋載中心軸上并設(shè)置在前固定結(jié)構(gòu)和后固定結(jié)構(gòu)之間，用于對(duì)航行器進(jìn)行配重；拋載驅(qū)動(dòng)裝置5設(shè)置在后固定結(jié)構(gòu)3上，用于驅(qū)動(dòng)拋載中心軸2運(yùn)動(dòng)。

優(yōu)選地，前固定結(jié)構(gòu)1包括：前抱箍101、前固定架102和前搖臂103，其中，前固定架102與前抱箍101通過(guò)連接件連接，前搖臂103通過(guò)銷(xiāo)軸安裝在前固定架上，前搖臂一端可沿銷(xiāo)軸軸向翻轉(zhuǎn)，另一端沿軸向設(shè)有方形內(nèi)腔用于入拋載中心軸的第一端。

優(yōu)選地，后固定結(jié)構(gòu)包括：后抱箍301、后固定架302和安裝底板303，其中，后抱箍301通過(guò)連接件連接于安裝底板303上面的前部，后固定架302設(shè)置于安裝底板303下面的前部。

優(yōu)選地，拋載驅(qū)動(dòng)裝置包括電機(jī)511、驅(qū)動(dòng)軸509、定位軸513、轉(zhuǎn)軸508和拋載連桿506，其中，拋載連桿506通過(guò)后固定架302設(shè)置于安裝底板303下方；驅(qū)動(dòng)軸509的第一端沿軸向設(shè)置有連接孔，電機(jī)511的輸出軸插入驅(qū)動(dòng)軸509第一端的連接孔內(nèi)；驅(qū)動(dòng)軸509的第二端沿軸向設(shè)置有定位孔；轉(zhuǎn)軸508的第一端沿軸向設(shè)置有定位孔，定位軸513的第一端插入驅(qū)動(dòng)軸509的第二端的定位孔內(nèi)，第二端嵌入轉(zhuǎn)軸508的第一端的定位孔內(nèi)；轉(zhuǎn)軸508的第二端與拋載連桿506活動(dòng)連接。

優(yōu)選地，轉(zhuǎn)軸508的第一端的定位孔內(nèi)設(shè)置有彈簧514，螺釘將彈簧安裝在定位軸的第二端上。

優(yōu)選地，轉(zhuǎn)軸508的第二端設(shè)置有翻轉(zhuǎn)塊507，轉(zhuǎn)軸508轉(zhuǎn)動(dòng)可使翻轉(zhuǎn)塊單向翻轉(zhuǎn)。

優(yōu)選地，轉(zhuǎn)軸的第一端面和驅(qū)動(dòng)軸的第二端面通過(guò)齒型面對(duì)接。

優(yōu)選地，配重塊4包括多個(gè)配重鉛塊，每個(gè)配重鉛塊為圓柱體形狀，沿軸芯設(shè)置有通孔用于穿插在拋載重心軸上，可在拋載中心軸軸上來(lái)回自由移動(dòng)，配重塊4的兩端安裝喉箍。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型提供的航行器配重與拋載一體化裝置安裝在航行器的外部，具有組裝簡(jiǎn)單，調(diào)節(jié)配重方便的特點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型提供的一種便攜式水下自主航行器的配重與拋載一體化裝置示意圖；

圖2是本實(shí)用新型提供的前固定結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖3是本實(shí)用新型提供的后固定結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖4是本實(shí)用新型提供的配重結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖5是本實(shí)用新型提供的拋載驅(qū)動(dòng)部分結(jié)構(gòu)圖；

圖6是本實(shí)用新型提供的拋載驅(qū)動(dòng)部分結(jié)構(gòu)剖視圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

在本實(shí)用新型的描述中，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“上”、“下”、 “豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

在本實(shí)用新型的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“設(shè)置”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，還可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本實(shí)用新型中的具體含義。

圖1是本實(shí)用新型提供的一種配重與拋載一體化裝置示意圖，如圖1所示，本實(shí)用新型提供的配重與拋載一體化裝置主要用于便攜式水下自主航行器包括：前固定結(jié)構(gòu)1、后固定結(jié)構(gòu)3、拋載中心軸2、配重塊4和拋載驅(qū)動(dòng)裝置5，其中，前固定結(jié)構(gòu)1設(shè)置于航行器的第一端；后固定結(jié)構(gòu)3設(shè)置于航行器的第二端；拋載中心軸2的第一端設(shè)置于前固定結(jié)構(gòu)1上，拋載中心軸2的第二端設(shè)置于后固定結(jié)構(gòu)3上；配重塊4設(shè)置于拋載中心軸上并設(shè)置在前固定結(jié)構(gòu)和后固定結(jié)構(gòu)之間，用于對(duì)航行器進(jìn)行配重；拋載驅(qū)動(dòng)裝置5設(shè)置在后固定結(jié)構(gòu)3上，用于驅(qū)動(dòng)拋載中心軸2運(yùn)動(dòng)。

圖2是本實(shí)用新型提供的前固定結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，前固定結(jié)構(gòu)包括：前抱箍101、前固定架102和前搖臂103，其中，前固定架102與前抱箍101通過(guò)連接件連接，前搖臂103通過(guò)銷(xiāo)軸安裝在前固定架上，前搖臂可沿銷(xiāo)軸軸向翻轉(zhuǎn)。前搖臂103沿軸向設(shè)置有肓孔，所述肓孔優(yōu)選方形肓孔。

圖3是本實(shí)用新型提供的后固定結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示，后固定結(jié)構(gòu)包括：后抱箍301、后固定架302、安裝底板303和防水堵頭304，其中，后抱箍301通過(guò)連接件連接于安裝底板303上面的前部，后固定架302設(shè)置于安裝底板303下面的前部，防水堵頭304設(shè)置于安裝底板303上面的后部。將防水堵頭（21）裝入自主航行器上，對(duì)準(zhǔn)防水堵頭的密封面。抱箍將安裝底板20安裝在自主航行器上。

圖4是本實(shí)用新型提供的配重結(jié)構(gòu)的示意圖，如圖4所示，配重結(jié)構(gòu)包括拋載中心軸和配重塊，拋載中心軸呈圓形的細(xì)桿狀，其第一端設(shè)置有截面為方形的嵌入軸201，可活動(dòng)地嵌入到前固定結(jié)構(gòu)的前搖臂103的方面肓孔中；拋載中心軸的第二端設(shè)置有中心軸支架202，中心軸支架202通過(guò)限位軸銷(xiāo)203搭載于驅(qū)動(dòng)裝置的拋載連桿上。配重塊4包括多塊小配重塊401，多個(gè)小配重塊401通過(guò)喉箍402和403設(shè)置于拋載中心軸上。小配重塊優(yōu)選為鉛塊。

圖5是本實(shí)用新型提供的拋載驅(qū)動(dòng)裝置和后固定結(jié)構(gòu)的示意圖，圖6是本實(shí)用新型提供的拋載驅(qū)動(dòng)裝置和后固定結(jié)構(gòu)的截面示意圖；如圖5-6所示，拋載驅(qū)動(dòng)裝置包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)511、驅(qū)動(dòng)軸509、定位軸513和拋載連桿506等，其中，拋載驅(qū)動(dòng)裝置包括電機(jī)511、驅(qū)動(dòng)軸509、定位軸513、轉(zhuǎn)軸508和拋載連桿506，其中，拋載連桿506通過(guò)后固定架302設(shè)置于安裝底板303下方；驅(qū)動(dòng)軸509的第一端沿軸向設(shè)置有連接孔，電機(jī)511的輸出軸插入驅(qū)動(dòng)軸509第一端的連接孔內(nèi)；驅(qū)動(dòng)軸509的第二端沿軸向設(shè)置有銷(xiāo)孔；轉(zhuǎn)軸508的第一端沿軸向設(shè)置有銷(xiāo)孔，定位軸513的第一端插入驅(qū)動(dòng)軸509的第二端的銷(xiāo)孔內(nèi)，驅(qū)動(dòng)軸509第二端的銷(xiāo)孔和定位軸513的第一端的配合為緊配合，安裝后使定位軸和驅(qū)動(dòng)軸之間無(wú)松動(dòng)。定位軸513的第二端設(shè)置有螺紋孔，并插入轉(zhuǎn)軸508的第一端的銷(xiāo)孔內(nèi)，在轉(zhuǎn)軸第一端的銷(xiāo)孔內(nèi)裝入彈簧514，螺釘將彈簧安裝在定位軸的第二端上。轉(zhuǎn)軸508的第一端面和驅(qū)動(dòng)軸509的第二端面通過(guò)齒型面對(duì)接；轉(zhuǎn)軸508通過(guò)齒輪面和驅(qū)動(dòng)軸509在彈簧514的預(yù)緊力連接驅(qū)動(dòng)，在外力的情況下，可使轉(zhuǎn)軸508能在定位軸513的軸向上小位移的滑動(dòng)，使轉(zhuǎn)軸和驅(qū)動(dòng)軸的齒輪面脫離，來(lái)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸的角度。轉(zhuǎn)軸508的第二端與拋載連桿506活動(dòng)連接。本發(fā)明中，轉(zhuǎn)軸的第二端設(shè)置有翻轉(zhuǎn)塊507，轉(zhuǎn)軸508轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可使翻轉(zhuǎn)塊507向下翻轉(zhuǎn)，該方向稱(chēng)為翻轉(zhuǎn)方向。將驅(qū)動(dòng)軸509裝入電機(jī)艙510，驅(qū)動(dòng)軸509和電機(jī)艙510之間采用徑向密封。將拋載電機(jī)511安裝在電機(jī)安裝板512上，再裝入電機(jī)艙510固定，安裝時(shí)電機(jī)的輸出軸插入驅(qū)動(dòng)軸509第一端的連接孔內(nèi)。將拋載連桿506通過(guò)后固定架302安裝在后固定架505上，拋載連桿506可沿后固定架302的軸向翻轉(zhuǎn)，拋載連桿506的第一端的上方設(shè)置有向外延伸的凸緣。在配重狀態(tài)下，調(diào)整轉(zhuǎn)軸508的角度，使翻轉(zhuǎn)塊507保持一定姿態(tài)，使拋載連桿的凸緣搭在翻轉(zhuǎn)塊上，拋載中心軸第一端的嵌入軸201嵌入到前固定結(jié)構(gòu)的前搖臂103的方形肓孔中；拋載中心軸的第二端的中心軸支架202搭載在拋載連桿506上，配重結(jié)構(gòu)不會(huì)翻轉(zhuǎn)脫落。當(dāng)航行器接收到拋載命令時(shí)，拋載電機(jī)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)翻轉(zhuǎn)塊507旋轉(zhuǎn)，當(dāng)翻轉(zhuǎn)塊507轉(zhuǎn)到翻轉(zhuǎn)方向時(shí)，翻轉(zhuǎn)塊507朝下翻轉(zhuǎn)，拋載連桿506失去支撐力，也向下翻轉(zhuǎn)，整個(gè)配重結(jié)構(gòu)脫落，從而完成拋載動(dòng)作，此時(shí)，自主航行器的浮力大于重力，加速上浮，完成預(yù)定動(dòng)作。

以上結(jié)合附圖，詳細(xì)說(shuō)明了本實(shí)用新型的工作原理。但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，說(shuō)明書(shū)僅是用于解釋權(quán)利要求書(shū)。但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于說(shuō)明書(shū)。任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或者替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書(shū)的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。