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Title:
UNDERWATER VESSEL HAVING FOUR PROPELLERS AND CONTROL METHOD THEREOF
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/228235
Kind Code:
A1
Abstract:
An underwater vessel having four propellers and a control method thereof. The hull (9) of the vessel has a contour conforming to fluid dynamics, and four electric propeller drives (1), (2), (3), and (4) are fixed and installed on the hull (9) at four sides of the hull, forming a "square". The vessel utilizes the four propellers at four sides of the hull to generate upward or downward thrust, and the thrust difference and torsion difference generated due to the different rotational speeds and rotational directions of the four propellers form the control torque for attitude control of the whole vessel and enable the vessel to perform vertical movements and free movement in water, as well as fixed-point hovering at any location during navigation. The vessel and the control method can effectively overcome any impact on the vessel due to changes in the water flow and water density.

Inventors:
ZHANG YIJUN (CN)
Application Number:
PCT/CN2019/087882
Publication Date:
December 05, 2019
Filing Date:
July 09, 2019
Export Citation:
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Assignee:
ZHANG YIJUN (CN)
International Classes:
B63G8/16; B63H5/08
Domestic Patent References:
WO2014067563A12014-05-08
Foreign References:
CN108674614A2018-10-19
EP0385827A11990-09-05
CN109050840A2018-12-21
CN208915401U2019-05-31
CN205652312U2016-10-19
US20170190421A12017-07-06
CN108423145A2018-08-21
CN106428479A2017-02-22
CN104002942A2014-08-27
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Claims:
权利要求书

[权利要求 1] 一种四螺旋桨水下航行器, 其特征在于: 包括左前侧螺旋桨推进器 (

1) 、 右前侧螺旋桨推进器 (2) 、 右后侧螺旋桨推进器 (3) 、 左后 侧螺旋桨推进器 (4) 、 左前侧支架 (5) 、 右前侧支架 (6) 、 右后 侧支架 (7) 、 左后侧支架 (8) 和航行器舱体(9), 所述左前侧螺旋 桨推进器 (1) 垂直固定安装在左前侧支架 (5) 的外端, 右前侧螺旋 桨推进器 (2) 垂直固定安装在右前侧支架 (6) 的外端, 右后侧螺旋 桨推进器 (3) 垂直固定安装在右后侧支架 (7) 的外端, 左后侧螺旋 桨推进器 (4) 垂直固定安装在左后侧支架 (8) 的外端; 所述左前侧 支架 (5) 固定安装在航行器舱体(9)中部左前侧, 右前侧支架 (6) 固定安装在航行器舱体(9)中部右前侧, 右后侧支架 (7) 固定安装在 航行器舱体(9)中部右后侧, 左后侧支架 (8) 固定安装在航行器舱体( 9)中部左后侧; 左前侧螺旋桨推进器 (1) 、 右前侧螺旋桨推进器 (2 ) 、 右后侧螺旋桨推进器 (3) 、 左后侧螺旋桨推进器 (4) 分别位于 一个以航行器舱体(9)的重心为中心的虚拟“正方形”的 4个顶点位置。

[权利要求 2] 根据权利要求 1所述的四螺旋桨水下航行器, 其特征在于: 所述左前 侧螺旋桨推进器 (1) 、 右前侧螺旋桨推进器 (2) 、 右后侧螺旋桨推 进器 (3) 、 左后侧螺旋桨推进器 (4) 为电力驱动水下螺旋桨推进器

[权利要求 3] 根据权利要求 1所述的四螺旋桨水下航行器, 其特征在于: 所述左前 侧螺旋桨推进器 (1) 、 右前侧螺旋桨推进器 (2) 、 右后侧螺旋桨推 进器 (3) 、 左后侧螺旋桨推进器 (4) 均可以向正反两个方向以各种 速度旋转。

[权利要求 4] 根据权利要求 1所述的四螺旋桨水下航行器, 其特征在于: 所述左前 侧螺旋桨推进器 (1) 、 右前侧螺旋桨推进器 (2) 、 右后侧螺旋桨推 进器 (3) 、 左后侧螺旋桨推进器 (4) 在同时产生向下推力的时间, 左前侧螺旋桨推进器 (1) 和右后侧螺旋桨推进器 (3) 旋转方向相同 与右前侧螺旋桨推进器 (2) 和左后侧螺旋桨推进器 (4) 旋转方向相 反; 同样的在同时产生向上推力的时间亦然。

[权利要求 5] 根据权利要求 1所述的四螺旋桨水下航行器, 其特征在于: 所述左前 侧螺旋桨推进器 (1) 、 右前侧螺旋桨推进器 (2) 、 右后侧螺旋桨推 进器 (3) 、 左后侧螺旋桨推进器 (4) 加总的推力大于航行器自身重 量与相同体积水的重量的差额。

[权利要求 6] 根据权利要求 1所述的四螺旋桨水下航行器, 其特征在于: 所述航行 器舱体采用了流体动力外形。

[权利要求 7] 一种权利要求 1-6任一一项所述的四螺旋桨水下航行器的控制方法, 其特征在于: 所述四螺旋桨水下航行器通过左前侧螺旋桨推进器 (1 ) 、 右前侧螺旋桨推进器 (2) 、 右后侧螺旋桨推进器 (3) 、 左后侧 螺旋桨推进器 (4) 共同旋转产生大小一致的向上或向下的推力, 控 制航行器在水面漂浮、 在水中垂直升降、 悬停和坐底; 通过左前侧螺 旋桨推进器 (1) 、 右前侧螺旋桨推进器 (2) 、 右后侧螺旋桨推进器

(3) 、 左后侧螺旋桨推进器 (4) 分别以不同或相同的速度和不同或 相同的方向旋转, 分别产生大小一致或不一致向上或向下的推力, 控 制航行器在水面和水中俯仰、 滚转、 偏航和水平航行。

[权利要求 8] 根据权利要求 7所述的四螺旋桨水下航行器的控制方法, 其特征在于

: 航行时, 左前侧螺旋桨推进器 (1) 与右后侧螺旋桨推进器 (3) 旋 转方向相同与右前侧螺旋桨推进器 (2) 和左后侧螺旋桨推进器 (4) 旋转方向相反; 同时调整左前侧螺旋桨推进器 (1) 、 右后侧螺旋桨 推进器 (3) 转速或右前侧螺旋桨推进器 (2) 、 左后侧螺旋桨推进器

(4) 转速, 利用两者产生的反扭力矩相互作用产生偏航控制力矩, 进行航行器的偏航控制; 分别调整左前侧螺旋桨推进器 (1) 、 右前 侧螺旋桨推进器 (2) 、 右后侧螺旋桨推进器 (3) 、 左后侧螺旋桨推 进器 (4) 转速, 产生滚转控制力矩和俯仰控制力矩, 实现航行器的 滚转控制和俯仰控制。

[权利要求 9] 根据权利要求 7、 8所述的四螺旋桨水下航行器的控制方法, 其特征在 于: 垂直航行时, 利用 4个螺旋桨转速同步增加或减小, 控制航行器 垂直升降并实施偏航控制、 滚转控制和俯仰控制使航行器姿态及水平 方向稳定。

[权利要求 10] 根据权利要求 7、 8所述的四螺旋桨水下航行器的控制方法, 其特征在 于: 水平航行时, 通过对航行器实施偏航控制、 滚转控制和俯仰控制 使航行器向航行方向倾斜从而使螺旋桨推力产生水平分量控制航行器 行进并保持 4个螺旋桨向上或向下的推力与航行器自身重量和水平航 行产生的垂直方向的升降力实现平衡, 使航行器稳定保持在原来的深 度。

Description:
一种四螺旋桨水下航行器及其控制方法 技术领域

[0001] 本发明涉及船舶与海洋工程技术装备领域, 特别是涉及一种四螺旋桨水下航行器及 其控制方法。

背景技术

[0002] 随着人类渔业、 水产养殖的发展以及人类对于开发、 探索水下资源需求的增长, 水 下航行器具有巨大的应用前景。 现有的水下航行器有多种形式: 一是采用压水舱实现垂直升 降, 这种方式存在体积重量庞大, 载荷水平低, 航行不稳定且升降缓慢等问题: 二是采用翼 面、 舵面和航行器本身外形在水平航行时实现垂直 升降, 这种方式存在结构复杂, 操纵控制 繁琐, 不能在水中悬停等缺陷: 三是采用垂直方向的推进器控制垂直升降, 采用水平方向的 的推进器控制水平航行, 这种方式存在需要浮体或压载辅助平衡自身及 载荷重量, 外形结构 复杂, 航行阻力大, 抗水流扰动能力差等缺点。 因此, 突破现有水下航行器的技术限制, 创 新发展适合于水下航行器的航行控制方式是实 现水下航行技术获得突破的关键。

发明内容

[0003] 为了克服现有水下航行器中普遍存在的外形结 构复杂、 体积重量庞大、 航行缓慢、 灵活稳定性差、 水动效率低、 制造和使用成本高昂等问题, 本发明首次提出一种四螺旋桨水 下航行器及其控制方法。

[0004] 航行器的舱体采用流体动力外形, 并在舱体四周以 “正方形”布置的方式固定安装 有四个电动螺旋桨推进器。 可以利用舱体四周的四个螺旋桨产生向上或向 下的推力, 利用四 个螺旋桨不同转速和旋转方向产生的推力差和 扭力差形成控制力矩, 实行航行器整体的姿态 控制, 实现航行器在水中的垂直升降和自由航行以及 在航行过程中在任意位置的定点悬停; 并能有效克服水流与水密度改变对航行器的影 响。 该航行器无需使用任何其它辅助航行的压 载、 浮力、 翼面、 舵面和动力装置, 大幅提高航行器的有效载荷水平、 航行速度和灵活稳定 性并减小航行器的体积、 重量、 航行阻力、 制造和使用成本。

[0005] 本发明的技术方案为:

所述一种四螺旋桨水下航行器, 包括左前侧螺旋桨推进器 (1)、 右前侧螺旋桨推进器 (2)、 右后侧螺旋桨推进器 (3)、 左后侧螺旋桨推进器 (4)、 左前侧支架 (5)、 右前侧支架 (6)、 右后侧支架 (7)、 左后侧支架 (8) 和航行器舱体(9), 所述左前侧螺旋桨推进器 (1) 垂直固定安装在左前侧支架 (5) 的外端, 右前侧螺旋桨推进器 (2) 垂直固定安装在 右前侧支架 (6) 的外端, 右后侧螺旋桨推进器 (3) 垂直固定安装在右后侧支架 (7) 的外 端, 左后侧螺旋桨推进器 (4) 垂直固定安装在左后侧支架 (8) 的外端; 所述左前侧支架 (5) 固定安装在航行器舱体(9)中部左前侧, 右前侧支架 (6) 固定安装在航行器舱体(9)中 部右前侧, 右后侧支架 (7) 固定安装在航行器舱体(9)中部右后侧, 左后侧支架 (8) 固定 安装在航行器舱体(9)中部左后侧; 左前侧螺旋桨推进器 (1)、 右前侧螺旋桨推进器 (2)、 右后侧螺旋桨推进器 (3)、 左后侧螺旋桨推进器 (4) 分别位于一个以航行器舱体(9)的重心 为中心的虚拟“正方形” 的 4个顶点位置。

[0006] 进一步的优选方案, 所述的四螺旋桨水下航行器, 其特征在于: 所述左前侧螺 旋桨推进器 (1)、 右前侧螺旋桨推进器 (2)、 右后侧螺旋桨推进器 (3)、 左后侧螺旋桨推进 器 (4) 为电力驱动水下螺旋桨推进器。

[0007] 进一步的优选方案, 所述的四螺旋桨水下航行器, 其特征在于: 所述左前侧螺 旋桨推进器 (1)、 右前侧螺旋桨推进器 (2)、 右后侧螺旋桨推进器 (3)、 左后侧螺旋桨推进 器 (4) 均可以向正反两个方向以各种速度旋转。

[0008] 进一步的优选方案, 所述的四螺旋桨水下航行器, 其特征在于: 所述左前侧螺旋 桨推进器 (1)、 右前侧螺旋桨推进器 (2)、 右后侧螺旋桨推进器 (3)、 左后侧螺旋桨推进器 (4) 在同时产生向下推力的时间, 左前侧螺旋桨推进器 (1) 与右后侧螺旋桨推进器 (3) 旋转方向相同与右前侧螺旋桨推进器 (2) 和左后侧螺旋桨推进器 (4) 旋转方向相反; 同样 的在同时产生向上推力的时间也是如此。

[0009] 进一步的优选方案, 所述的四螺旋桨水下航行器, 其特征在于: 所述左前侧螺 旋桨推进器 (1)、 右前侧螺旋桨推进器 (2)、 右后侧螺旋桨推进器 (3)、 左后侧螺旋桨推进 器 (4) 加总的推力大于航行器自身重量与相同体积水 的重量的差额。

[0010] 进一步的优选方案, 所述的四螺旋桨水下航行器, 其特征在于: 所述航行器舱 体采用了流体动力外形。

[0011] 所述一种四螺旋桨水下航行器的控制方法, 其特征在于: 所述四螺旋桨水下航行 器通过左前侧螺旋桨推进器 (1)、 右前侧螺旋桨推进器 (2)、 右后侧螺旋桨推进器 (3)、 左 后侧螺旋桨推进器 (4) 共同旋转产生大小一致的向上或向下的推力, 控制航行器在水面漂 浮、 在水中垂直升降、 悬停和坐底; 通过左前侧螺旋桨推进器 (1)、 右前侧螺旋桨推进器 (2)、 右后侧螺旋桨推进器 (3)、 左后侧螺旋桨推进器 (4) 分别以不同或相同的速度和不 同或相同的方向旋转, 分别产生大小一致或不一致向上或向下的推力 , 控制航行器在水面和 水中俯仰、 滚转、 偏航和水平航行。 [0012] 进一步的优选方案, 所述的四螺旋桨水下航行器的控制方法, 其特征在于: 航 行时, 左前侧螺旋桨推进器 (1) 与右后侧螺旋桨推进器 (3) 旋转方向相同与右前侧螺旋桨 推进器 (2) 和左后侧螺旋桨推进器 (4) 旋转方向相反; 同时调整左前侧螺旋桨推进器 (1)、 右后侧螺旋桨推进器 (3) 转速或右前侧螺旋桨推进器 (2)、 左后侧螺旋桨推进器 (4) 转速, 利用两者产生的反扭力矩相互作用产生偏航控 制力矩, 进行航行器的偏航控 制; 分别调整左前侧螺旋桨推进器 (1)、 右前侧螺旋桨推进器 (2)、 右后侧螺旋桨推进器 (3)、 左后侧螺旋桨推进器 (4) 转速, 产生滚转控制力矩和俯仰控制力矩, 进行航行器的 滚转控制和俯仰控制。

[0013] 进一步的优选方案, 所述的四螺旋桨水下航行器的控制方法, 其特征在于: 垂 直航行时, 利用 4个螺旋桨转速同步增加或减小, 控制航行器垂直升降并实施偏航控制、 滚 转控制和俯仰控制使航行器姿态及水平方向稳 定。

[0014] 进一步的优选方案, 所述的四螺旋桨水下航行器的控制方法, 其特征在于: 水 平航行时, 通过对航行器实施偏航控制、 滚转控制和俯仰控制使航行器向航行方向倾斜 从而 使螺旋桨推力产生水平分量控制航行器行进并 保持 4个螺旋桨向上或向下的推力与航行器自 身重量和水平航行产生的垂直方向的升降力实 现平衡, 使航行器稳定保持在原来的深度。

[0015] 有益效果

本发明提出的四螺旋桨水下航行器采用在流体 动力舱体上安装“正方形”布置方式的四 个螺旋桨推进器, 通过调节四个螺旋桨推力的大小, 产生偏航、 滚转、 俯仰力矩进行航行器 的姿态控制, 实现航行器的自由航行, 有效解决了现有水下航行器外形结构复杂、 水动效率 低、 航行不灵活、 稳定性差和易受所在水环境扰动影响等缺陷。 该四螺旋桨水下航行器可以 实现在水中的垂直升降、 定点悬停和任意航行。 该四螺旋桨水下航行器, 可以用于水下资源 勘探、 环境保护、 渔业、 水产养殖、 旅游观光等多种民用和军事领域。

[0016] 本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部 分给出, 部分将从下面的描述中 变得明显, 或通过本发明的实践了解到。

[0017] 附图说明

图 1是本发明一种四螺旋桨水下航行器布局俯视 意图;

图 2是本发明一种四螺旋桨水下航行器布局后视 意图;

图 3是本发明一种四螺旋桨水下航行器布局侧视 意图;

附图中各部件的标记如下: 1、 左前侧螺旋桨推进器; 2、 右前侧螺旋桨推进器; 3、 右 后侧螺旋桨推进器; 4、 左后侧螺旋桨推进器; 5、 左前侧支架; 6、 右前侧支架; 7、 右后侧 支架; 8、 左后侧支架; 9、 航行器舱体。

[0018] 具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例, 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, 旨在用于解释本发明, 而不能理解为对本发明的限制。

[0019] 在本发明的描述中, 需要理解的是, 术语 “中心”、 “纵向”、 “横向”、 “长度”、 “宽度”、 “厚度”、 “上”、 “下”、 “前”、 “后”、 “正”、 “反”、 “左”、 “右”、 “垂直”、 “水平”、 “顶”、 “底”、 “中心”、 “内”、 “外”、 “顺时针”、 “逆时针” 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。

[0020] 如图 1-3 所示, 本实施例中的四螺旋桨水下航行器包括左前侧 螺旋桨推进器

(1)、 右前侧螺旋桨推进器 (2)、 右后侧螺旋桨推进器 (3)、 左后侧螺旋桨推进器 (4)、 左 前侧支架 (5)、 右前侧支架 (6)、 右后侧支架 (7)、 左后侧支架 (8) 和航行器舱体(9), 所 述左前侧螺旋桨推进器 (1) 垂直固定安装在左前侧支架 (5) 的外端, 右前侧螺旋桨推进器

(2) 垂直固定安装在右前侧支架 (6) 的外端, 右后侧螺旋桨推进器 (3) 垂直固定安装在 右后侧支架 (7) 的外端, 左后侧螺旋桨推进器 (4) 垂直固定安装在左后侧支架 (8) 的外 端; 所述左前侧支架 (5) 固定安装在航行器舱体(9)中部左前侧, 右前侧支架 (6) 固定安 装在航行器舱体(9)中部右前侧, 右后侧支架 (7) 固定安装在航行器舱体(9)中部右后侧, 左 后侧支架 (8) 固定安装在航行器舱体(9)中部左后侧; 左前侧螺旋桨推进器 (1)、 右前侧螺 旋桨推进器 (2)、 右后侧螺旋桨推进器 (3)、 左后侧螺旋桨推进器 (4) 分别位于一个以航 行器舱体(9)的重心为中心的虚拟 “正方形” 的 4个顶点位置。

[0021] 四个螺旋桨推进器在航行器舱体水平面内围绕 航行器重心前后左右对称, 四个 螺旋桨的旋转平面与航行器舱体的水平面平行 ; 在产生相同方向推力时螺旋桨 (1) 和螺旋 桨 (3) 旋转方向相同, 与螺旋桨 (2) 和螺旋桨 (4) 旋转方向相反。

[0022] 四个螺旋桨推进器采用电力驱动的水下推进器 , 每个螺旋桨推进器都可以向顺 时针或逆时针方向旋转并可以保持各种转速; 四个螺旋桨推进器加总的推力大于航行器自身 重量与相同体积水的重量的差额。

[0023] 本实施例中的航行器舱体采用流体动力外形, 为了实现航行器在水中各方向航 行时的阻力最小适于采用球形舱体。 [0024] 上述四螺旋桨水下航行器的控制方式为:

所述四螺旋桨水下航行器垂直航行时, 螺旋桨 1和 3旋转方向相同, 螺旋桨 2和 4旋转 方向相同, 螺旋桨 1和 3旋转方向与螺旋桨 2和 4旋转方向相反。 同时调整螺旋桨 1和 3转 速或螺旋桨 2和 4转速使两者的反扭力矩平衡并进行偏航控制 分别调整四个螺旋桨的转速 形成俯仰力矩和滚转力矩, 进行航行器的姿态控制; 当四个螺旋桨向上或向下加总的推力大 于航行器自身重量与相同体积水的重量的差额 时, 控制航行器在水中向上或向下垂直航行; 当四个螺旋桨向上或向下加总的推力等于航行 器自身重量与相同体积水的重量的差额时, 控 制航行器在水中悬停。

[0025] 向前航行时, 同步减小螺旋桨 1、 2 的转速并同步增加螺旋桨 3、 4 的转速, 产 生俯仰控制力矩控制航行器向前方倾斜, 当航行器达到向前航行速度所需的俯仰角度后 , 调 整四个螺旋桨到相同转速并分别调整四个螺旋 桨的转速使偏航力矩、 俯仰力矩和滚转力矩平 衡, 控制航行器稳定在当前倾斜姿态和深度; 利用螺旋桨推力产生的向前水平分量控制航行 器向前航行。

[0026] 向后航行时, 同步减小螺旋桨 3、 4 的转速并同步增加螺旋桨 1、 2 的转速, 产 生俯仰控制力矩控制航行器向后方倾斜, 当航行器达到向后航行速度所需的俯仰角度后 , 调 整四个螺旋桨到相同转速并分别调整四个螺旋 桨的转速使偏航力矩、 俯仰力矩和滚转力矩平 衡, 控制航行器稳定在当前倾斜姿态和深度; 利用螺旋桨推力产生的向后水平分量控制航行 器向后航行。

[0027] 向左前方航行时, 减小螺旋桨 1 的转速并增加螺旋桨 3 的转速, 同时保持螺旋 桨 2、 4 的转速不变, 控制航行器向左前方倾斜, 当航行器达到向左前方航行速度所需的倾 斜角度后, 调整四个螺旋桨到相同转速并分别调整四个螺 旋桨的转速使偏航力矩、 俯仰力矩 和滚转力矩平衡, 控制航行器稳定在当前倾斜姿态和深度; 利用螺旋桨推力产生的向左前方 水平分量控制航行器向左前方航行。

[0028] 向右后方航行时, 减小螺旋桨 3 的转速并增加螺旋桨 1 的转速, 同时保持螺旋 桨 2、 4 的转速不变, 控制航行器向右后方倾斜, 当航行器达到向右后方航行速度所需的倾 斜角度后, 调整四个螺旋桨到相同转速并分别调整四个螺 旋桨的转速使偏航力矩、 俯仰力矩 和滚转力矩平衡, 控制航行器稳定在当前倾斜姿态和深度; 利用螺旋桨推力产生的向右后方 水平分量控制航行器向右后方航行。

[0029] 向左侧航行时, 同步减小螺旋桨 1、 4 的转速并同步增加螺旋桨 2、 3 的转速, 产生滚转控制力矩控制航行器向左侧倾斜, 当航行器达到向左侧航行速度所需的滚转角度 后, 调整四个螺旋桨到相同转速并分别调整四个螺 旋桨的转速使偏航力矩、 俯仰力矩和滚转 力矩平衡, 控制航行器稳定在当前倾斜姿态和深度; 利用螺旋桨推力产生的向左侧水平分量 控制航行器向左侧航行。

[0030] 向右侧航行时, 同步减小螺旋桨 2、 3 的转速并同步增加螺旋桨 1、 4 的转速, 产生滚转控制力矩控制航行器向右侧倾斜, 当航行器达到向右侧航行速度所需的滚转角度 后, 调整四个螺旋桨到相同转速并分别调整四个螺 旋桨的转速使偏航力矩、 俯仰力矩和滚转 力矩平衡, 控制航行器稳定在当前倾斜姿态和深度; 利用螺旋桨推力产生的向右侧水平分量 控制航行器向右侧航行。

[0031] 向右前方航行时, 减小螺旋桨 2 的转速并增加螺旋桨 4 的转速, 同时保持螺旋 桨 1、 3 的转速不变, 控制航行器向右前方倾斜, 当航行器达到向右前方航行速度所需的倾 斜角度后, 调整四个螺旋桨到相同转速并分别调整四个螺 旋桨的转速使偏航力矩、 俯仰力矩 和滚转力矩平衡, 控制航行器稳定在当前倾斜姿态和深度; 利用螺旋桨推力产生的向右前方 水平分量控制航行器向右前方航行。

[0032] 向左后方航行时, 减小螺旋桨 4 的转速并增加螺旋桨 2 的转速, 同时保持螺旋 桨 1、 3 的转速不变, 控制航行器向左后方倾斜, 当航行器达到向左后方航行速度所需的倾 斜角度后, 调整四个螺旋桨到相同转速并分别调整四个螺 旋桨的转速使偏航力矩、 俯仰力矩 和滚转力矩平衡, 控制航行器稳定在当前倾斜姿态和深度; 利用螺旋桨推力产生的向左后方 水平分量控制航行器向左后方航行。

[0033] 偏航运动时, 同步减小螺旋桨 1、 3 的转速并同步增加螺旋桨 2、 4 的转速使四 个螺旋桨的总推力不变而反扭力矩对比发生改 变控制航行器向左偏航; 同步减小螺旋桨 2、

4 的转速并同步增加螺旋桨 1、 3 的转速使四个螺旋桨的总推力不变而反扭力矩 对比发生改 变控制航行器向右偏航。

[0034] 俯仰运动时, 同步减小螺旋桨 1、 2 的转速并同步增加螺旋桨 3、 4 的转速, 产 生俯仰控制力矩控制航行器向前俯仰; 同步减小螺旋桨 3、 4的转速并同步增加螺旋桨 1、 2 的转速, 产生俯仰控制力矩控制航行器向后方俯仰; 运动时四个螺旋桨加总的推力不变, 控 制航行器垂直方向稳定。

[0035] 滚转运动时, 同步减小螺旋桨 1、 4 的转速并同步增加螺旋桨 2、 3 的转速, 产 生滚转控制力矩控制航行器向左侧滚转; 同步减小螺旋桨 2、 3 的转速并同步增加螺旋桨 1、 4 的转速, 产生滚转控制力矩控制航行器向右侧滚转; 运动时四个螺旋桨加总的推力不 变, 控制航行器垂直方向稳定。 [0036] 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例, 可以理解的是, 上述实施例是示 例性的, 不能理解为对本发明的限制, 本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理 和宗旨 的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例 进行变化、 修改、 替换和变型。