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专利号: 2024117784005
申请人: 江苏科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-03-02
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种超声波破冰潜航器的运行方法,其特征在于,所述潜航器包括:耐压壳、水下推进器,耐压壳上表面设置有若干条机械臂,耐压壳上还设置有用以向上发射超声波的超声波发射器;

所述机械臂执行端安装有可调温平台,机械臂侧面沿机械臂延伸方向设置有V型沟槽,可调温平台上表面设有若干喷射孔及螺纹钻头;

所述运行方法包括:

在船舶航行区域有浮冰、层冰的情况下将超声波破冰潜航器投入水中,潜航器探测到浮冰、层冰的具体位置,上浮到距离冰层的底面一定高度或与冰层底面齐平的位置,伸出机械臂,将潜航器固定在冰层表面,通过超声波发射器向冰层发射超声波,击破冰层;

伸出机械臂与冰层接触后,潜航器控制螺纹钻头旋转与冰面形成一定深度的耦合,利用所述可调温平台上的若干喷射孔向可调温平台与冰层的接触面喷射化学吸附体,在可调温平台与冰层表面间形成化学键。

2.根据权利要求1所述的超声波破冰潜航器的运行方法,其特征在于,所述耐压壳上还设置有高压水泵,所述高压水泵用以向冰层喷射高速水流。

3.根据权利要求1所述的超声波破冰潜航器的运行方法,其特征在于,所述可调温平台集成温度控制元件,控制可调温平台温度升高或降低。

4.根据权利要求1所述的超声波破冰潜航器的运行方法,其特征在于,所述机械臂由电动马达或液压系统驱动。

5.根据权利要求1所述的超声波破冰潜航器的运行方法,其特征在于,所述潜航器由内部系统控制,包括:储能装置,用以提供破冰潜航器运行能量;

采集系统,包括传感器,用以实时监测冰层状况;

导航系统,用以在破冰过程中规划潜航器的运动路径,避开障碍物;

通信系统,用以在破冰过程中与水面的支持船只或其他设备进行通信,传输收集到的数据,接收控制潜航器行为的操作指令;

智能控制系统,用以根据外部冰、水超声波探测感知信息,结合破冰最佳位置的需求,自主对路径、位置目标做出选择,控制潜航器各部件的行为。

6.根据权利要求5所述的超声波破冰潜航器的运行方法,其特征在于,所述采集系统的传感器设置在潜航器顶部,利用空气、冰与水的密度差异进行冰层厚度与冰下水位自动检测。

7.根据权利要求1所述的超声波破冰潜航器的运行方法,其特征在于,所述击破冰层的方式包括超声波振动击破冰层、高压水泵冲击冰层、可调温平台加热冰层和机械臂振动冲击冰层。

8.根据权利要求1所述的超声波破冰潜航器的运行方法,其特征在于,所述超声波发射器向冰层发射超声波,通过调整发射时间使所有发射的超声波在同一时间到达冰层上指定的聚焦点,超声波振动击破冰层。