郑志航，严天宏，何 波，孔露强，吴子明

(1. 中国计量大学 机电工程学院，浙江 杭州 310018；2. 中国海洋大学信息科学与工程学院，山东 青岛 266100)

0 引 言

自主式水下航行器（Autonomous Underwater Vehicle，AUV）是人们探索开发海洋的主要工具。AUV的航程长短对AUV的应用至关重要[1]。提高航程长度，应最小化航行阻力和最大化电池容量[2]。与有缆水下航行器不同，AUV利用无线通信技术与岸上技术人员交互需要一个非金属的天线。在AUV水下航行时，无线电衰减很快，基本无法传播，普通AUV不会安装体积大，功率高的超低频天线[3]。暂时“多余”的附体势必成为AUV航行阻力，从而影响航行距离。

为了解决这一问题，王广耀等[4]设计了一种可升放式的天线装置，虽然能有效降低附体迎风面积从而降低阻力，但天线体积小、仍有附体阻力；申洪彬等[5]利用双摇杆机构实现折叠天线，方案有效可行，但存在双摇杆机构运动空间大的缺点，在不宽裕的AUV空间内占据较大的空间。本方案使用滑块连杆机构实现折叠天线功能，有占用体积小、能完全减去附体阻力的优点。

1 AUV阻力分析

AUV在水下可以实现六自由度运动，但在日常使用或者水下实验过程中，AUV直航频率最高、时间最长，通过降低AUV水下直航阻力便可提高AUV航行时间和距离。

1.1 AUV三维模型

为了获得较长的航程，AUV的外形选择上既要在水下航行阻力尽量小的同时，还要尽可能提高舱内可用体积用于储存锂电池，提供更多的能量。通过比较航行阻力与质量的比值来为AUV的外形设计提供参考，最终选取椭圆型头部曲线和MYRING型尾部曲线[6]和作为AUV的主体外形，如图1所示。……