一种双形态水下航行器

技术领域

本发明属于水下航行设备技术领域，具体涉及一种双形态水下航行器。

背景技术

水下滑翔机、剖面仪等通过改变自身浮力进行运动的水下设备，有着低功耗、长航程、长工作寿命等特点，在水下观测方面有着不可比拟的优势。此类水下航行器通常包括带翼的密封腔体，密封腔体中设有重心调节机构、浮力调节机构以及相关电路板和驱动器等电器元件。其中重心调节机构通过改变电池重物仓的轴向位置以及周向旋转角度实现水下航行器姿态的改变；浮力调节机构通过改变水下航行器整体体积进而调节浮力，为水下航行器的运动提供动力源。然而由于侧翼和尾翼的存在，增加了水下滑翔机与剖面仪在路途运输和布放过程中的难度，同时更是约束了两者空投布放、炮射布放的可能性。空投布放、炮射布放相较于传统的船只布放，具有响应速度快、投放面积广、布放灵活便利等优点，在军事探测、海洋重大紧急事故观测方面都有重大的应用意义。目前水下滑翔机、剖面仪等带翼的水下航行器多为固定翼的形式，在受到高空布放过程中的空气阻力和入水冲击力的作用时，有较大的几率出现折损而导致后续无法正常开展观测作业的情况。小型化、便携化目前是水下设备发展的一大趋势所向，小型化、便携化的设备相较于传统的水下航行器有着运输布放方便、响应速度快、成本低、便于集群作业等优势。

授权公告号为CN112158318B的发明专利公开了一种伸缩翼机构，其包括丝杠、与所述丝杠配合的螺母、驱动所述丝杠转动的防水电机、与所述丝杠平行的两个导杆等；通过防水电机驱动丝杆旋转进而带动螺母上下运动，螺母的上下运动因连杆机构的传递作用使尾翼实现伸缩运动。该专利存在的不足在于伸缩翼在收拢状态下占用的尺寸过大而导致翼的整体尺寸受限，展开状态下尾翼的面积过小进而导致转弯机动性能下降；同时尾翼展开状态下没有相应的轴向与侧向限位机构，使得尾翼为悬臂式结构，在受到水流冲击时，可能会出现细微的晃动；采用防水电机驱动展翼，由于防水电机线缆的存在将增加密封腔体与外界的密封段，在增加机体复杂度的同时，也增加了密封失效的概率，降低了机体的可靠性。

公布号为CN110065609A的专利文献公布了一种深海载人潜水器同步折叠式水平稳定翼，其在载人潜水器主体的尾部开有对称的开口槽，使得水平稳定翼能在开口槽处伸出与缩回。通过油缸带动活塞杆和同步导向连接块进行伸缩运动，同步导向连接块通过两只连接杆同步带动两只水平稳定翼绕旋转轴作回转运动，通过控制油缸行程大小可实现两只水平稳定翼的展开与折叠。该专利存在的不足在于收缩时占用的平面尺寸过大，未充分利用空间尺寸；同时未设计翼面的侧向限位装置，在翼面展开时受水流的影响将会存在轻微的上下移动，进而影响相应设备的运动性能；采用油缸驱动展翼，增加了密封段进而增加了密封失效的可能性。

公布号为CN110834697A的专利文献公布了一种水下航行器用柔性可折叠翼装置，柔性可折叠翼折叠是由水溶性薄膜缠绕使刚性肋条、柔性蒙皮及柔性肋条处于折叠状态，入水后水溶性薄膜自动溶解，由驱动扭簧带动折叠翼转接件转动，实现所述柔性蒙皮展开，并在展开至工作角度后通过棘爪及棘轮实现自锁。该专利采用柔性蒙皮作为翼面，在水下航行器进行运动时受水流的作用翼面将会出现凹陷等问题，进而影响水下航行器的运动性能；其次，该方案设计的刚性肋条、柔性肋条为悬臂梁结构，在水下航行器运动的过程中具有一定的不可靠性；再者使用水溶性薄膜约束展翼，存在水溶性薄膜溶解时间不确定，无法把握展翼时间。

综上，现有技术中的水下航行器存在以下问题：

(1)多数应用了折叠翼的水下航行器采用柔性蒙皮的方案，由于柔性蒙皮是一种非刚性的材料，在水下航行器进行运动时，受水流的影响将会出现一定量的凹陷，使得由翼产生的分力具有一定的不确定性，进而影响水下航行器的运动性能；

(2)部分水下航行器采用的折叠翼在折叠状态下占用的平面尺寸过大，未充分利用空间尺寸，整体折叠率不高，并不适用于空投式水下航行器等有严格尺寸限制的水下设备；

(3)大多数水下航行器所使用的折叠翼展开方式都有一些局限性，采用电气元件的如电磁铁、电机等来驱动展翼的需要考虑自身的防水问题，以及驱动元件与密封腔体间走线处的密封问题，这将导致整体成本的增加以及结构复杂化；采用捆扎结构的如水溶线等由于制造工艺不同，溶解时间将会存在差异，使得展翼的时间具有不确定性。

(4)大多数空投式水下航行器都没有可以直接搭载降落伞与脱伞的结构，需要借助外物进行伞降与脱伞。

(5)部分水下航行器采用的折叠翼结构未进行相应的轴向或周向限位，在水流的作用下会出现轻微晃动的情况。

另外，多数水下航行器采用的折叠翼折叠后仍超过了本体的圆柱投影面，无法实现折叠入桶，更不能满足A尺寸发射筒的尺寸要求。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种具有双形态的水下航行器，配备折叠侧翼和伸缩尾翼，可以实现侧翼和尾翼从交错折叠的收缩状态变为平面展开状态，折叠效率高；同时设计有伞降与脱伞的机构，无需借助附加机构即可实现水下航行器从折叠入桶、带伞空投到入水展翼状态的切换。同时，折叠侧翼和伸缩尾翼均采用刚性结构，展开状态下可以同时实现对侧翼和尾翼的轴向以及周向限位，避免侧翼与尾翼在水下航行器运动时因水流而产生位移。

本发明提出的双形态水下航行器借助空投入水时的冲击力实现侧翼和尾翼的展开与脱伞操作，纯机械式的冲击展翼方式与水溶线等捆扎机构相比，大大提高了展翼的响应速度与可靠性，与借助电机、舵机等的展翼方式相比，减少了因电气元件走线带来的密封失效的可能性。在折叠状态下，双形态水下航行器满足常用的标准A尺寸投放桶的尺寸要求，可以采用通用的运输机或炮筒进行布放，增加了双形态水下航行器的通用性，使其具有广泛的应用场景。

为实现上述目的，本发明提出了一种双形态水下航行器，可实现折叠入桶、带伞空投到入水展翼作业形态的切换。

一种双形态水下航行器，包括：

密封腔体以及设于腔体上的折叠侧翼机构，所述腔体的两端分别对应连接前导流罩和尾翼导流罩；所述折叠侧翼机构包括两个侧翼；

设于尾翼导流罩内的伸缩尾翼机构，所述伸缩尾翼机构包括两个尾翼；所述侧翼与尾翼垂直设置；

安装于尾翼导流罩内、用于限制尾翼展开的限位机构；

与限位机构可拆卸连接，在外力的作用下能触发限位机构释放尾翼并与限位机构脱离的触发机构；

主体通过弹性的环形固定带套设于前导流罩上的空投伞，所述固定带通过弹性伞带与触发机构可拆卸连接并实现相互固定；伞带中部与折叠侧翼机构可拆卸连接，并限制其展开；

触发展翼时，触发机构脱离限位机构使伞带失去固定，并随空投伞脱离腔体，以解除对侧翼的限制。

其中，固定带和伞带均为弹力绳结构，固定带用于将空投伞套设于前导流罩上保证其正常发挥作用，伞带用于连接伞固定带和触发机构。尾翼导流罩用于保护伸缩尾翼机构并为其提供固定支撑。前导流罩用于提高整体的流线型并减少滑翔时的阻力，并与腔体形成容纳声呐、开关、天线等组件的空间。

为保证双形态水下航行器能正常伞降与脱伞作业，设置伞带远离空投伞主体的一端与触发机构可拆卸连接，以及伞带中部与侧翼可拆卸连接；折叠状态下，伞带在侧翼与触发机构之间将处于绷紧状态，实现伞带与触发机构的相互固定以及对侧翼的折叠限位；而在侧翼与固定带之间为松弛状态；空投入水后，触发机构在入水冲击力的作用下解除限位机构的限位作用并与之脱离，脱离的触发机构将在伞带的弹力作用下向外弹出。前导流罩为类半椭圆形结构，其直径由靠近腔体一端至远离腔体一端逐渐减小，固定带套设于其上，且空投伞密度较轻，在双形态水下航行器下潜过程中受水阻力的作用，空投伞将会与双形态水下航行器主体脱离，双形态水下航行器随即可进行正常作业。

腔体的两端分别由上端盖和下端盖进行密封，上端盖连接前导流罩，下端盖连接尾翼导流罩。

本发明的双形态水下航行器，设置限位机构对伸缩尾翼进行限位，紧绷的伞带对折叠侧翼进行限位；利用触发机构与限位机构的可拆卸连接，在折叠状态时实现伞带和触发机构的相互固定以及侧翼的折叠限位；在触发展翼时，通过触发机构与限位机构分离实现尾翼和侧翼的展开及空投伞的脱伞。该结构设计合理，展翼的响应速度与可靠性高。

另外，折叠侧翼和伸缩尾翼在折叠、收缩的情况下，双形态水下航行器满足124mm*914mm的圆柱桶状尺寸限制，可以装入到标准A尺寸投放桶内，以减少整体尺寸便于路途运输并降低侧翼和尾翼的损坏风险。在双形态水下航行器入水后，借助空投入水时的冲击力，触发机构将会工作，解除对尾翼、侧翼、空投伞的约束作用，在扭簧的作用下尾翼与侧翼将旋转展开，从而进行正常的观测作业。折叠侧翼和伸缩尾翼的设计，也使得双形态水下航行器可以进行空投或炮射布放，提高了设备的布放响应速度，拓宽了应用场景。

作为优选，所述尾翼导流罩由两个呈中心对称的尾壳组成，每个尾壳包括高端和低端；

两个尾壳之间设有用于为尾翼提供展开空间的避让槽缝，并分别与腔体的一端固定连接；

所述伸缩尾翼机构还包括分别为两个尾翼提供旋转驱动力的两个驱动机构，每个驱动机构安装于对应尾壳的低端。

作为进一步优选，所述驱动机构包括：

一端固定于对应尾壳、并垂直腔体的中轴线设置的导杆；

依次套设于导杆上的固定支座和旋转支座，所述旋转支座与尾翼固定连接；所述固定支座为方形结构，其相对两侧分别与尾壳和腔体抵接以限制固定支座轴向转动；

固定支座与旋转支座相对的一侧之间设有对应的容纳腔，所述容纳腔内设有用于驱动旋转支座相对固定支座转动并带动单个尾翼展开的尾翼扭簧；

所述固定支座上设有弹簧销，旋转支座上设有对应的固定孔；尾翼伸展到位后，弹簧销弹出并进入固定孔内限制旋转支座旋转。

其中，导杆用于为对应尾翼提供旋转中心并限制尾翼平面移动，导杆的另一端在两个尾壳安装完毕后位于另一尾壳的对应孔位内。固定支座用于为旋转支座的旋转提供平面支撑；尾壳安装完成后，固定支座位于下端盖和尾壳低端之间，其相对两侧分别与腔体的下端盖和尾壳抵接，以限制其轴向旋转的自由度。旋转支座用于固定尾翼并增加尾翼旋转展开时的稳定性。尾翼扭簧是为了给对应尾翼提供驱动力，完成尾翼的旋转展开，尾翼扭簧两端的直角分别与固定支座和旋转支座固定连接。

作为更进一步优选，所述驱动机构还包括套设于导杆上的尾翼直线弹簧，以及相互铰接的支撑连杆和止推连杆；

所述固定支座套设于尾翼直线弹簧的外部；两个尾翼由伸展状态收拢至相互接触时，通过压缩对应的尾翼直线弹簧实现交错折叠；

所述支撑连杆和止推连杆相背的一端分别对应铰接固定支座的一侧和对应尾壳；

止推连杆上设有外小内大的斜面凸台，支撑连杆上设有与斜面凸台相匹配的斜面凹槽；

两个尾翼向外展开至不再接触时，原先处于压缩蓄能状态的尾翼直线弹簧伸展复位，将两个尾翼推至同一平面内，同时斜面凸台和斜面凹槽嵌入配合，使止推连杆和支撑连杆保持直线连接，实现对尾翼的轴向移动限位，促使尾翼保持平面展开的状态。

其中，尾翼直线弹簧用于为旋转支座提供轴向位移的驱动力，尾翼折叠状态下通过两个翼面的相互挤压实现尾翼直线弹簧的压缩蓄能；尾翼展开后，尾翼直线弹簧伸展复位并将尾翼推送至另一尾壳的高端处，实现两个尾翼平面展开。固定支座的相对两侧分别与尾壳和下端盖抵接，支撑连杆与其内侧(位于尾壳内)铰接；斜面凸台和斜面凹槽配合的设计不仅能够防止支撑连杆和止推连杆过位旋转，还能够在二者相互嵌入后防止尾翼在水流的作用下进行轴向移动从而压缩尾翼直线弹簧，同时还能够辅助限制固定支座的轴向转动。

更进一步地，斜面凸台和斜面凹槽微过盈配合，进一步防止伸直状态的支撑连杆和止推连杆受水流影响而弯折，进而影响尾翼的平面展开。

作为更进一步优选方案，所述驱动机构还包括套设于尾翼直线弹簧外的尾翼直线轴承，所述固定支座与尾翼直线轴承过盈配合。尾翼直线轴承用于使固定支座更加平滑地沿导杆滑动，完成尾翼从空间交错折叠状态到平面展开状态的切换。

作为进一步优选，每个尾翼对应一个限位机构，所述限位机构包括：

固定于对应尾壳内的触发直线轴承，以及滑动设于触发直线轴承内的冲击触发杆；所述冲击触发杆分别平行于腔体中轴线和尾翼；

与冲击触发杆固定连接的导向连板，所述导向连板内设有沿其厚度方向贯穿、并相对冲击触发杆倾斜设置的导向槽；

与冲击触发杆垂直设置的锥杆，所述锥杆的一端折弯并滑动设于导向槽内；尾翼折叠时，对应锥杆的另一端垂直插入尾翼的限位孔内对其进行限位；

固定于尾壳内用于避免锥杆随冲击触发杆平行移动的限位块；

触发展翼时，冲击触发杆在触发机构的驱动下带动导向连板向腔体方向平移，使锥杆远离对应尾翼并解除对尾翼的限制。

其中，触发直线轴承通过固定在尾壳内的挡板实现安装及限位，触发直线轴承用于为冲击触发杆提供直线移动导向并确保其移动的稳定性。冲击触发杆用于传递空投入水时的冲击力，以便展开侧翼和尾翼。导向连板以及倾斜的导向槽用于将沿冲击触发杆的轴向冲击力转化为径向力，进而提拉锥杆使其远离尾翼解除对尾翼的限制。限位块内设有沿其厚度方向贯穿并垂直尾翼的导向孔，尾翼在折叠状态下，所述锥杆穿过导向孔插入尾翼的限位孔内。锥杆的折弯一端可螺纹连接一限位螺母，防止其从导向槽内脱落。

更进一步地，导向槽靠近冲击触发杆的一端向靠近腔体的方向折弯形成直线槽，直线槽与冲击触发杆平行。当冲击触发杆被触发移动到位后，锥杆的折弯端将位于该直线槽内。

作为更进一步优选，所述冲击触发杆靠近腔体端盖的一端设有抵冲弹簧，所述腔体端盖上对应设有为抵冲弹簧提供中心支撑的支柱。所述抵冲弹簧用于吸收部分入水冲击力，避免冲击触发杆直接接触端盖对其造成损坏。

作为更进一步优选，所述冲击触发杆与抵冲弹簧连接的一端尺寸大于触发直线轴承的内径。该设置不仅能够有效防止抵冲弹簧回弹反向推动冲击触发杆远离腔体时脱离，还可以进一步增加抵冲弹簧安装的稳定性。

作为更进一步优选，每个限位机构对应一个触发机构，每个触发机构连接一条伞带；

所述触发机构包括与伞带可拆卸连接的冲击底板，所述冲击底板对应冲击触发杆处设有沿其厚度方向贯穿的阶梯容纳孔，所述阶梯容纳孔内设有触发钢珠；

所述冲击触发杆远离腔体的一端端面上设有环形凸台并形成能够嵌入部分触发钢珠的凹槽，所述环形凸台插入所述阶梯容纳孔内；所述冲击底板上还设有用于防止触发钢珠脱离的弹片；

触发钢珠入水受到冲击后向腔体方向移动，推动冲击触发杆向腔体方向移动并与冲击底板分离，解除锥杆对尾翼限制的同时，消除伞带的固定并解除侧翼的限制。

其中，冲击底板用于增加触发机构迎流冲击的面积。触发钢珠用于传递入水时的冲击力。所述环形凸台的设计能够使冲击触发杆插入冲击底板的阶梯容纳孔内以限制冲击底板的平面位移。

更进一步地，尾壳的外侧设有用于安放冲击底板的容纳凹槽，以辅助固定冲击底板。

作为更进一步优选，所述冲击底板的一侧设有悬挂槽，所述伞带远离固定带的一端设有挂钩，所述伞带通过挂钩与悬挂槽挂接防止冲击底板平面移动和脱落，同时为空投伞提供轴向约束力。

作为优选，所述腔体上靠近尾翼导流罩的一端设有用于安装折叠侧翼机构的安装凹区；

所述折叠侧翼机构还包括：

两端分别与安装凹区固定连接的安装桥板；

设于安装桥板远离尾翼导流罩一端与对应腔体之间的安装柱；

套设于安装柱上并分别用于安装两个侧翼的上转盘和下转盘；

上转盘和下转盘相对的一侧之间设有对应的安装腔，所述安装腔内设有用于驱动上转盘和下转盘相对转动并带动侧翼展开的侧翼扭簧；

安装柱上设有上暗孔和下暗孔，所述上暗孔和下暗孔内分别设有径向直线弹簧和定位钢珠；上转盘和下转盘上分别对应设有定位孔；

侧翼展开到位后，上暗孔和下暗孔内的定位钢珠在径向直线弹簧的作用下弹出并分别部分嵌入上转盘和下转盘的定位孔内，锁定上转盘和下转盘。

其中，安装桥板用于为折叠侧翼机构提供保护。安装柱用于为上、下转盘提供旋转中心。定位钢珠部分嵌入上转盘和下转盘的定位孔内能够对侧翼进行周向和轴向限位。上、下转盘用于固定侧翼，保障侧翼平稳展开。侧翼扭簧的两个直角端分别与上、下转盘固定连接。

为进一步提高侧翼展开到位后，锁定上转盘和下转盘的稳定性，作为进一步优选，上暗孔和下暗孔分别设有两个，两个上暗孔和两个下暗孔均在安装柱上对称设置；对应的上转盘和下转盘上的定位孔也分别设有对应的两个。

作为进一步优选，所述下转盘靠近上转盘的一侧设有斜坡凹槽，上转盘靠近下转盘的一侧设有斜坡凸台；

侧翼收拢时，斜坡凸台的高端与斜坡凹槽的高端接触，实现交错折叠；侧翼展开时，斜坡凸台的高端与斜坡凹槽的低端相接触，实现侧翼从交叉折叠状态变为平面展开状态。

作为更进一步优选，所述上转盘上设有沿其厚度方向设置的安装孔，所述安装孔内设有为侧翼展翼过程中上转盘旋转下沉提供驱动力的轴向直线弹簧。进一步地，安装孔和轴向直线弹簧可以设置多组，多组安装孔和轴向直线弹簧沿上转盘周向均匀分布。

作为进一步优选，所述上转盘和下转盘相背的一侧分别设有推力轴承。所述推力轴承分别与对应的转盘过盈配合，用于减少展翼过程中的旋转阻力。

作为优选，两个侧翼相背的一侧分别设有钩槽，每个侧翼对应一条伞带；每条对应的伞带中部上设有与钩槽对应的弯钩，伞带远离固定带的一端与触发机构连接实现固定；侧翼折叠时通过弯钩勾住对应的钩槽实现对侧翼的折叠限位。

为了提高空投伞安装的稳定性，作为优选，限位机构、触发机构和伞带设有多组，三者之间一一对应；且多条伞带沿腔体周向分散设置。

作为优选，腔体内设有重心调节机构、活塞型浮力调节机构、以及电路板和驱动器等相关电器元件。

作为优选，尾翼展开后，尾翼导流罩内留置出能够容纳浮力调节机构伸出活塞的空间，用于浮力调节机构进行浮力调节；所述活塞与腔体之间设置动密封。

本发明中的侧翼和尾翼均为板状的刚性结构。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明的双形态水下航行器，通过设置可拆卸连接的触发机构和限位机构，以及与触发机构相互固定并限制侧翼展开的弹性伞带，能够使水下航行器在入水时依靠纯机械结构借助入水冲击将侧翼与尾翼展开，大大提高了展翼的响应速度与可靠性。本发明的双形态水下航行器，可以实现侧翼和尾翼分别在共轴和非共轴情况下，从交错折叠到平面展开状态的切换，避免了因两翼不在同一平面而产生额外的水动力矩进而增加运动的不稳定性。折叠状态下，本发明的水下航行器可以满足标准A尺寸投放桶的尺寸要求，通过较高的折叠率来保障水下航行器滑翔与转向的机动性能，减少翼的占用空间，降低在运输及空投、炮射布放时翼损坏的风险。同时，在不超过标准A尺寸投放桶尺寸限制的情况下，最大程度地保障了展开状态下侧翼和尾翼的面积大小。本发明的提出提供了一个解决带翼水下航行器运输、布放难等问题的技术方案，可以实现高空快速部署，大大拓宽了带翼水下航行器的应用场景。

附图说明

图1为本发明实施例带伞折叠状态的结构示意图；

图2为本发明实施例脱伞展翼状态的结构示意图；

图3为本发明实施例中折叠侧翼机构中驱动机构的爆炸图；

图4为本发明实施例中折叠侧翼机构中上转盘和下转盘的爆炸图；

图5为本发明实施例中尾翼导流罩及其内部结构示意图；

图6为本发明实施例中尾翼导流罩及其内部结构爆炸图；

图7为本发明实施例中活塞伸出状态时尾翼导流罩与腔体之间的爆炸图；

图8为本发明实施例中空投伞的结构示意图。

图中：1-空投伞、2-前导流罩、3-上端盖、4-腔体、5-下端盖、6-折叠侧翼机构、7-伸缩尾翼机构、8-活塞、9-尾壳、10-触发机构、11-冲击底板、12-弹片、13-触发钢珠、14-阶梯容纳孔、101-固定带、102-伞带、103-弯钩、104-挂钩、401-安装凹区、601-安装桥板、602-上转盘、602a-上转盘定位孔、602b-安装孔、602c-斜坡凸台、603-侧翼扭簧、604-下转盘、604a-下转盘定位孔、604b-斜坡凹槽、605-侧翼、605a-钩槽、606-推力轴承、607-径向直线弹簧、608-定位钢珠、609-安装柱、609a-上暗孔、609b-下暗孔、901-尾翼扭簧、902-尾翼直线弹簧、903-导杆、904-尾翼直线轴承、905-固定支座、906-旋转支座、907-尾翼、908-止推连杆、909-支撑连杆、910-挡板、911-冲击触发杆、912-导向连板、913-锥杆、914-抵冲弹簧、915-限位块、916-触发直线轴承、917-限位孔、918-螺母、919-导向槽。

具体实施方式

如图1-8所示，一种双形态水下航行器主要由空投伞1、前导流罩2、腔体4、尾翼导流罩、折叠侧翼机构6、伸缩尾翼机构7、限位机构和触发机构10组成；腔体4的两端分别连接上端盖3和下端盖5，且分别通过O型圈做水密处理，形成密封腔体；密封腔体内有重心调节机构、活塞型浮力调节机构以及相关的电路板、驱动器等电器元件。重心调节机构通过改变两个电池重物仓的轴向位置以及周向旋转角度实现水下航行器姿态的改变，浮力调节机构通过改变活塞8伸出腔体的体积大小来改变整体体积进而调节浮力，为水下航行器的运动提供动力源；活塞8与腔体4之间使用斯特封做动密封处理。

前导流罩2与上端盖3连接，尾翼导流罩与下端盖5连接。前导流罩2用于提高整体流线型以减少滑翔时的水阻力，与上端盖3组成的非密封段内有声呐、开关、天线等组件(图中未示出)。伸缩尾翼机构7和限位机构设于尾翼导流罩内，触发机构10设于尾翼导流罩外并与限位机构可拆卸连接。折叠侧翼机构6设于腔体4外部；空投伞1的主体通过弹性固定带101套设于前导流罩2上，固定带101通过弹性伞带102与触发机构10连接并实现相互固定，伞带102的一端与固定带101连接，另一端与触发机构10可拆卸连接，其中部与折叠侧翼机构6可拆卸连接同时限制折叠侧翼展开；限位机构用于限制伸缩尾翼机构7展开，触发机构10在外力的作用下能够触发限位机构释放尾翼907并脱离限位机构，同时脱离的触发机构10在伞带102回弹力的作用下随伞带102与水下航行器主体脱离，并解除对折叠侧翼机构6的限制。

腔体4上靠近尾翼导流罩的一端设有安装凹区401，安装凹区401内安装折叠侧翼机构6。折叠侧翼机构6主要由安装桥板601、上转盘602、侧翼扭簧603、下转盘604、两个侧翼605和两个推力轴承606组成。安装桥板601的两端分别通过螺钉固定在安装凹区401的两端，安装桥板601远离尾翼导流罩的一端与腔体4之间设有安装柱609，安装桥板601和安装柱609分别为折叠侧翼机构6提供保护和为侧翼605的展开提供旋转中心。

上转盘602和下转盘604分别套设于安装柱609上，用于分别固定两个侧翼605，并保障侧翼605平稳展开；上转盘602和下转盘604相对的一侧之间设有对应的安装腔，侧翼扭簧603设于该安装腔内，用于驱动上转盘602和下转盘604相对转动并带动侧翼605展开。侧翼扭簧603为侧翼605的展开提供了旋转驱动力，侧翼扭簧603的两个直角端分别插入上转盘602和下转盘604相应的孔位中以实现与两者的连接。

安装柱609上开有上暗孔609a和下暗孔609b，上暗孔609a和下暗孔609b内分别设有一组径向直线弹簧607和定位钢珠608；上转盘602和下转盘604上设有与上暗孔609a和下暗孔609b对应的定位孔(602a、604a)。当侧翼605展开到位后，上暗孔609a和下暗孔609b内的定位钢珠608在径向直线弹簧607的作用下弹出并分别部分嵌入上转盘602和下转盘604的定位孔(602a、604a)内，锁定上转盘602和下转盘604，实现对侧翼605周向旋转与轴向移动的约束。可选择地，上暗孔609a和下暗孔609b分别设有两个，两个上暗孔609a和两个下暗孔609b均在安装柱609上对称设置；对应的上转盘602和下转盘604上的定位孔(602a、604a)也分别设有对应的两个。

上转盘602下方(靠近下转盘604的一侧)设计有斜坡凸台602c，下转盘604靠近上转盘602的一侧设有斜坡凹槽604b；侧翼605收拢时，斜坡凸台602c的高端与斜坡凹槽604b的高端接触，实现交错折叠；侧翼605展开时，斜坡凸台602c的高端与斜坡凹槽604b的低端相接触，实现侧翼605从交叉折叠状态变为平面展开状态。上转盘602上还设有沿其厚度方向设置的安装孔602b，安装孔602b用于安装为侧翼605展翼过程中旋转下沉提供驱动力的轴向直线弹簧。安装孔602b和轴向直线弹簧可以设置多组，多组安装孔602b和轴向直线弹簧沿上转盘602周向均匀分布。

两个推力轴承606分别安装于上转盘602和下转盘604相背的一侧，推力轴承606与上转盘602和下转盘604之间均为过盈配合，用于减少展翼过程中的旋转阻力。

尾翼导流罩由两个呈中心对称的尾壳9组成，每个尾壳9设置有高端和低端；两个尾壳9分别通过螺钉固定在下端盖5上，且两个尾壳9之间设有用于为尾翼907提供展开空间的避让槽缝。

伸缩尾翼机构7包括两个与侧翼垂直的尾翼907，两个驱动尾翼907转动的驱动机构，每个驱动机构安装于对应尾壳9的低端。

驱动机构包括导杆903、固定支座905、旋转支座906、止推连杆908、支撑连杆909和尾翼扭簧901。导杆903垂直腔体4中轴线设置，其一端固定在对应尾壳9内，另一端在另一尾壳9安装完成后插入另一尾壳9对应的孔内。固定支座905和旋转支座906依次套设于导杆903上，旋转支座906固定连接一尾翼907并靠近另一尾壳9一侧设置。固定支座905位于尾壳9内的一侧、支撑连杆909、止推连杆908和对应尾壳9依次铰接，止推连杆908和支撑连杆909共同构成进一步防止固定支座905轴向转动以及防止伸展后尾翼回弹的限位件。固定支座905的相对两侧分别与下端盖5和尾壳9的低端抵接，以限制固定支座905轴向转动。固定支座905和旋转支座906相对的一侧之间设有对应的容纳腔，尾翼扭簧901安装于该容纳腔内，其两端分别固定连接固定支座905和旋转支座906，用于为旋转支座906提供相对固定支座905的旋转驱动力并带动单个尾翼907展开。固定支座905上设有弹簧销，旋转支座906上设有对应的固定孔，尾翼907伸展到位后，弹簧销弹出并插入固定孔内锁定旋转支座906。

驱动机构还包括依次套设于导杆903外部的尾翼直线弹簧902和尾翼直线轴承904，固定支座905套设于尾翼直线轴承904的外部并与之过盈配合。止推连杆908上设有外小内大的斜面凸台，支撑连杆909上设有与斜面凸台相匹配的斜面凹槽，斜面凸台和斜面凹槽微过盈配合。尾翼直线弹簧902用于为旋转支座906提供轴向位移的驱动力，尾翼907折叠状态下通过两个翼面相互挤压实现尾翼直线弹簧902压缩蓄能即两个尾翼907的交错折叠。尾翼907展开至两个翼面不再接触时，尾翼直线弹簧902复位，使两个尾翼907位于同一平面内，同时斜面凸台和斜面凹槽嵌入配合使止推连杆908和支撑连杆909保持直线连接，并避免尾翼907在水流的作用下进行轴向移动从而压缩尾翼直线弹簧902。

每个尾翼907配备一个限位机构，每个限位机构包括触发直线轴承916、冲击触发杆911、导向连板912和锥杆913。触发直线轴承916固定于对应尾壳9内，冲击触发杆911平行腔体4中轴线和尾翼907设置，并滑动设于触发直线轴承916内。导向连板912与冲击触发杆911固定连接，其内设有沿其厚度方向贯穿的导向槽919，该导向槽919相对冲击触发杆911倾斜设置。锥杆913的一端折弯并滑动设于导向槽919内，且端口通过螺纹连接有螺母918防止从导向槽919内滑落；其另一端在尾翼907折叠时垂直插入尾翼907上的限位孔917内，将尾翼907限制在折叠状态。尾壳9内对应锥杆913处设有限位块915，限位块915内设有垂直尾翼907的导向孔，锥杆913的另一端穿过导向孔插入尾翼的限位孔917内。冲击触发杆911靠近腔体4的一端尺寸大于触发直线轴承916的内径，并连接抵冲弹簧914，抵冲弹簧914的另一端通过设于下端盖5上的支柱，该支柱用于为抵冲弹簧914提供中心支撑。抵冲弹簧914用于吸收部分入水冲击力，避免冲击触发杆911工作时直接冲击下端盖5对其造成损坏。

触发展翼时，冲击触发杆911在触发机构10的驱动下带动导向连板912向腔体4方向平移，使锥杆913远离对应尾翼907并解除对尾翼907的限制。导向槽919靠近冲击触发杆911的一端向靠近腔体4的方向折弯形成直线槽，直线槽与冲击触发杆911平行。当冲击触发杆911被触发移动到位后，锥杆913的折弯端位于该直线槽内。

每个限位机构对应设置一个触发机构10，每个触发机构10对应连接一条伞带102；触发机构10包括冲击底板11、触发钢球13和弹片12。冲击底板11对应冲击触发杆911处设有沿其厚度方向设置的阶梯容纳孔14，触发钢珠13设于该阶梯容纳孔14内；弹片12固定连接于冲击底板11对应阶梯容纳孔14处，用于防止触发钢球13脱落。冲击触发杆911靠近冲击底板11的一端端面上设有环形凸台并形成能够嵌入部分触发钢珠13的凹槽，且冲击触发杆911通过环形凸台插入阶梯容纳孔14内与冲击底板11连接。触发钢珠13入水受到冲击后向腔体4方向移动，推动冲击触发杆911向腔体4方向移动并与冲击底板11分离，解除锥杆913对尾翼907限制的同时，消除对伞带102的固定并解除侧翼605的限制。

冲击底板11的一侧设有悬挂槽，伞带102远离固定带101的一端设有与悬挂槽对应的挂钩104；两个侧翼605相背的一侧分别设有钩槽605a，伞带102对应钩槽605a处设有弯钩103；伞带102通过挂钩104与悬挂槽连接、弯钩103与钩槽605a连接实现伞带102固定和侧翼605折叠限位。尾壳9的外侧设有用于安放冲击底板11的容纳凹槽，以辅助固定冲击底板11。

伞带102、触发机构10和限位机构一一对应，并分别可以设置多组；即除去必要的对应尾翼907的需要，还可以设置额外的个数，以使空投伞1的安装更加稳固。本实施例中，伞带102、触发机构10和限位机构分别设有四组，且安装完成后四条伞带102相对腔体4周向分散设置，进一步提高空投伞1安装的稳定性。

为了保证浮力调节机构正常工作，在尾翼907展开后，尾翼导流罩内留置出能够容纳伸出活塞8的空间，以实现浮力调节。

本实施例的双形态水下航行器的安装及工作流程如下：

双形态水下航行器的安装步骤：将空投伞1通过固定带101套设于前导流罩2上，按压两个尾翼907分别朝对应尾翼直线弹簧902压缩方向移动，移动至相应位置后按下固定支座905上的弹簧销取消对旋转支座906的固定，使其可以进行旋转以便回转收回尾翼907，将锥杆913移动到导向槽919靠近尾翼907的一端，使锥杆913插入到尾翼的限位孔917中实现对尾翼907的转动限位；随后将两个尾壳9分别固定在下端盖5上。冲击触发杆911的环形凸台插入冲击底板11的阶梯容纳孔14后，将冲击底板11推至尾壳9的容纳凹槽处，之后用伞带102上的挂钩104勾住冲击底板11的悬挂槽防止其脱落。收拢侧翼605并将其钩槽605a与对应伞带102上的弯钩103相连，实现对侧翼605的旋转限位。

工作时，重心调节机构将重心移动至双形态水下航行器的尾端(靠近下端盖5的一端)，双形态水下航行器以尾端竖直向下的状态空投入水后，冲击底板11中的触发钢珠13在受到水流冲击后将向上运动，进而推动冲击触发杆911向上(靠近腔体4方向)移动。在冲击触发杆911向上移动时，固定在冲击触发杆911上的导向连板912将会向上运动，由于导向槽919倾斜设置，从而可以将锥杆913从尾翼的限位孔917中抽离出来以解除对尾翼907的旋转限位。之后旋转支座906将在尾翼扭簧901的驱动下与尾翼907一同旋转展开，当两个尾翼907旋转过一定角度相互之间没有接触后，原先处于压缩蓄能状态的尾翼直线弹簧902将伸展复位，将尾翼907推至轴向限位处(另一尾壳9的高端)。在尾翼907旋转到位后，固定支座905上的弹簧销将会弹出并进入旋转支座906的固定孔内，实现对旋转支座906和尾翼907的旋转限位，限制两者与固定支座905间的周向旋转自由度。当尾翼907轴向移动到位时，止推连杆908和支撑连杆909将会处于直线状态，进而防止尾翼907在水流的作用下进行轴向移动从而压缩尾翼直线弹簧902的现象，止推连杆908上的斜面凸台也将嵌入到支撑连杆909的斜面凹槽内以限制二者之间的转动。可选择地，斜面凸台和斜面凹槽微过盈配合，进一步防止伸直状态的支撑连杆909和止推连杆908受水流影响而弯折，进而影响尾翼907的平面展开。

在冲击触发杆911上移至缩进尾翼导流罩后，冲击底板11由于缺少中心支撑，将会在伞带102的弹性拉力作用下向外弹出，同时也将解除对侧翼605的限制。随后折叠侧翼机构6中的上、下转盘(602、604)在侧翼扭簧603的驱动下将带动两个侧翼605旋转展开。展开过程中，在上转盘602内的轴向直线弹簧的推动下，上转盘602的斜坡凸台高端将逐渐从下转盘604的斜坡凹槽的高端转向低端，进而实现侧翼605从交叉折叠状态变为平面展开状态。在侧翼605完全展开到位后，安装柱609上的上、下暗孔(609a、609b)内的定位钢珠608在径向直线弹簧607的作用下弹出分别部分进入上、下转盘的定位孔(602a、604a)中，实现对上、下转盘(602、604)的锁定，完成对侧翼605的周向与轴向固定。

双形态水下航行器在入水后入水电极将会导通上电，由于此时浮力调节机构的活塞8处于收缩状态，整体为负浮力，双形态水下航行器将会进行下潜运动，由于空投伞密度较小，并通过固定带101套设在前导流罩2上小下大处，借助水阻力，空投伞1将与水下航行器主体脱离完成脱伞操作。冲击触发杆911在向上移动过程中，抵冲弹簧914将会吸收一部分能量进行压缩蓄能，避免了冲击触发杆911直接与下端盖5发生冲击，减少了下端盖5损坏的风险。同时，在冲击力减弱时，压缩蓄能后的抵冲弹簧914将会伸展将冲击触发杆911推回原位，导向连板912也将向下运动，由于导向连板912中直线槽的存在锥杆913将保持抽离状态。双形态水下航行器下潜至一定深度后，将调节自身姿态并推出活塞8，通过滑翔上浮远离空投伞1区域，随后进行正常作业。