1.本发明属于水下航行器技术领域，具体涉及一种长航时水下航行器。
背景技术：
2.海洋面积约占地球表面积的70.8%，其蕴藏了丰富的海洋生物资源、海洋矿物资源和海洋能源，开发利用海洋是解决当前人类社会面临的人口膨胀、资源短缺等一系列难题的极为可靠的途径。水下航行器是进行水下探测、深水勘探、水下作业等的无人智能移动平台，除少数不用电力用压载和抛载完成下潜和上浮外，都是靠电力来推进和游动，实现通信、照明、操纵和导航等。
3.目前无缆水下航行器大多数使用电池作为动力源。受限于目前的电池技术，电池的能量密度(单位重量的能量)和比能量(单位容积的能量)较小，航行器难于实现水中长时间航行与执行任务。
技术实现要素：
4.为解决上述问题，本发明提出了一种可用太阳能和波浪能对电池模块进行充电，提高水下航行、执行任务的长航时水下航行器。该水下航行器布局简单，可实现快速上浮、下潜，转向灵活。
5.本发明的目的是以下述方式实现的：一种长航时水下航行器，包括耐压舱体、推进装置、设置在耐压舱体内部的控制模块和电池模块，所述推进装置与控制模块通信连接，与电池模块电连接，所述耐压舱体的上表面设置太阳能电池板，所述耐压舱体的底部设置波浪换能器，所述耐压舱体内部还设置电池管理模块，所述电池管理模块与控制模块通信连接，电池管理模块的输入端还分别与太阳能电池板、波浪换能器的输出端电连接，电池管理模块的输出端与电池模块的输入端电连接；所述太阳能电池板和波浪换能器的信号输入端与控制模块通信连接。
6.进一步地，所述太阳能电池板通过自动折叠组件固定在耐压舱体的上表面，所述自动折叠组件包括活动板、折叠轴和太阳能电池板驱动器，所述太阳能电池板固定在活动板上，所述活动板的一侧通过连接件与耐压舱体连接，所述折叠轴通过所述太阳能电池板驱动器与控制模块连接，所述控制模块通过控制所述太阳能电池板驱动器而控制所述折叠轴动作，进而使所述活动板相对于耐压舱体进行展开动作或折叠动作。
7.进一步地，所述推进装置包括2个垂直方向的双向推进器，和2个水平方向的双向推进器，所述垂直方向的双向推进器包括推进器本体和整流涵道；推进器本体通过支撑套筒设置在整流涵道内，所述整流涵道固定在航行器耐压舱体左右两侧；所述水平方向的双向推进器包括推进器本体和卡箍；所述推进器本体通过卡箍固定在航行器耐压舱体尾部；所述推进器本体包括防水电机、调速器、螺旋桨；所述调速器密封于防水电机内部，螺旋桨固定在防水电机的转轴上。
8.进一步地，所述太阳能电池板为光电直接转换电池板。
9.进一步地，所述波浪换能器采用振荡水柱型、机械型或水流型的波浪发电装置。
10.进一步地，所述航行器的顶部设置有水位传感器。
11.本发明的有益效果：1、由于采用太阳能和波浪能对电池模块进行充电，提高了航行器执行任务和作业时间，降低了电池模块对航行器总重的占比。
12.2、由于在波面展开太阳能电池板，增加太阳辐射面积的同时，提高了在波面充电时航行器的稳定性；在水下航行时太阳能电池板折叠，减小了航行过程中航行器的阻力。
附图说明
13.图1是本发明的立体结构示意图。
14.图2是本发明的主视图。
15.图3是本发明侧视图。
16.图4是本发明的底视图。
17.图5是本发明的剖视图。
18.图6是本发明的航行器的姿态示意图一。
19.图7是本发明的航行器的姿态示意图二。
20.图8是本发明中电动缸、连杆机构和折叠轴的连接示意图。
21.其中，1-耐压舱体，2-双目相机，3a-左侧垂直方向的双向推进器， 3b-右侧垂直方向的双向推进器，4太阳能电池板驱动器，5-太阳能电池板，6a-左侧双向推进器，6b-右侧双向推进器，7-垂直舵，8-波浪换能器，9-电池模块，10-控制模块，11a-左侧的整流涵道，11b-右侧的整流涵道，12-电动缸，13-连杆机构，14-折叠轴。
具体实施方式
22.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
23.应该指出，以下详细说明都是例式性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的技术含义相同。
24.一种长航时水下航行器，包括耐压舱体1、推进装置、双目相机2、设置在耐压舱体内部的控制模块10和电池模块9，所述推进装置和双目相机分别与控制模块通信连接、和电池模块电连接，所述耐压舱体的上表面设置太阳能电池板5，所述耐压舱体的底部设置波浪换能器8，所述耐压舱体1内部还设置电池管理模块，所述电池管理模块与控制模块10通信连接，电池管理模块的输入端还分别与太阳能电池板5、波浪换能器8的输出端电连接，电池管理模块的输出端与电池模块9的输入端电连接；所述太阳能电池板5和波浪换能器8的信号输入端与控制模块10通信连接。
25.所述太阳能电池板5通过自动折叠组件固定在耐压舱体的上表面，所述自动折叠组件包括活动板、折叠轴14和太阳能电池板驱动器4，太阳能电池板驱动器4是由水下电动缸12和连杆机构13组成，连杆机构13的一端与电动缸连接，另一端与折叠轴14固定连接，连杆机构将电动缸的直线运动转化为旋转运动，使活动板绕折叠轴转动，相对于耐压舱体进行展开或折叠动作，进一步的，连杆机构可选用导杆滑块机构，如图8所示，所述太阳能电池板固定在活动板上，所述活动板的一侧通过折叠轴14与耐压舱体连接， 所述折叠轴14通过
所述太阳能电池板驱动器4与控制模块10连接，所述控制模块10通过控制所述太阳能电池板驱动器4而控制所述折叠轴动作，进而使所述活动板相对于耐压舱体进行展开动作或折叠动作。航行器在水下航行时处于折叠状态以便减小阻力，在水面航行器时处于展开状态用太阳光发电，同时此状态能提高航行器的稳定性。进一步地，上述太阳能电池板为光—电直接转换电池板，利用光电效应直接将太阳辐射转换为电能，通过电池管理模块的整流器对电池模块中的电池组进行充电。
26.上述波浪换能器8可为振荡水柱型、机械型或水流型波浪能发电装置，波浪能发电装置发出的电流通过电池管理模块中的整流器对电池模块中的电池进行充电。
27.上述电池模块9为高性能二次电池组如锂电池，电池模块为航行器的其余单元模块供电。
28.进一步地，上述控制模块10包括主控板、以及与主控板通信连接的捷联惯导、温度传感器、有水传感器、电池动力管理单元等；电池动力管理单元主要用于电池充放电的控制以及充电过程中电流的整流等，主控板主要用于防水电机转速的控制，实现航行器的运动控制。
29.进一步地，上述双目相机2为水下高清双目相机。
30.所述推进装置包括2个垂直方向的双向推进器和2个水平方向的双向推进器，所述垂直方向的双向推进器包括推进器本体和整流涵道；推进器本体通过支撑套筒设置在整流涵道内，所述整流涵道固定在航行器耐压舱体左右两侧；所述水平方向的双向推进器包括推进器本体和卡箍；所述推进器本体通过卡箍固定在航行器耐压舱体尾部；所述推进器本体包括防水电机、调速器、螺旋桨；所述调速器密封于防水电机内部，螺旋桨固定在防水电机的转轴上。如图1至图5所示，2个垂直方向的双向推进器包括左侧垂直方向的双向推进器3a和右侧垂直方向的双向推进器3b，整流涵道包括左侧的整流涵道11a和右侧的整流涵道11b，左侧垂直方向的双向推进器3a和右侧垂直方向的双向推进器3b通过支撑套筒分别安装在左侧的整流涵道11a和右侧的整流涵道11b内，左侧垂直方向的双向推进器3a和右侧垂直方向的双向推进器3b通过水密电缆、水密接插件以及电缆分别与电池模块9和控制模块10连接，左侧垂直方向的双向推进器3a和右侧垂直方向的双向推进器3b同时产生向下或向上的推力时，可以快速的实现航行器的下潜或上浮。2个水平方向的双向推进器包括左侧双向推进器6a和右侧双向推进器6b，左侧双向推进器6a和右侧双向推进器6b通过卡箍和螺钉固定于耐压舱体1的尾部。
31.垂直舵7位于耐压舱体1的背部，垂直舵7与控制模块10通信连接、与电池模块9电连接，垂直舵7与左侧双向推进器6a或右侧双向推进器6b单个配合产生转向力矩，可以实现航行器快速的转向。
32.如图6所示，水下航行或执行任务时航行器为姿态ⅰ，即太阳能电池板处于折叠状态。当电池管理模块检测到电池模块9剩余电力小于设定电量时，控制模块10通过主控板控制左侧垂直方向的双向推进器3a和右侧垂直方向的双向推进器3b，产生向上的推力使航行器上浮；当水位传感器检测到航行器顶部已出水，左侧垂直方向的双向推进器3a和右侧垂直方向的双向推进器3b停止工作；此时左右侧太阳能电池板驱动器4驱动太阳能电池板5展开，展开后航行器的状态为姿态ⅱ。
33.如图7所示，航行器为姿态ⅱ时，控制模块10控制太阳能电池板5进行工作，通过电
池管理模块中的整流器对利用光电效应直接产生电流进行整流，整流后的电流对电池模块9进行充电；同时，控制模块10控制波浪换能器8进行工作，通过电池管理模块中的整流器对利用波浪能产生电流进行整流，整流后的电池对电池模块9进行充电。
34.当电池管理模块检测到电池已充满电或达到设定电量时，太阳能电池板5与波浪换能器8停止发电；控制模块10控制左右侧太阳能电池板驱动器4工作，驱动太阳能电池板5折叠，航行器由姿态ⅱ变为姿态ⅰ。航行器变为姿态ⅰ时，可以继续进行水下航行或执行任务。上述过程可以循环进行工作，即自主航行或执行任务—自动充电—自主航行或执行任务，从而实现了航行器自主长航时航行或执行任务。
35.本发明由于采用太阳能和波浪能对电池模块进行充电，提高了航行器执行任务和作业时间，降低了电池模块对航行器总重的占比。
36.由于在波面展开太阳能电池板，增加太阳辐射面积的同时，提高了在波面充电时航行器的稳定性；在水下航行时太阳能电池板折叠，减小了航行过程中航行器的阻力。
37.上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。