CN101342940B - 一种水面自行载体的推进器的变位装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种适用于水面机器人和水面无人艇等自航载体的推进器的变位装置，使倾覆后的自航载体重新获得推进动力，进而恢复航行能力。该变位装置，其特征在于，包括：一安装在自航载体甲板上可在竖直平面旋转的旋转机构，旋转机构上设有连接推进器的连接件；一能在自航载体正常航行状态下锁定所述旋转机构并在倾覆状态下松开旋转机构的锁闭机构；一在自航载体倾覆状态下驱动所述旋转机构转动的驱动元件。本发明可在水面自航载体出现倾覆后改变推进器的安装位置，使自航载体重新获得推进动力，回复正常航行。因此，使自航载体具有很强的抗风浪能力。

Description

一种水面自行载体的推进器的变位装置

技术领域

本发明涉及船舶自动化技术领域，具体地说，涉及一种适用于水面机器人和水面无人艇的自航载体的推进器变位装置。

背景技术

抗倾覆一直是船舶和水面机器人等水上航行载体的重要问题。为了使水上航行载体在风浪中具有更好的抗倾覆性能，现有技术中的方法是使水上航行载体具有足够的稳心高。但是，即使航行载体具有足够的稳心高，在大风大浪中仍有倾覆的可能。一旦发生倾覆，推进器将从甲板下侧翻转到甲板上侧，暴露于空气中，航行载体失去推进动力。自航载体由于未载人，甲板上下部分都可设计为流线形的船体结构，倾覆后如果还能获得推进动力，那么将可继续航行。为了使倾覆后的自航载体重新获得推进动力，恢复航行能力，本领域需要将倾覆后暴露于空气中的推进器重新移动到水下的方法与装置。

公开号为CN101003300的专利申请提供了一种六自由度水下机器人变向旋转轴推进器，其特征在于：它包括水下机器人主体和设置在水下机器人主体侧面的推进器主体，推进器主体包括支架、电机、电机和推进电机，支架通过连接机构与水下机器人主体相连，电机固定在支架内并与连接机构相连；电机和推进电机设置于支架内通过连接机构与支架连接。但其主要是运用于水下航行机器人推进器的位置调整，很难运用在水面航行载体倾覆后推进器的位置的调整。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于水面机器人和水面无人艇等自航载体的推进器的变位装置，使倾覆后的自航载体重新获得推进动力，进而恢复航行能力。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种自航载体的推进器的变位装置，其特征在于，包括：

一安装在自航载体甲板上可在竖直平面旋转的旋转机构，旋转机构上设有连接推进器的连接件；

一能在自航载体正常航行状态下锁定所述旋转机构并在倾覆状态下松开旋转机构的锁闭机构；

一在自航载体倾覆状态下驱动所述旋转机构转动的驱动元件。

本发明中，所述旋转机构，包括：

安装在自航载体甲板上的轴承，轴承外设有轴承壳体；

设置在轴承中的转动轴，所述转动轴端部设有安装盘。

所述安装盘的侧面设有径向孔，所述轴承壳体和转动轴上开有相配合的径向狭槽。

所述连接件较好的是采用细长连接杆，所述连接件通过包裹其的卡环和将卡环固定在安装盘上的固定件固定在安装盘上。

为了便于向推进器供电，所述转动轴和连接件内设有相通的容纳推进器电缆的容纳槽。

本发明中，所述锁闭机构，包括：

一安装在自航载体甲板上的电磁锁，其包含锁销，通过将锁销伸入安装盘侧面的径向孔内而锁定旋转机构；

与电磁锁连接的位置传感器，其在自航载体倾覆后发出控制信号，将电磁锁开启。

本发明中，所述驱动元件采用安装在所述转动轴上的扭转弹簧，扭转弹簧的两端为外射线脚，扭转弹簧两端的外射线脚伸入轴承壳体和转动轴的径向狭槽中，并在自航载体正常行驶状态下处于预紧状态。

这样，本发明的自航载体的推进器的变位装置，首先通过连接件和紧固件将推进器连接到具有安装盘的转动轴上，转动轴安装在轴承上，并可绕甲板上的一条纵向轴线转动，进而可以带动推进器在竖直平面内转动；在邻近转动轴的甲板上的电磁锁将转动轴锁定在工作位置；转动轴上的扭转弹簧的预紧力在电磁锁开启后推动转动轴转动。

正常航行时，推进器沉没于水中产生推力，当自航载体倾覆后，推进器被翻转到甲板上侧，暴露于空气中，失去推力，自航载体的控制器将电磁锁开启，扭转弹簧使转动轴转动，将推进器从甲板上侧翻转到甲板下侧，重新沉没于水中，而电磁锁将推进器锁定在新的工作位置，因此，推进器可继续产生推进动力，使自航载体恢复正常航行。

本发明的自航载体的推进器的变位装置可在水面自航载体出现倾覆后改变推进器的安装位置，使自航载体重新获得推进动力，回复正常航行。因此，使自航载体具有很强的抗风浪能力。

附图说明

图1为本发明自航载体的推进器的变位装置的结构示意图。

图2为图1的左视图。

图3为图1的A-A剖视图。

图4为本发明自航载体的推进器的变位装置工作过程示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

如图1至图3所示，一种自航载体的推进器的变位装置，包括由具有安装盘12的转动轴1和支撑转动轴的轴承3构成的旋转机构，转动轴1可绕轴线L在竖直平面转动。安装盘12的侧面设有径向孔14，轴承3外设有轴承壳体4，轴承3和轴承壳体4安装在自航载体的甲板8上，轴承壳体4和转动轴1上开有相配合的径向狭槽A和B，连接件10采用细长连接杆，其一端通过包裹其的卡环6固定在安装盘12上，卡环6上设有固定件7，以确保连接件固定的稳定性，连接件10的另一端连接自航载体的推进器9，这样推进器9可在连接件10的带动下在竖直平面转动。转动轴1和连接件10内设有相通的容纳槽，以容纳推进器9的电缆11，对推进器9供电。

安装在自航载体甲板8上的电磁锁5和与电磁锁5连接的位置传感器(未示意)构成锁闭机构。电磁锁5包含锁销13，电磁锁5通过将锁销13伸入安装盘12侧面的径向孔14内而锁定安装盘12，使整个装置处于工作状态，位置传感器在自航载体倾覆后发出控制信号，将电磁锁5的锁销13缩回，进而开启电磁锁5。

驱动元件采用安装在所述转动轴上的扭转弹簧2，其两端为外射线脚，扭转弹簧2两端的外射线脚伸入轴承壳体4和转动轴1的径向狭槽A和B中，当转动轴1被锁定在工作位置时，扭转弹簧2被扭转，因此具有预紧力。

参见图4，当自航载体正常航行时，推进器9沉没于水中产生推力，处于状态I所示位置。当自航载体倾覆后，推进器9被翻转到甲板8上侧，处于状态III所示位置，暴露于空气中，失去推力。这时，自航载体的控制器根据物位传感器发出的上下倒置信号将电磁锁5开启，锁销13从安装盘12侧面的径向孔14中退出，扭转弹簧2的预紧力使转动轴1旋转。当转动轴1旋转到状态II所示的位置时，扭转弹簧2的预紧力为零。由于推进器9的重力和转动的惯性，转动轴1继续向状态I所示位置转动，扭转弹簧2产生与转动方向相反的扭转力，该扭转力与水的阻力一起对转动轴1的转动起到阻尼作用。电磁锁5开启并经过预定的延时后关闭，因此在大约从状态II所示的位置向状态I所示位置转动期间，电磁锁5的锁销13在转动轴1的安装盘12侧面滑动，当转动轴1转动到状态I所示位置时，电磁锁5的锁销13滑入安装盘12侧面的径向孔14内，将转动轴1锁定在新的工作位置。这时，推进器9已重新沉没于水中，可继续产生推力，使自航载体恢复正常航行。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种自航载体的推进器的变位装置，其特征在于，包括：

一安装在自航载体甲板上可在竖直平面旋转的旋转机构，旋转机构上设有连接推进器的连接件；

一能在自航载体正常航行状态下锁定所述旋转机构并在倾覆状态下松开旋转机构的锁闭机构；

一在自航载体倾覆状态下驱动所述旋转机构转动的驱动元件。

2.如权利要求1所述的自航载体的推进器的变位装置，其特征在于：所述旋转机构，包括：

安装在自航载体甲板上的轴承，轴承外设有轴承壳体；

设置在轴承中的转动轴，所述转动轴端部设有安装盘。

3.如权利要求2所述的自航载体的推进器的变位装置，其特征在于：所述安装盘的侧面设有径向孔。

4.如权利要求2所述的自航载体的推进器的变位装置，其特征在于：所述轴承壳体和转动轴上开有相配合的径向狭槽。

5.如权利要求2所述的自航载体的推进器的变位装置，其特征在于：所述转动轴内设有容纳推进器电缆的容纳槽。

6.如权利要求1所述的自航载体的推进器的变位装置，其特征在于：所述连接件通过包裹其的卡环和将卡环固定在安装盘上的固定件固定在安装盘上。

7.如权利要求1或6所述的自航载体的推进器的变位装置，其特征在于：所述连接件为细长连接杆，其内设有容纳推进器电缆的容纳槽。

8.如权利要求7所述的自航载体的推进器的变位装置，其特征在于：所述容纳槽与转动轴内设置的容纳槽相通。

9.如权利要求2所述的自航载体的推进器的变位装置，其特征在于：所述锁闭机构，包括：

一安装在自航载体甲板上的电磁锁，其包含锁销，通过将锁销伸入安装盘侧面的径向孔内而锁定旋转机构；

与电磁锁连接的位置传感器，其在自航载体倾覆后发出控制信号，将电磁锁开启。

10.如权利要求2所述的自航载体的推进器的变位装置，其特征在于：所述驱动元件采用安装在所述转动轴上的扭转弹簧，扭转弹簧的两端为外射线脚，扭转弹簧两端的外射线脚伸入轴承壳体和转动轴的径向狭槽中，并在自航载体正常行驶状态下处于预紧状态。

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