CN115071930A - 一种适用auv无人潜航器的姿态控制与自稳机构 - Google Patents

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Abstract

本发明属于无人潜航器技术领域，尤其是一种适用auv无人潜航器的姿态控制与自稳机构，包括两组中部法兰环，两组中部法兰环上均固定套接有压载水仓的底部，两个压载水仓对称设置，所述压载水仓的顶部套接有端部法兰环，两个端部法兰环和两组中部法兰环通过铜柱固定连接，两组中部法兰环之间设置有上法兰环、中法兰环和下法兰环，所述端部法兰环、中部法兰环、上法兰环、中法兰环和下法兰环的偏心位置均开设有通孔，多个通孔内贯穿安装有同一个齿条一。本发明通过调整电池包一和电池包二的位置，对无人潜航器的姿态进行稳定控制，且能够快速的对无人潜航器姿态进行调整，便于无人潜航器下潜和上浮操作。

Description

一种适用auv无人潜航器的姿态控制与自稳机构
技术领域
本发明涉及无人潜航器技术领域，尤其涉及一种适用auv无人潜航器的姿态控制与自稳机构。
背景技术
无人潜航器具备机动灵活、部署方便、安全性高的特点，能够执行一些载人潜航器难以完成的任务，近年来得到了各工业强国的大力发展。无人潜航器具有很高的自主性，其搭载的传感器具备导航、感知、自主决策等能力，使其在环境测量、测绘作业等场景下的作用越来越重要。
无人潜航器主要分为无人自治潜航器(AUV)和水下遥控潜航器(ROV)这两类传统型潜航器，现有无人潜航器虽然具备快速机动能力，但是应用于深海一般不能实现快速下潜和上浮，定位精度及稳定性也不高，更无法实现海底作业。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种适用auv无人潜航器的姿态控制与自稳机构。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种适用auv无人潜航器的姿态控制与自稳机构，包括两组中部法兰环，两组中部法兰环上均固定套接有压载水仓的底部，两个压载水仓对称设置，所述压载水仓的顶部套接有端部法兰环，两个端部法兰环和两组中部法兰环通过铜柱固定连接，两组中部法兰环之间设置有上法兰环、中法兰环和下法兰环，所述端部法兰环、中部法兰环、上法兰环、中法兰环和下法兰环的偏心位置均开设有通孔，多个通孔内贯穿安装有同一个齿条一，所述齿条一的一侧设置有电池包一，电池包一与通孔相适配，所述电池包一的两端均安装有电机一，两个电机一的输出端上固定安装有主齿轮，两个主齿轮啮合有同一个齿轮一，且齿轮一与齿条一相啮合，所述压载水仓内安装有推杆，推杆包括第一杆、第二杆、第三杆和第四杆，第一杆、第二杆、第三杆和第四杆相互滑动套接，所述第二杆、第三杆的一侧安装有电机二，电机二的输出端固定安装有齿轮二，且第三杆和第四杆的一侧安装有齿条二，且齿轮二与齿条二相啮合，所述第四杆上安装有活塞，所述上法兰环上固定安装有电机三，电机三的输出端固定安装有主齿轮，主齿轮上啮合有从动齿轮，从动齿轮上啮合有减速齿轮，所述减速齿轮上固定套接有中间轴，且中间轴的两端分别贯穿上法兰环、中法兰环和下法兰环，所述中间轴的两端分别与两组中部法兰环转动连接，中法兰环和下法兰环之间安装有电池包二。
优选的，两组中部法兰环之间通过连接件一固定连接。
优选的，所述上法兰环、中法兰环和下法兰环之间相互通过连接件二固定连接。
优选的，一组中部法兰环为三个，且其中一个中部法兰环上安装有两个夹耳，且压载水仓位于两个夹耳之间，远离活塞的推杆固定在远离端部法兰环的一个中部法兰环上。
优选的，所述第一杆、第二杆和第三杆的内壁上安装有卡块，且卡块与第二杆、第三杆和第四杆相适配。
优选的，所述上法兰环、中法兰环和下法兰环的中心位置安装有轴承，中间轴套接在轴承上。
优选的，所述压载水仓的端部安装有水管。
优选的，所述齿条的两端分别安装在两个端部法兰环上，上法兰环、中法兰环和下法兰环上开设有弧形孔，齿条活动安装在弧形孔内。
本发明中，所述一种适用auv无人潜航器的姿态控制与自稳机构，通过推杆上的电机二带动齿轮二转动，齿轮二与齿条二啮合，使得推杆上的第二杆、第三杆和第四杆陆续推出和收起，从而带动活塞运动；在需要姿态调平时，通过电机一带动齿轮一转动，齿轮一在齿条一上移动，从而带动电池包一移动，通过电池包一的自重调整姿态平整位置，同时，电机三带动从动齿轮转动，从动齿轮带动减速齿轮转动，减速齿轮带动中间轴转动，中间轴转动带动上法兰环、中法兰环和下法兰环整体转动，即电池包二作为配重块转动，调整姿态平整位置，从而实现水平方向和竖直方向的姿态平整位置调整。
本发明通过调整电池包一和电池包二的位置，对无人潜航器的姿态进行稳定控制，且能够快速的对无人潜航器姿态进行调整，便于无人潜航器下潜和上浮操作。
附图说明
图1为本发明提出的一种适用auv无人潜航器的姿态控制与自稳机构的结构示意图；
图2为本发明提出的一种适用auv无人潜航器的姿态控制与自稳机构的推杆结构示意图；
图3为本发明提出的一种适用auv无人潜航器的姿态控制与自稳机构的电池包二调平结构示意图。
图中：1压载水仓、2端部法兰环、3中部法兰环、4铜柱、5通孔、6电池包一、7电机一、8齿轮一、9齿条一、10水管、11推杆、12齿轮二、13齿条二、14活塞、15卡块、16上法兰环、17中法兰环、18下法兰环、19连接件二、20电池包二、21电机三、22从动齿轮、23减速齿轮、24中间轴、25连接件一。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-3，一种适用auv无人潜航器的姿态控制与自稳机构，包括两组中部法兰环3，两组中部法兰环3上均固定套接有压载水仓1的底部，两个压载水仓1对称设置，压载水仓1的顶部套接有端部法兰环2，两个端部法兰环2和两组中部法兰环3通过铜柱4固定连接，两组中部法兰环3之间设置有上法兰环16、中法兰环17和下法兰环18，端部法兰环2、中部法兰环3、上法兰环16、中法兰环17和下法兰环18的偏心位置均开设有通孔5，多个通孔5内贯穿安装有同一个齿条一9，齿条一9的一侧设置有电池包一6，电池包一6与通孔5相适配，电池包一6的两端均安装有电机一7，两个电机一7的输出端上固定安装有主齿轮，两个主齿轮啮合有同一个齿轮一8，且齿轮一8与齿条一9相啮合，通过两个电机一7带动，能够增加力矩，便于电池包一的移动，压载水仓1内安装有推杆11，推杆11包括第一杆、第二杆、第三杆和第四杆，第一杆、第二杆、第三杆和第四杆相互滑动套接，第二杆、第三杆的一侧安装有电机二，电机二的输出端固定安装有齿轮二12，且第三杆和第四杆的一侧安装有齿条二13，且齿轮二12与齿条二13相啮合，第四杆上安装有活塞14，上法兰环16上固定安装有电机三21，电机三21的输出端固定安装有主齿轮，主齿轮上啮合有从动齿轮22，从动齿轮22上啮合有减速齿轮23，减速齿轮23上固定套接有中间轴24，且中间轴24的两端分别贯穿上法兰环16、中法兰环17和下法兰环18，中间轴24的两端分别与两组中部法兰环3转动连接，中法兰环17和下法兰环18之间安装有电池包二20。
本发明中，两组中部法兰环3之间通过连接件一25固定连接。
本发明中，上法兰环16、中法兰环17和下法兰环18之间相互通过连接件二19固定连接。
本发明中，一组中部法兰环3为三个，且其中一个中部法兰环3上安装有两个夹耳，且压载水仓1位于两个夹耳之间，远离活塞14的推杆11固定在远离端部法兰环2的一个中部法兰环3上。
本发明中，第一杆、第二杆和第三杆的内壁上安装有卡块15，且卡块15与第二杆、第三杆和第四杆相适配。
本发明中，上法兰环16、中法兰环17和下法兰环18的中心位置安装有轴承，中间轴24套接在轴承上。
本发明中，压载水仓1的端部安装有水管10。
本发明中，齿条9的两端分别安装在两个端部法兰环2上，上法兰环16、中法兰环17和下法兰环18上开设有弧形孔，齿条9活动安装在弧形孔内。
本发明中，使用时，通过推杆11上的电机二带动齿轮二12转动，齿轮二12与齿条二13啮合，使得推杆11上的第二杆、第三杆和第四杆陆续推出和收起，从而带动活塞14运动；在需要姿态调平时，通过电机一7带动齿轮一8转动，齿轮一8在齿条一9上移动，从而带动电池包一6移动，通过电池包一6的自重调整姿态平整位置，同时，电机三21带动从动齿轮22转动，从动齿轮22带动减速齿轮23转动，减速齿轮23带动中间轴24转动，中间轴24转动带动上法兰环16、中法兰环17和下法兰环18整体转动，即电池包二20作为配重块转动，调整姿态平整位置，从而实现水平方向和竖直方向的姿态平整位置调整。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种适用auv无人潜航器的姿态控制与自稳机构，其特征在于，包括两组中部法兰环(3)，两组中部法兰环(3)上均固定套接有压载水仓(1)的底部，两个压载水仓(1)对称设置，所述压载水仓(1)的顶部套接有端部法兰环(2)，两个端部法兰环(2)和两组中部法兰环(3)通过铜柱(4)固定连接，两组中部法兰环(3)之间设置有上法兰环(16)、中法兰环(17)和下法兰环(18)，所述端部法兰环(2)、中部法兰环(3)、上法兰环(16)、中法兰环(17)和下法兰环(18)的偏心位置均开设有通孔(5)，多个通孔(5)内贯穿安装有同一个齿条一(9)，所述齿条一(9)的一侧设置有电池包一(6)，电池包一(6)与通孔(5)相适配，所述电池包一(6)的两端均安装有电机一(7)，两个电机一(7)的输出端上固定安装有主齿轮，两个主齿轮啮合有同一个齿轮一(8)，且齿轮一(8)与齿条一(9)相啮合，所述压载水仓(1)内安装有推杆(11)，推杆(11)包括第一杆、第二杆、第三杆和第四杆，第一杆、第二杆、第三杆和第四杆相互滑动套接，所述第二杆、第三杆的一侧安装有电机二，电机二的输出端固定安装有齿轮二(12)，且第三杆和第四杆的一侧安装有齿条二(13)，且齿轮二(12)与齿条二(13)相啮合，所述第四杆上安装有活塞(14)，所述上法兰环(16)上固定安装有电机三(21)，电机三(21)的输出端固定安装有主齿轮，主齿轮上啮合有从动齿轮(22)，从动齿轮(22)上啮合有减速齿轮(23)，所述减速齿轮(23)上固定套接有中间轴(24)，且中间轴(24)的两端分别贯穿上法兰环(16)、中法兰环(17)和下法兰环(18)，所述中间轴(24)的两端分别与两组中部法兰环(3)转动连接，中法兰环(17)和下法兰环(18)之间安装有电池包二(20)。
2.根据权利要求1所述的一种适用auv无人潜航器的姿态控制与自稳机构，其特征在于，两组中部法兰环(3)之间通过连接件一(25)固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种适用auv无人潜航器的姿态控制与自稳机构，其特征在于，所述上法兰环(16)、中法兰环(17)和下法兰环(18)之间相互通过连接件二(19)固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种适用auv无人潜航器的姿态控制与自稳机构，其特征在于，一组中部法兰环(3)为三个，且其中一个中部法兰环(3)上安装有两个夹耳，且压载水仓(1)位于两个夹耳之间，远离活塞(14)的推杆(11)固定在远离端部法兰环(2)的一个中部法兰环(3)上。
5.根据权利要求1所述的一种适用auv无人潜航器的姿态控制与自稳机构，其特征在于，所述第一杆、第二杆和第三杆的内壁上安装有卡块(15)，且卡块(15)与第二杆、第三杆和第四杆相适配。
6.根据权利要求1所述的一种适用auv无人潜航器的姿态控制与自稳机构，其特征在于，所述上法兰环(16)、中法兰环(17)和下法兰环(18)的中心位置安装有轴承，中间轴(24)套接在轴承上。
7.根据权利要求1所述的一种适用auv无人潜航器的姿态控制与自稳机构，其特征在于，所述压载水仓(1)的端部安装有水管(10)。
8.根据权利要求1所述的一种适用auv无人潜航器的姿态控制与自稳机构，其特征在于，所述齿条(9)的两端分别安装在两个端部法兰环(2)上，上法兰环(16)、中法兰环(17)和下法兰环(18)上开设有弧形孔，齿条(9)活动安装在弧形孔内。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN116215813A (zh) * 2023-05-09 2023-06-06 清华四川能源互联网研究院 复合浮力调节装置、自主式水下航行器及其控制方法

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