CN208715452U - 一种水下滑翔机的姿态调整装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种水下滑翔机的姿态调整装置，其特征在于：包括质量块组件、俯仰调节结构、横滚调节结构、支撑结构和反馈设备；本实用新型中利用螺母机构实现纵倾运动时，当螺距达到一定的范围，小于临界摩擦角后，具有反向自锁功能，可实现对机构、电机的保护；采用步进电机作为驱动元件不需要反馈，控制简单，没有角度累计误差，可实现精确定位；利用电池块的双重作用，可节约空间，使水下航行器内部空间更紧凑；装置布局合理有效，结构紧凑，增加了水下机器人运动时的灵敏性，翻滚和俯仰动作相互之间协调统一。

Description

一种水下滑翔机的姿态调整装置

技术领域

本实用新型涉及水下机器人领域，尤其涉及一种水下滑翔机的姿态调整装置。

背景技术

水下滑翔机是一种在水下以锯齿形运动为主的新型水下机器人，由于其是通过改变自身的浮力状态和姿态角来实现滑翔运动，其耗能非常小，在水下可航行数月，达到数千公里。水下滑翔机通过浮力系统改变自身的排水体积，从而在重力不变的条件下，实现浮力大小的改变，从而形成上浮和下潜运动。水下滑翔机在上浮和下潜时存在一个最优攻角，而达到最优攻角，则是靠自身的俯仰调节系统。俯仰调节系统可实现纵倾调节和横滚调节，从而实现纵倾角和横滚角的变化。最终配合浮力调节系统，实现水下滑翔机在最优攻角状态下实现俯仰运动、横滚运动、上浮运动和下潜运动。由于水下滑翔机内部空间较小可移动重物较难安放，因此需要设计一种结构简单，方便安装的俯仰调节系统。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种水下滑翔机的姿态调整装置，能够解决普遍存在的俯仰调节舱内部结构设计相对复杂的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：一种水下滑翔机的姿态调整装置，其创新点在于：包括质量块组件、俯仰调节结构、横滚调节结构、支撑结构、反馈设备和电控支撑板；

所述质量块组件包括电池棒、连接杆和电池端盖；电池棒整体重心低于机体的重心且可以绕中心轴自由旋转，电池棒以螺栓的形式连接在电池端盖上，电池端盖之间设置有以螺栓相连的连接杆形成支撑轴向应力；

所述俯仰调节结构包括丝杆电机、丝杆、挡板和螺母；所述丝杆电机与丝杆相连，驱动丝杆旋转运动，螺母设置在丝杆上且与挡板固定连接，螺母在丝杆电机的驱动下带动挡板移动，连带着电池棒移动，通过电池棒位置的改变来直接实现改变了整个机体的俯仰角度；

所述横滚调节结构包括横滚电机、涡轮和蜗杆；横滚电机通过支撑架安装在挡板内侧且驱动涡轮和蜗杆工作，控制质量块组件的转动程度，实现二次调节；

所述支撑结构包括支撑板和滑杆；支撑板上设置有顶销孔且通过顶销方式直接与机体固牢连接，滑杆通过法兰连接；

所述反馈设备包括直线位移传感器和角度传感器，所述直线位移传感器和角度传感器通过支撑块焊接在支撑板上，角度传感器通过测量俯仰角的调整情况，反馈出需要进一步的变化；

所述电控支撑板为设备的主要控制中心，电控支撑板通过定位孔连接在挡板上面。

本实用新型的优点在于：

1）本实用新型中利用螺母机构实现纵倾运动时，当螺距达到一定的范围，小于临界摩擦角后，具有反向自锁功能，可实现对机构、电机的保护；采用步进电机作为驱动元件不需要反馈，控制简单，没有角度累计误差，可实现精确定位；利用电池块的双重作用，可节约空间，使水下航行器内部空间更紧凑；装置布局合理有效，结构紧凑，增加了水下机器人运动时的灵敏性，翻滚和俯仰动作相互之间协调统一。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型的一种水下滑翔机的姿态调整装置的立体结构图。

图2为本实用新型的一种水下滑翔机的姿态调整装置的侧视图。

具体实施方式

下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。

如图1图2所示的一种水下滑翔机的姿态调整装置，包括质量块组件1、俯仰调节结构2、横滚调节结构3、支撑结构4、反馈设备5和电控支撑板6。

质量块组件1包括电池棒11、连接杆12和电池端盖13；电池棒11整体重心低于机体的重心且可以绕中心轴自由旋转，电池棒11以螺栓的形式连接在电池端盖13上，电池端盖13之间设置有以螺栓相连的连接杆12形成支撑轴向应力。

俯仰调节结构2包括丝杆电机21、丝杆22、挡板23和螺母24；所述丝杆电机21与丝杆22相连，驱动丝杆22旋转运动，螺母24设置在丝杆22上且与挡板23固定连接，螺母24在丝杆电机21的驱动下带动挡板23移动，连带着电池棒11移动，通过电池棒11位置的改变来直接实现改变了整个机体的俯仰角度。

横滚调节结构3包括横滚电机31、涡轮32和蜗杆33；横滚电机3通过支撑架安装在挡板23内侧且驱动涡轮31和蜗杆33工作，控制质量块1组件的转动程度，实现二次调节。

支撑结构4包括支撑板41和滑杆42；支撑板41上设置有顶销孔且通过顶销方式直接与机体固牢连接，滑杆42通过法兰连接。

反馈设备5包括直线位移传感器51和角度传感器52，所述直线位移传感器51和角度传感器52通过支撑块焊接在支撑板上41，角度传感器52通过测量俯仰角的调整情况，反馈出需要进一步的变化。

电控支撑板6为设备的主要控制中心，电控支撑板6通过定位孔连接在挡板23上面。

工作原理是：启动丝杆电机带动丝杆旋转运动，当丝杆旋转的时候螺母将带动质量块组件等机构一起沿着丝杆做纵向平移运动。直线位移传感器记录质量块组件的移动距离，并实时传输给控制模块，由于质量块的移动，导致水下航行器重心位置的变化，结果会改变水下航行器的俯仰角度，形成在不同的攻角下运动；当需要水下航行器进行转弯时，控制横滚电机带动涡轮、蜗杆使质量块绕轴，形成旋转运动，中轴线上的角度传感器记录旋转角度。

本行业的技术人员应该了解，本实用新型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实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型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实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.一种水下滑翔机的姿态调整装置，其特征在于：包括质量块组件、俯仰调节结构、横滚调节结构、支撑结构、反馈设备和电控支撑板；

所述质量块组件包括电池棒、连接杆和电池端盖；电池棒整体重心低于机体的重心且可以绕中心轴自由旋转，电池棒以螺栓的形式连接在电池端盖上，电池端盖之间设置有以螺栓相连的连接杆形成支撑轴向应力；

所述俯仰调节结构包括丝杆电机、丝杆、挡板和螺母；所述丝杆电机与丝杆相连，驱动丝杆旋转运动，螺母设置在丝杆上且与挡板固定连接，螺母在丝杆电机的驱动下带动挡板移动，连带着电池棒移动，通过电池棒位置的改变来直接实现改变了整个机体的俯仰角度；

所述横滚调节结构包括横滚电机、涡轮和蜗杆；横滚电机通过支撑架安装在挡板内侧且驱动涡轮和蜗杆工作，控制质量块组件的转动程度，实现二次调节；

所述支撑结构包括支撑板和滑杆；支撑板上设置有顶销孔且通过顶销方式直接与机体固牢连接，滑杆通过法兰连接；

所述反馈设备包括直线位移传感器和角度传感器，所述直线位移传感器和角度传感器通过支撑块焊接在支撑板上，角度传感器通过测量俯仰角的调整情况，反馈出需要进一步的变化；

所述电控支撑板为设备的主要控制中心，电控支撑板通过定位孔连接在挡板上面。