用于水下機器人的抗傾覆裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種抗傾覆裝置，具體地說是一種用于水下機器人的抗傾覆裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著海洋、江河的開發(fā)，水下工程的規(guī)模越來越大，水下環(huán)境惡劣危險，人的潛水深度有限，長時間進行潛水工作會對人身體造成損害，所以水下機器人已成為開發(fā)海洋的重要工具，其應(yīng)用已越來越廣泛。但水下機器人在工作時會受到暗流或工作時自身重心變化等的影響而產(chǎn)生傾覆，這對于水下機器人順利完成工作是非常不利的，嚴重影響了其應(yīng)用推廣。隨著技術(shù)的發(fā)展，科研人員提出了多種智能控制算法，主要是通過調(diào)整推進器的工作狀態(tài)來獲得抵抗傾覆的反力矩，但是這種方式會使推進器頻繁的啟停，加速了磨損，且不能從根本上解決重心偏移帶來的傾覆影響。如何快速準確的產(chǎn)生穩(wěn)定的抗傾覆反力矩是保證水下機器人高效工作的關(guān)鍵問題。
[0003]因此設(shè)計一種用于水下機器人的抗傾覆裝置變得非常必要，有利于推動水下機器人的研發(fā)與應(yīng)用。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實用新型提供的用于水下機器人的抗傾覆裝置，能夠快速的產(chǎn)生抗傾覆反力矩，且該力矩可根據(jù)需要長時間保持而不消耗能量。
[0005]本實用新型所述的用于水下機器人的抗傾覆裝置，包括浮力桶、基座、A小臂、小臂驅(qū)動電機、A連桿、聯(lián)動桿、大臂、B連桿、B小臂和大臂驅(qū)動電機；大臂驅(qū)動電機的殼體固定安裝到基座底部，大臂驅(qū)動電機的輸出軸與大臂的底部中間安裝軸固定連接，大臂一端與A小臂的中部安裝孔鉸接，大臂另一端與B小臂的中部安裝孔鉸接；大臂中間安裝軸與聯(lián)動桿中間安裝孔鉸接，聯(lián)動桿兩端分別與A連桿和B連桿的一端鉸接;A連桿另一端與A小臂的一端鉸接，A小臂另一端連接浮力桶連桿另一端與B小臂的一端鉸接，B小臂另一端連接重塊；小臂驅(qū)動電機的殼體固定安裝在A小臂上，小臂驅(qū)動電機輸出軸固定安裝在大臂上。
[0006]進一步地，所述小臂驅(qū)動電機和大臂驅(qū)動電機為帶減速器步進電機，且可自鎖，便于力矩的保持。
[0007]進一步地，所述浮力桶與A小臂的連接方式為固定連接或轉(zhuǎn)動連接。
[0008]進一步地，浮力桶為流線型結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)動安裝到A小臂的一端，這樣可以保證在水下機器人運動方向上，浮力桶始終處于流線型，減少行進阻力。
[0009]進一步地，所述A連桿和B連桿長度相等。
[0010]采用本實用新型的有益效果是，可在浮力桶和重塊的雙重作用下產(chǎn)生穩(wěn)定的抗傾覆反力矩，且響應(yīng)快、精度高，該力矩可長時間保持且不消耗能源，與現(xiàn)有方法比較，減少了推進器的磨損。有很好的推廣應(yīng)用價值。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型所述用于水下機器人的抗傾覆裝置的三維結(jié)構(gòu)圖；
[0012]圖2是本實用新型所述用于水下機器人的抗傾覆裝置的主視圖；
[0013]圖3是本實用新型所述用于水下機器人的抗傾覆裝置的俯視圖；
[0014]圖4是本實用新型所述用于水下機器人的抗傾覆裝置初始狀態(tài)示意圖。
[0015]圖中:1、浮力桶；2、基座；3、A小臂；4、小臂驅(qū)動電機；5、A連桿；6、聯(lián)動桿；7、大臂；8、B連桿；9、B小臂；10、大臂驅(qū)動電機。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細說明。
[0017]如圖1?圖4所示，該裝置包括浮力桶1、基座2、A小臂3、小臂驅(qū)動電機4、A連桿5、聯(lián)動桿6、大臂7、B連桿8、B小臂9和大臂驅(qū)動電機10 ;大臂驅(qū)動電機10的殼體固定安裝到基座2底部，大臂驅(qū)動電機10的輸出軸與大臂7的底部中間安裝軸固定連接，大臂7 一端與A小臂3的中部安裝孔鉸接，大臂7另一端與B小臂9的中部安裝孔鉸接；大臂中間安裝軸與聯(lián)動桿6中間安裝孔鉸接，聯(lián)動桿6兩端分別與A連桿5和B連桿8的一端鉸接'k連桿5另一端與A小臂3的一端鉸接，A小臂3另一端連接浮力桶I ;B連桿8另一端與B小臂9的一端鉸接，B小臂9另一端連接重塊；小臂驅(qū)動電機4的殼體固定安裝在A小臂3上，小臂驅(qū)動電機4輸出軸固定安裝在大臂7上。
[0018]其中，小臂驅(qū)動電機4和大臂驅(qū)動電機10為帶減速器步進電機，且可自鎖。浮力桶I為流線型結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)動安裝到A小臂3的一端。聯(lián)動桿6的兩端安裝孔關(guān)于中心對稱，A連桿5和B連桿8長度相等。
[0019]將該裝置通過基座2安裝到水下機器人上，當水下機器人在水下未受到干擾平穩(wěn)作業(yè)時，整個裝置處于初始狀態(tài)，既浮力桶I和重塊位于基座2的中部，無附加力矩產(chǎn)生，當水下機器人受到水流等的作用發(fā)生傾覆時，控制器根據(jù)姿態(tài)傳感器產(chǎn)生的角度偏差和加速度信號計算出所需抗傾覆反力矩的大小和方向，根據(jù)反力矩的大小計算出浮力桶I和重塊的力臂，根據(jù)反力矩的的方向得出該力臂偏離初始位置的角度，至此浮力桶I和重塊的位置就被確定下來，對由大臂7和A小臂3組成的串聯(lián)機構(gòu)進行位置反解，即可得到大臂7相對于初始位置的角度α和A小臂3相對于大臂7的角度β，控制大臂驅(qū)動電機10帶動大臂7轉(zhuǎn)過α角度，小臂驅(qū)動電機4帶動A小臂3轉(zhuǎn)過β角度，由于A小臂3、A連桿5、聯(lián)動桿6、Β連桿8和B小臂9組成的聯(lián)動機構(gòu)，故B小臂9也會被帶動轉(zhuǎn)過相應(yīng)的角度，這樣就會在浮力桶I和重塊的共同作用下產(chǎn)生抗傾覆反力矩，增強水下機器人的抗傾覆能力。
[0020]浮力桶I為流線型結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)動安裝到A小臂3的一端，這樣可以保證在水下機器人運動方向上，浮力桶I始終處于流線型，減少行進阻力；由于A小臂3、Α連桿5、聯(lián)動桿6、Β連桿8和B小臂9組成的聯(lián)動機構(gòu)使得力矩的產(chǎn)生更加快速。故本實用新型可以產(chǎn)生穩(wěn)定的抗傾覆反力矩，且響應(yīng)快、精度高，該力矩可長時間保持且不消耗能源。
[0021]須陳明，以上所述乃是本實用新型的較佳實施例，若以本實用新型的構(gòu)想所作的改變，其產(chǎn)生的功能作用仍未超出說明書與圖示所涵蓋的精神時，均應(yīng)在本實用新型的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種用于水下機器人的抗傾覆裝置，其特征在于:包括浮力桶(1)、基座(2)、A小臂(3)、小臂驅(qū)動電機⑷、A連桿(5)、聯(lián)動桿(6)、大臂(7)、B連桿⑶、B小臂(9)和大臂驅(qū)動電機(10);所述大臂驅(qū)動電機(10)的殼體固定安裝到基座(2)底部，大臂驅(qū)動電機(10)的輸出軸與大臂(7)的底部中間安裝軸固定連接，所述大臂(7) —端與A小臂(3)的中部安裝孔鉸接，所述大臂(7)另一端與B小臂(9)的中部安裝孔鉸接；所述大臂中間安裝軸與聯(lián)動桿￠)中間安裝孔鉸接，所述聯(lián)動桿(6)兩端分別與A連桿(5)和B連桿(8)的一端鉸接；所述A連桿(5)另一端與A小臂(3)的一端鉸接，所述A小臂(3)另一端連接浮力桶(I);所述B連桿⑶另一端與B小臂(9)的一端鉸接，所述B小臂(9)另一端連接重塊；所述小臂驅(qū)動電機(4)的殼體固定安裝在A小臂(3)上，小臂驅(qū)動電機(4)輸出軸固定安裝在大臂(7)上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于水下機器人的抗傾覆裝置，其特征在于:所述小臂驅(qū)動電機⑷和大臂驅(qū)動電機(10)為帶減速器步進電機，且可自鎖。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于水下機器人的抗傾覆裝置，其特征在于:所述浮力桶(I)與A小臂(3)的連接方式為固定連接或轉(zhuǎn)動連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于水下機器人的抗傾覆裝置，其特征在于:所述浮力桶(I)為流線型結(jié)構(gòu)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于水下機器人的抗傾覆裝置，其特征在于:所述A連桿(5)和B連桿⑶長度相等。
【專利摘要】本實用新型涉及一種用于水下機器人的抗傾覆裝置，其包括浮力桶、基座、A小臂、小臂驅(qū)動電機、A連桿、聯(lián)動桿、大臂、B連桿、B小臂和大臂驅(qū)動電機；大臂驅(qū)動電機的輸出軸與大臂的底部中間安裝軸固定連接，大臂一端與A小臂的中部安裝孔鉸接，大臂另一端與B小臂的中部安裝孔鉸接；大臂中間安裝軸與聯(lián)動桿中間安裝孔鉸接，聯(lián)動桿兩端分別通過A連桿和B連桿的與A小臂和B小臂端部連接，A小臂另一端固定連接浮力桶；B小臂另一端連接重塊。采用本實用新型可在浮力桶和重塊的雙重作用下產(chǎn)生穩(wěn)定的抗傾覆反力矩，且響應(yīng)快、精度高，該力矩可長時間保持且不消耗能源，與現(xiàn)有方法比較，減少了推進器的磨損，有很好的推廣應(yīng)用價值。
【IPC分類】B63C11/52, B63G8/26
【公開號】CN204937442
【申請?zhí)枴緾N201520412850
【發(fā)明人】朱建鑫, 溫亞楠, 于軍
【申請人】青島市光電工程技術(shù)研究院
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年6月16日