用于水下機(jī)器人的抗傾覆裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種抗傾覆裝置，具體地說(shuō)是一種用于水下機(jī)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(lái)越大，水下環(huán)境惡劣危險(xiǎn)，人的潛水深度有限，長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行潛水工作會(huì)對(duì)人身體造成損害，所以水下機(jī)器人已成為開發(fā)海洋的重要工具，其應(yīng)用已越來(lái)越廣泛。但水下機(jī)器人在工作時(shí)會(huì)受到暗流或工作時(shí)自身重心變化等的影響而產(chǎn)生傾覆，這對(duì)于水下機(jī)器人順利完成工作是非常不利的，嚴(yán)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(guò)調(diào)整推進(jìn)器的工作狀態(tài)來(lái)獲得抵抗傾覆的反力矩，但是這種方式會(huì)使推進(jìn)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(lái)的傾覆影響。如何快速準(zhǔn)確的產(chǎn)生穩(wěn)定的抗傾覆反力矩是保證水下機(jī)器人高效工作的關(guān)鍵問題。
[0003]因此設(shè)計(jì)一種用于水下機(jī)器人的抗傾覆裝置變得非常必要，有利于推動(dòng)水下機(jī)器人的研發(fā)與應(yīng)用。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型提供的用于水下機(jī)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(zhǎng)時(shí)間保持而不消耗能量。
[0005]本實(shí)用新型所述的用于水下機(jī)器人的抗傾覆裝置，包括浮力桶、基座、A小臂、小臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)、A連桿、聯(lián)動(dòng)桿、大臂、B連桿、B小臂和大臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)；大臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)的殼體固定安裝到基座底部，大臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)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(dòng)桿中間安裝孔鉸接，聯(lián)動(dòng)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(dòng)電機(jī)的殼體固定安裝在A小臂上，小臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸固定安裝在大臂上。
[0006]進(jìn)一步地，所述小臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)和大臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)為帶減速器步進(jìn)電機(jī)，且可自鎖，便于力矩的保持。
[0007]進(jìn)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(dòng)連接。
[0008]進(jìn)一步地，浮力桶為流線型結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)動(dòng)安裝到A小臂的一端，這樣可以保證在水下機(jī)器人運(yùn)動(dòng)方向上，浮力桶始終處于流線型，減少行進(jìn)阻力。
[0009]進(jìn)一步地，所述A連桿和B連桿長(zhǎng)度相等。
[0010]采用本實(shí)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(zhǎng)時(shí)間保持且不消耗能源，與現(xiàn)有方法比較，減少了推進(jìn)器的磨損。有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本實(shí)用新型所述用于水下機(jī)器人的抗傾覆裝置的三維結(jié)構(gòu)圖；
[0012]圖2是本實(shí)用新型所述用于水下機(jī)器人的抗傾覆裝置的主視圖；
[0013]圖3是本實(shí)用新型所述用于水下機(jī)器人的抗傾覆裝置的俯視圖；
[0014]圖4是本實(shí)用新型所述用于水下機(jī)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(dòng)電機(jī)；5、A連桿；6、聯(lián)動(dòng)桿；7、大臂；8、B連桿；9、B小臂；10、大臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)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(dòng)電機(jī)4、A連桿5、聯(lián)動(dòng)桿6、大臂7、B連桿8、B小臂9和大臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)10 ;大臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)10的殼體固定安裝到基座2底部，大臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)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(dòng)桿6中間安裝孔鉸接，聯(lián)動(dòng)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(dòng)電機(jī)4的殼體固定安裝在A小臂3上，小臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)4輸出軸固定安裝在大臂7上。
[0018]其中，小臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)4和大臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)10為帶減速器步進(jìn)電機(jī)，且可自鎖。浮力桶I為流線型結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)動(dòng)安裝到A小臂3的一端。聯(lián)動(dòng)桿6的兩端安裝孔關(guān)于中心對(duì)稱，A連桿5和B連桿8長(zhǎng)度相等。
[0019]將該裝置通過(guò)基座2安裝到水下機(jī)器人上，當(dāng)水下機(jī)器人在水下未受到干擾平穩(wěn)作業(yè)時(shí)，整個(gè)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(wú)附加力矩產(chǎn)生，當(dāng)水下機(jī)器人受到水流等的作用發(fā)生傾覆時(shí)，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(hào)計(jì)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(jì)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(lái)，對(duì)由大臂7和A小臂3組成的串聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行位置反解，即可得到大臂7相對(duì)于初始位置的角度α和A小臂3相對(duì)于大臂7的角度β，控制大臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)10帶動(dòng)大臂7轉(zhuǎn)過(guò)α角度，小臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)4帶動(dòng)A小臂3轉(zhuǎn)過(guò)β角度，由于A小臂3、A連桿5、聯(lián)動(dòng)桿6、Β連桿8和B小臂9組成的聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)，故B小臂9也會(huì)被帶動(dòng)轉(zhuǎn)過(guò)相應(yīng)的角度，這樣就會(huì)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(qiáng)水下機(jī)器人的抗傾覆能力。
[0020]浮力桶I為流線型結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)動(dòng)安裝到A小臂3的一端，這樣可以保證在水下機(jī)器人運(yùn)動(dòng)方向上，浮力桶I始終處于流線型，減少行進(jìn)阻力；由于A小臂3、Α連桿5、聯(lián)動(dòng)桿6、Β連桿8和B小臂9組成的聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)使得力矩的產(chǎn)生更加快速。故本實(shí)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(zhǎng)時(shí)間保持且不消耗能源。
[0021]須陳明，以上所述乃是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，若以本實(shí)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(shuō)明書與圖示所涵蓋的精神時(shí)，均應(yīng)在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于水下機(jī)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(dòng)電機(jī)⑷、A連桿(5)、聯(lián)動(dòng)桿(6)、大臂(7)、B連桿⑶、B小臂(9)和大臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)(10);所述大臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)(10)的殼體固定安裝到基座(2)底部，大臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)(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(dòng)桿￠)中間安裝孔鉸接，所述聯(lián)動(dòng)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(dòng)電機(jī)(4)的殼體固定安裝在A小臂(3)上，小臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)(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(jī)器人的抗傾覆裝置，其特征在于:所述小臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)⑷和大臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)(10)為帶減速器步進(jìn)電機(jī)，且可自鎖。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于水下機(jī)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(dòng)連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于水下機(jī)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(jī)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(zhǎng)度相等。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種用于水下機(jī)器人的抗傾覆裝置，其包括浮力桶、基座、A小臂、小臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)、A連桿、聯(lián)動(dòng)桿、大臂、B連桿、B小臂和大臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)；大臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)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(dòng)桿中間安裝孔鉸接，聯(lián)動(dòng)桿兩端分別通過(guò)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(shí)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(zhǎng)時(shí)間保持且不消耗能源，與現(xiàn)有方法比較，減少了推進(jìn)器的磨損，有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值。
【IPC分類】B63C11/52, B63G8/26
【公開號(hào)】CN204937442
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520412850
【發(fā)明人】朱建鑫, 溫亞楠, 于軍
【申請(qǐng)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(qǐng)日】2015年6月16日