[發明專利]一種水下機器人平衡控制運動機構

有效

• 申請號: 201410590127.3
• 申請日: 2014-10-29
• 公開（公告）號: CN104443318B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 翟宇毅;黃菲;李馬樅;朱勇劍;周銘;劉亮;劉吉成;劉樹林;周曉君
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: B63C11/52
• 分類號: B63C11/52
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙)31205
• 代理人: 何文欣

技術領域

本發明涉及一種水下機器人的平衡控制，特別是一種水下機器人平衡控制運動機構，屬于機器人技術領域。

背景技術

水下機器人在水下環境中工作過程中，其平衡以及抗干擾性極其重要，直接影響到工作的效率和效果。目前已經有很多對水下機器人的平衡控制的研究，主要有：通過加大機器人的標心距增強其抗干擾性，即增大機器人的重心和浮心的舉例；通過機器人內部重力塊的移動改變重心位置，形成回復力矩。但是，對于超小型水下機器人而言，其本身體積較小，所以其標心距的最大范圍和重力塊在其內部的移動距離都受到限制，無法形成較大的回復力矩。本自平衡系統采用機器人兩側浮力大小變化的方法，形成對機器人的回復力矩，以增強其抗干擾性，具有回復力矩大，通用型強的優點。

發明內容

本發明的目的在于增強超小型水下機器人在水下工作過程中的穩定性和抗干擾性，提供一種水下機器人平衡控制運動機構，能根據水下機器人實時平衡狀態狀態做出反應，使其恢復平衡。

為達到上述目的，本發明的構思是：在水下機器人上安裝一個角度傳感器，兩側分別安裝一個浮力球，通過讀取傳感器的數據，控制兩球體積的大小形成不同的浮力差，從而形成一個對機器人的扭轉力矩，使傾斜的機器人回復平衡。

根據上述構思，本發明采用如下技術方案：

一種水下機器人平衡控制運動機構，包括定位安裝模塊、箱體模塊和浮力球模塊，其特征在于：所述定位安裝模塊固定在箱體模塊的下面，浮力球模塊安裝在箱體模塊的兩端壁上；所述箱體模塊內裝有一個步進電機經一個齒輪齒條傳動裝置的傳動而左右運動，從而改變浮力球模塊中的兩個浮力球的體積大小。

所述箱體模塊通過螺釘固定在定位安裝模塊上，浮力球模塊通過螺釘固定在箱體模塊上；所述定位安裝模塊包括底板、底板定位塊、調節螺釘、鎖緊塊和定位螺釘；所述底板定位模塊通過螺釘緊固在底板上；調節螺釘與底板定位模塊通過螺紋配合，鎖緊塊通過定位螺釘通過間隙配合固定于調節螺釘上。

所述箱體模塊包括防水箱、步進電機、步進電機安裝座、中間軸、齒條套、兩個軸承座，兩個銅套；所述防水箱通過螺釘固定在定位安裝模塊的底板上，步進電機通過螺釘固定在步進電機安裝座上，步進電機安裝座通過螺釘安裝在防水箱底面上；兩個銅套分別通過過盈配合安裝在兩個軸承座上，兩個軸承座通過螺紋連接固定在防水箱的兩個側面上；齒條套通過緊定螺釘固定在中間軸上，中間軸與銅套間隙配合。

所述浮力球模塊包括兩個浮力球，兩個浮力球端蓋，兩個內壓緊片，兩個外壓緊片和若干O型圈；兩個浮力球分別通過螺釘連接安裝于所述中間軸的兩端；浮力球端蓋通過所述防水箱側壁與軸承座螺紋連接，然后與浮力球密封配合；內、外壓緊片分別位于浮力球外端的內側和外側，通過螺釘和螺母壓緊；壓緊片上有與O型圈對應的槽，O型圈分別安裝于兩個壓緊片的槽內。

與現有技術相比，本發明具有如下顯著優點：

本系統為超小型水下機器人的輔助系統，安裝方便，不用改變機器人本身系統，適用性高；該系統能實時根據機器人狀態改變其浮心，增強器穩定性和抗干擾性，而且能實現主動傾斜并保持平衡。

附圖說明

圖1是本機構的總體示意圖

圖2是定位安裝模塊、箱體模塊、浮力球模塊示意圖

圖3是定位安裝模塊示意圖

圖4是箱體模塊示意圖

圖5是浮力球模塊示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和優選實施例對本發明作進一步詳細的說明。

實施例一：

參見圖1-圖5，本水下機器人平衡控制運動機構，包括定位安裝模塊1、箱體模塊2和浮力球模塊3，其特征在于：所述定位安裝模塊1固定在箱體模塊2的下面，浮力球模塊3安裝在箱體模塊2的兩端壁上；所述箱體模塊2內裝有一個步進電機11經一個齒輪齒條傳動裝置的傳動而左右運動，從而改變浮力球模塊3中的兩個浮力球17的體積大小。

實施例一：