[發明專利]一種水下機器人浮沉裝置和浮沉方法

有效

• 申請號: 201810029531.1
• 申請日: 2018-01-12
• 公開（公告）號: CN108177748B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 錢雪松;何鋼
• 申請（專利權）人: 河海大學常州校區
• 主分類號: B63G8/14
• 分類號: B63G8/14
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 丁濤

本發明公開了一種水下機器人浮沉裝置和浮沉方法，其中一種水下機器人浮沉裝置包括水下機器人、活塞和活塞桿組件、驅動電機、螺桿體、螺桿密封件、缸筒組件、充氣閥及活塞密封件等。本發明在水下機器人上加設水下機器人浮沉裝置，調整一種水下機器人浮沉裝置的排水體積，調節水下機器人浮沉裝置的浮力，實現水下機器人的上浮和下沉。本發明結構簡單，操作方便，控制靈活，可以在一種水下機器人浮沉方面進行推廣。

技術領域

本發明涉及一種水下機器人浮沉裝置和浮沉方法，屬于電氣與機電技術領域。

背景技術

目前，水下機器人的上浮和下沉，普遍采用加設重物實現下沉，拋棄重物實現上浮的方法。水下機器人這種上浮和下沉的方法，一方面很難控制水下機器人上浮和下沉的速度和位置，另一方面，加設重物的重物一旦拋棄后，無法實現重復使用。為了解決這一問題，本發明提出一種技術方案，通過對一種水下機器人加設水下機器人浮沉裝置，調整一種水下機器人浮沉裝置的排水體積，調節水下機器人浮沉裝置的浮力，實現水下機器人的上浮和下沉。

發明內容

發明目的：通過對一種水下機器人加設水下機器人浮沉裝置，調整一種水下機器人浮沉裝置的排水體積，調節水下機器人浮沉裝置的浮力，實現水下機器人的上浮和下沉。

技術方案：為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種水下機器人浮沉裝置，包括水下機器人、活塞和活塞桿組件、驅動電機、螺桿體、螺桿密封件、缸筒組件、充氣閥及活塞密封件；

所述活塞和活塞桿組件包括活塞桿筒、活塞、活塞桿底板、活塞桿內腔和活塞桿內腔導向槽，活塞設置在活塞桿筒的上端，活塞的外周開設有密封件溝槽，活塞桿底板與活塞桿筒的下端緊密連接，活塞桿內腔導向槽對稱開設在活塞桿筒的左右內壁上，活塞桿筒、活塞和活塞桿底板組裝成活塞和活塞桿組件；所述驅動電機的左端包括驅動電機軸；所述螺桿體的下端設置有螺桿凸臺，螺桿凸臺的內部開設有軸孔，螺桿體的上部為螺桿；所述缸筒組件包括缸筒下法蘭、缸筒、缸筒上端蓋、螺紋套、導向塊和缸筒內腔，缸筒上端蓋開設有充氣閥安裝孔，充氣閥安裝孔的下端和缸筒內腔相連通，螺紋套可靠連接在缸筒上端蓋的下部，螺紋套的下端左右兩側對稱安裝有導向塊；所述螺桿體下端的螺桿凸臺安裝在活塞桿底板的軸孔內，螺桿體上部的螺桿旋轉擰入螺紋套內，螺桿和螺紋套之間形成螺紋傳動，螺桿凸臺和活塞桿底板的軸孔之間安裝有螺桿密封件；所述驅動電機安裝在活塞桿底板的下部，驅動電機軸插入螺桿凸臺內部的軸孔內，并通過鍵相互連接；所述活塞的外周安裝有活塞密封件，活塞和活塞密封件一起安裝在缸筒內腔中，并與缸筒的內壁之間形成滑動配合，螺紋套左右兩側的導向塊分別插入活塞桿內腔導向槽內，缸筒組件相對于活塞和活塞桿組件能夠實現上下移動；所述充氣閥通過充氣閥安裝孔安裝在缸筒上端蓋上；當各零部件完成相互裝配連接后，通過充氣閥向缸筒內腔及活塞桿內腔充入壓力氣體。

一種水下機器人浮沉方法，利用上述的裝置，包括如下步驟：

1、首先控制驅動電機實現順時針旋轉，通過驅動電機軸帶動螺桿體實現順時針旋轉，由于螺桿和螺紋套之間存在螺紋傳動關系，推動缸筒組件相對于活塞和活塞桿組件向上移動，并到達最高位置，水下機器人浮沉裝置形成最大體積，水下機器人進入水中后，產生最大的浮力，水下機器人在這個浮力的作用下，漂浮在水面上；

2、當水下機器人下沉時，此時水下機器人在浮力的作用下，漂浮在水面上，首先控制驅動電機實現逆時針旋轉，驅動電機通過驅動電機軸帶動螺桿體一起實現逆時針旋轉，由于螺桿和螺紋套之間存在螺紋傳動關系，帶動缸筒組件相對于活塞和活塞桿組件向下移動，水下機器人浮沉裝置的體積逐步減小，當水下機器人浮沉裝置所產生的浮力小于水下機器人的總重量時，水下機器人及水下機器人浮沉裝置一起實現下沉，其下沉的位置和速度通過驅動電機進行控制；