[發明專利]一種水下移動機構的平衡保持系統及實現方法

在審

• 申請號: 201910183130.6
• 申請日: 2019-03-12
• 公開（公告）號: CN109866901A
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: 姜凱;高凡;韓振五
• 申請（專利權）人: 青島理工大學琴島學院
• 主分類號: B63G8/26
• 分類號: B63G8/26;B63C11/52
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明一種水下移動機構的平衡保持系統及實現方法，其特點在于：系統設計分為2個部分：“平衡振子結構部分”和“電路監測與動作控制部分”。其中，前者完成對于水流、水生物等外界環境干擾所產生的結構震動進行合理避震，能夠利用振子的慣性結構大幅度減輕水下移動機構本體的動作幅度。后者利用傳感器實時監測移動機構本體的坐標狀態，并利用CPU實時計算位置信息，驅動電機保證移動機構始終保持平衡狀態。水下移動機構工作環境受到各種因素的影響，包括水流、水生物、浪涌、撞擊等，很難保證工作環境的統一特性。保持水下機構的平衡狀態，必須克服干擾因素，并能夠長時間有效的進行動作自適應調整操作。

技術領域

本發明屬于機械類，具體說是一種水下移動機構的平衡保持系統及實現方法。

背景技術

水下移動機構工作環境受到各種因素的影響，包括水流、水生物、浪涌、撞擊等，很難保證工作環境的統一特性。保持水下機構的平衡狀態，必須克服干擾因素，并能夠長時間有效的進行動作自適應調整操作。

發明內容

為解決上述問題，本發明的目的在于提出一種水下移動機構的平衡保持系統及實現方法，其具體過程為：第一步，水下移動機構的電路部分由CPU控制，輸出3路直流電信號驅動3個直流電機，分別實現：上升下潛、前進后退、左轉右轉等6種動作，平衡監測電路，利用陀螺儀實時判斷位置信息，并將傳感數據量以串行通信方式送至CPU進行數據處理，平衡振子結構包括彈簧連接件與振子球體組成，振子球體通過彈簧鏈接件與水下移動機構保持彈性鏈接，實現2mm以內的震動幅度，在移動機構行進過程中，平衡振子結構實現配重平衡，能夠使水下移動機構達到平衡狀態。

第二步，當收到外界環境影響后，水下移動機構的平衡收到破壞，開始非正常側翻，平衡振子結構中的振子球利用慣性定理，保證自身的平衡屬性不變，因此能夠降低水下機構的影響程度，實驗表明，可以克服10m/s的水流速度沖擊。

第三步，監測電路的陀螺儀，實施判斷到外界沖擊，并將坐標信息發送至CPU，CPU判斷到外界沖擊速度超過10m/s的速度后，驅動3個電機進行姿態調整，調整后使機構行進位置與外界沖擊方向保持一致。

第四步，最終水下機構能夠全天候適應各種沖擊，保證本體的自平衡適應。

本發明的優點在于：可很好的保證本體的自平衡適應。

具體實施方式

下面對本發明作進一步描述：

一種水下移動機構的平衡保持系統及實現方法，其具體過程為：第一步，水下移動機構的電路部分由CPU控制，輸出3路直流電信號驅動3個直流電機，分別實現：上升下潛、前進后退、左轉右轉等6種動作，平衡監測電路，利用陀螺儀實時判斷位置信息，并將傳感數據量以串行通信方式送至CPU進行數據處理，平衡振子結構包括彈簧連接件與振子球體組成，振子球體通過彈簧鏈接件與水下移動機構保持彈性鏈接，實現2mm以內的震動幅度，在移動機構行進過程中，平衡振子結構實現配重平衡，能夠使水下移動機構達到平衡狀態。

第二步，當收到外界環境影響后，水下移動機構的平衡收到破壞，開始非正常側翻，平衡振子結構中的振子球利用慣性定理，保證自身的平衡屬性不變，因此能夠降低水下機構的影響程度，實驗表明，可以克服10m/s的水流速度沖擊。

第三步，監測電路的陀螺儀，實施判斷到外界沖擊，并將坐標信息發送至CPU，CPU判斷到外界沖擊速度超過10m/s的速度后，驅動3個電機進行姿態調整，調整后使機構行進位置與外界沖擊方向保持一致。

第四步，最終水下機構能夠全天候適應各種沖擊，保證本體的自平衡適應。