[發明專利]一種應用于水下機器人的重心調節系統

有效

• 申請號: 201910876664.7
• 申請日: 2019-09-17
• 公開（公告）號: CN110723267B
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 陳燕虎;郅慧;楊燦軍
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B63C11/52
• 分類號: B63C11/52;B63G8/26
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

本發明公開了一種應用于水下機器人的重心調節系統，屬于水下機器人技術領域，包括支架，支架內設有：配重單元，包括對稱設置的第一配重塊和第二配重塊；軸向調節機構，用于驅動配重單元沿支架的軸向滑動；周向調節機構，設置于第一配重塊和第二配重塊的端部，用于驅動兩個配重塊旋轉，調節兩配重塊的相對位置。通過設置兩個配重塊，可以調節水下機器人在周向上的配重，通過軸向調節機構和周向調節機構的協同作用，可實現水下機器人的各種姿態調整。可以采用電池組作為配重塊，整個系統結構簡單緊湊，節省了水下機器人的內部空間。

技術領域

本發明涉及水下機器人技術領域，具體地說，涉及一種應用于水下機器人的重心調節系統。

背景技術

我國海洋資源非常豐富，水下機器人作為一種探測平臺可以對海洋環境展開多樣性的研究。在水下機器人的結構中，重心調節系統是其中重要的組成部分，其影響著水下機器人在水中的姿態，進而會影響水下機器人的運動方向和運動形式。目前，應用于水下機器人的重心調節系統通常由電池組作為配重，通過調節其在軸向的位置及在圓周方向的位置來調節水下機器人的姿態，軸向調節通常由直線電機帶動滾珠絲杠旋轉，進而使配重沿著軸向運動，圓周方向調節通常由一個或多個電機帶動齒輪旋轉進而改變配重在圓周方向的位置，然而目前的重心調節系統存在著電機數量多、結構復雜、安裝困難、控制不便的缺點，所以亟需一種結構簡單、穩定可靠、操作方便的重心調節系統來實現水下機器人的姿態調整。

公布號為CN108345312A的中國專利文獻公開的一種智能潛水器重心調節系統，包括：縱向調節機構；橫向調節機構，橫向調節機構與縱向調節機構連接，橫向調節機構可沿著縱向調節機構的軸向方向滑動；配重機構，配重機構與橫向調節機構連接；其中配重機構包括多塊電池，多塊電池通過連接板固定連接。該中心調節系統存在以下缺點：

1)配重結構為偏心結構，使得水下機器人中除去配重結構的部分也需為偏心結構才能使水下機器人整體重心不再偏心，在實際工程中需要不斷調整配重以使得水下機器人的重心沿機體軸線方向，過程較為復雜繁瑣；

2)當水下機器人需要從豎直狀態調節為傾斜狀態時，需要首先將偏心重塊旋轉180°，在此過程中會使得機體本身在橫滾方向發生旋轉動作，不利于機體自身的控制。

發明內容

本發明的目的為提供一種應用于水下機器人的重心調節系統，通過調節兩個配重塊在圓周方向的位置，可實現水下機器人在徑向的重心調整，結合軸向的重心調整，從而改變水下機器人整體的重心位置，進而實現水下機器人的姿態改變。

為了實現上述目的，本發明提供的應用于水下機器人的重心調節系統包括支架，支架內設有：

配重單元，包括對稱設置的第一配重塊和第二配重塊；

軸向調節機構，用于驅動配重單元沿支架的軸向滑動；

周向調節機構，設置于第一配重塊和第二配重塊的端部，用于驅動兩個配重塊旋轉，調節兩配重塊的相對位置。

上述技術方案中，通過設置兩個配重塊，可以調節水下機器人在周向上的配重，通過軸向調節機構和周向調節機構的協同作用，可實現水下機器人的各種姿態調整。可以采用電池組作為配重塊，整個系統結構簡單緊湊，節省了水下機器人的內部空間。

作為優選，周向調節機構包括：

第一轉盤，連接在第一配重塊的底端；

第二轉盤，連接在第二配重塊的底端；

驅動器，驅動第一轉盤和第二轉盤反向轉動。

利用驅動器同時驅動第一轉盤和第二轉盤轉動，從而帶動兩個配重塊轉動，節省了能耗。

作為優選，第一轉盤和第二轉盤同軸且上下疊放，第一轉盤的邊緣設有向外的輪齒，第二轉盤設有向內的齒環，與輪齒相對；