[發明專利]一種可調整姿態以及位置反饋的水下運載裝置

有效

• 申請號: 202010801562.1
• 申請日: 2020-08-11
• 公開（公告）號: CN112093016B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 井孟凱;喬海巖;劉新波;韓麗娟;李仲彬;張欣召
• 申請（專利權）人: 河北漢光重工有限責任公司
• 主分類號: B63G8/14
• 分類號: B63G8/14;B63G8/24;B63G8/26
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 溫子云

1.一種可調整姿態以及位置反饋的水下運載裝置，其特征在于，包括：

一浮體(1)；

一重心調整組件，由移動平臺(2)和移動驅動導向機構組成；移動平臺(2)通過所述移動驅動導向機構安裝于所述浮體底部，利用移動驅動導向機構實現移動平臺(2)在浮體底面的平移，使得本裝置重心移動；

一偏航控制組件，安裝在所述浮體(1)的頂部；

一無線通信模塊，用于在本裝置浮出水面時，與外部進行通信；

一控制組件，與重心調整組件和偏航控制組件電連接；

本裝置懸浮于水中時，重心在下、浮心在上；當本裝置處于初始姿態時，重心和浮心位于同一鉛垂線上；控制組件通過所述重心調整組件控制重心移動，使得裝置的俯仰角和翻滾角發生變化；通過所述偏航控制組件控制槳(9)的轉動，使得裝置的偏航角發生變化；

本裝置浮力和重力的關系設置為：所述移動平臺(2)底部安裝含有可脫離部件或可消耗部件的運載部，當可脫離部件脫離運載部或可消耗部件消耗殆盡時，本裝置的浮力大于重力，裝置浮出水面。

2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述運載部承載探測設備，當探測完成后，通過脫離額外負載的方式，令浮力大于重力；

或者，所述運載部承載待放置設備，通過釋放待放置設備，令浮力大于重力；

或者，所述運載部承載水下預置武器，當武器發射后，所述浮力大于重力。

3.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述浮體(1)采用中空、對稱式設計，保證浮心的位置居中。

4.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述浮體為一體化結構。

5.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述移動驅動導向機構由相互垂直的第一導軌組件和第二導軌組件組成，每組導軌組件均包括絲杠螺母機構(14)、平行設置在絲杠螺母機構(14)側面的導軌(12)和絲杠螺母機構的驅動電機；

所述第一導軌組件中的絲杠螺母機構和導軌固定在所述浮體底面；所述第二導軌組件絲杠螺母機構和導軌固定在安裝板上，安裝板與所述第一導軌組件的絲杠螺母機構和導軌相連，使得第二導軌組件能夠沿第一導軌組件提供的路徑平移；

所述移動平臺(2)與所述第二導軌組件的絲杠螺母機構和導軌相連，使得移動平臺(2)能夠沿第二導軌組件提供的路徑平移。

6.如權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述偏航控制組件包括槳(9)和z軸電機(10)；槳(9)垂直安裝在所述浮體(1)頂面上，槳(9)的轉軸與裝置中軸線重合；z軸電機(10)位于所述浮體(1)空腔內，z軸電機(10)輸出軸連接槳(9)，控制槳(9)轉動。

7.如權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述控制組件包括姿態采集模塊和控制器；

所述姿態采集模塊，用于采集本裝置x,y,z三個方向的旋轉角度和角速度；

所述控制器，用于對姿態采集模塊的采集數據進行解析，得到俯仰角、翻滾角和偏航角的測量值，與期望值做差獲得俯仰角、翻滾角和偏航角的偏差量；根據本裝置的運動學模型，將俯仰角、翻滾角和偏航角的偏差量轉化為第一導軌組件和第二導軌組件的位移量，以及所述槳(9)的偏移角，輸入控制模型中得到第一導軌組件、第二導軌組件和槳(9)的驅動電機轉角，從而帶動運載部在浮體的下表面做平移運動，實現俯仰角和翻滾角的調整，通過槳的旋轉實現偏航角的調整。

8.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述運載部通過螺釘與所述移動平臺(2)連接。

9.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，該裝置進一步包括可配置的配重塊組；通過增減配重塊實現浮力與重力相等，使得本裝置懸停于水中。

10.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述無線通信模塊與外部通信內容包括采集數據、定位數據和/或狀態數據。