一種超小型水下機(jī)器人的變胞平衡機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水下機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具體地說(shuō)是一種超小型水下機(jī)器人的平衡機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]水下機(jī)器人是一種可在水下移動(dòng)、具有視覺和感知系統(tǒng)、通過(guò)遙控或自主操作方式、使用機(jī)械或其他工具代替或輔助人去完成水下作業(yè)任務(wù)的裝置。它作為一種高技術(shù)手段，在海洋開發(fā)和利用中扮演重要角色，其重要性不亞于宇宙火箭在探索宇宙空間的作用。超小型水下機(jī)器人主要用于淺海海底、江河湖泊、港口的地形水質(zhì)考察，搜索失事沉船，對(duì)失事水域現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量，研宄水下資源。
[0003]超小型水下機(jī)器人在水下的抗干擾能力較差，在水下環(huán)境中容易因受到干擾而發(fā)生姿態(tài)變化，特別是以螺旋槳為驅(qū)動(dòng)的水下機(jī)器人，需要時(shí)刻控制螺旋槳的工作狀態(tài)來(lái)應(yīng)對(duì)水下復(fù)雜的環(huán)境，而且一旦螺旋槳停轉(zhuǎn)，超小型水下機(jī)器人就會(huì)失去控制，平衡能力大大降低，因此通過(guò)其他輔助設(shè)備來(lái)抵抗外界的干擾很有必要。有一些水下機(jī)器人通過(guò)主動(dòng)方法對(duì)其產(chǎn)生一個(gè)回復(fù)力矩或抗干擾力矩，如螺旋槳的差動(dòng)工作方式，重力塊的平移使其重心發(fā)生偏移等。由于超小型水下機(jī)器人其本身體積較小，其標(biāo)心距也收到限制，而標(biāo)心距越小，其傾斜時(shí)的回復(fù)力矩也越小，所以穩(wěn)定性和抗干擾性較差。因此，如何增大其回復(fù)力矩就成為增強(qiáng)抗干擾能力的關(guān)鍵。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于針對(duì)超小型水下機(jī)器人需要增強(qiáng)其平衡和抗干擾能力的要求，提出一種超小型水下機(jī)器人的變胞平衡機(jī)構(gòu)。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
一種超小型水下機(jī)器人的變胞平衡機(jī)構(gòu)，包括傳動(dòng)軸、深溝球軸承、系統(tǒng)固定板、變胞機(jī)構(gòu)、彈簧、內(nèi)螺紋固定塊、可變體積浮力球、螺紋傳動(dòng)軸、浮力球固定板、彈簧擋圈、氣管；所述傳動(dòng)軸通過(guò)深溝球軸承與系統(tǒng)固定板轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述螺紋傳動(dòng)軸通過(guò)深溝球軸承與浮力球固定板轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述傳動(dòng)軸與螺紋傳動(dòng)軸的一端同軸連接；所述螺紋傳動(dòng)軸的另一端與內(nèi)螺紋固定塊連接，所述可變體積浮力球固定于浮力球固定板上，所述內(nèi)螺紋固定塊和可變體積浮力球用螺釘固定，當(dāng)螺紋傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)內(nèi)螺紋固定塊沿軸向移動(dòng)，從而改變可變體積浮力球的體積；所述彈簧擋圈固定在浮力球固定板上，所述彈簧套裝在傳動(dòng)軸和螺紋傳動(dòng)軸上，彈簧的一端固定在系統(tǒng)固定板上，另一端固定在彈簧擋圈上；若干所述變胞機(jī)構(gòu)固定在系統(tǒng)固定板和浮力球固定板之間，所述氣管裝在可變體積浮力球上，用于排出和送入氣體。
[0006]所述變胞機(jī)構(gòu)包括支座、第一連桿、鉸鏈、第二連桿；所述第一連桿和第二連桿的一端通過(guò)鉸鏈相連，第一連桿的另一端通過(guò)支座連接系統(tǒng)固定板，第二連桿的另一端通過(guò)支座連接浮力球固定板。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明采用變胞機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)可壓縮浮力球兩個(gè)位置的相互轉(zhuǎn)換，提供了額外的活動(dòng)度。變胞機(jī)構(gòu)是一種機(jī)構(gòu)的自由度可隨工作要求自動(dòng)變換或構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)形態(tài)可隨工作要求自動(dòng)變換的一種新型機(jī)構(gòu)，具有靈巧可變的特點(diǎn)，同時(shí)使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，重量輕，可靠性高，大大增強(qiáng)了其平衡能力和抗干擾能力。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]圖2是本發(fā)明的變胞平衡機(jī)構(gòu)安裝示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0011]如圖1所示，一種超小型水下機(jī)器人的變胞平衡機(jī)構(gòu)，包括傳動(dòng)軸1、深溝球軸承
2、系統(tǒng)固定板3、變胞機(jī)構(gòu)、彈簧7、內(nèi)螺紋固定塊8、可變體積浮力球9、螺紋傳動(dòng)軸10、浮力球固定板11、彈簧擋圈12、氣管14 ;所述傳動(dòng)軸I通過(guò)深溝球軸承2與系統(tǒng)固定板3轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述螺紋傳動(dòng)軸10通過(guò)深溝球軸承2與浮力球固定板11轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述傳動(dòng)軸I與螺紋傳動(dòng)軸10的一端同軸連接；所述螺紋傳動(dòng)軸10的另一端與內(nèi)螺紋固定塊8連接，所述可變體積浮力球9固定于浮力球固定板11上，所述內(nèi)螺紋固定塊8和可變體積浮力球9用螺釘固定，當(dāng)螺紋傳動(dòng)軸10轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)內(nèi)螺紋固定塊8沿軸向移動(dòng)，從而改變可變體積浮力球9的體積；所述彈簧擋圈12固定在浮力球固定板11上，所述彈簧7套裝在傳動(dòng)軸I和螺紋傳動(dòng)軸10上，彈簧7的一端固定在系統(tǒng)固定板3上，另一端固定在彈簧擋圈12上；若干所述變胞機(jī)構(gòu)固定在系統(tǒng)固定板3和浮力球固定板11之間，所述氣管14裝在可變體積浮力球9上，用于排出和送入氣體。
[0012]所述變胞機(jī)構(gòu)包括支座4、第一連桿5、鉸鏈6、第二連桿13 ;所述第一連桿5和第二連桿13的一端通過(guò)鉸鏈6相連，第一連桿5的另一端通過(guò)支座4連接系統(tǒng)固定板3，第二連桿13的另一端通過(guò)支座4連接浮力球固定板11。
[0013]本發(fā)明裝置的原理如下:
變胞平衡機(jī)構(gòu)的安裝如圖2所示，在超小型水下機(jī)器人主體15兩邊各安裝一個(gè)。在超小型水下機(jī)器人主體15內(nèi)裝有電磁裝置，通電時(shí)會(huì)牢牢吸引住浮力球固定板11，變胞機(jī)構(gòu)不動(dòng)，彈簧7被壓縮；斷電時(shí)會(huì)瞬時(shí)放開浮力球固定板11，變胞機(jī)構(gòu)動(dòng)作，彈簧7被釋放，從而實(shí)現(xiàn)了變胞機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)。因此該變胞機(jī)構(gòu)就是采用電磁的方式激發(fā)其變胞過(guò)程，通過(guò)改變構(gòu)件數(shù)的方式實(shí)現(xiàn)變胞。當(dāng)螺紋傳動(dòng)軸10轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)內(nèi)螺紋固定塊8沿軸向移動(dòng)，從而改變可變體積浮力球9的體積，改變超小型水下機(jī)器人主體15浮力和浮心，進(jìn)而改變其回復(fù)力矩，增強(qiáng)其平衡能力和抗干擾能力。
[0014]浮力球固定板11材料為45鋼，氣管14材料為塑料，其余皆為鋁合金，以盡量減小平衡機(jī)構(gòu)的質(zhì)量，以此來(lái)減輕整個(gè)系統(tǒng)質(zhì)量。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種超小型水下機(jī)器人的變胞平衡機(jī)構(gòu)，其特征在于，包括傳動(dòng)軸(1)、深溝球軸承(2)、系統(tǒng)固定板(3)、變胞機(jī)構(gòu)、彈簧(7)、內(nèi)螺紋固定塊(8)、可變體積浮力球(9)、螺紋傳動(dòng)軸(10)、浮力球固定板(11)、彈簧擋圈(12)、氣管(14);所述傳動(dòng)軸(I)通過(guò)深溝球軸承(2)與系統(tǒng)固定板(3)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述螺紋傳動(dòng)軸(10)通過(guò)深溝球軸承(2)與浮力球固定板(11)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述傳動(dòng)軸(I)與螺紋傳動(dòng)軸(10)的一端同軸連接；所述螺紋傳動(dòng)軸(10)的另一端與內(nèi)螺紋固定塊(8)連接，所述可變體積浮力球(9)固定于浮力球固定板(11)上，所述內(nèi)螺紋固定塊(8)和可變體積浮力球(9)用螺釘固定，當(dāng)螺紋傳動(dòng)軸(10)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)內(nèi)螺紋固定塊(8)沿軸向移動(dòng)，從而改變可變體積浮力球(9)的體積；所述彈簧擋圈(12)固定在浮力球固定板(11)上，所述彈簧(7)套裝在傳動(dòng)軸(I)和螺紋傳動(dòng)軸(10)上，彈簧(7)的一端固定在系統(tǒng)固定板(3)上，另一端固定在彈簧擋圈(12)上；若干所述變胞機(jī)構(gòu)固定在系統(tǒng)固定板(3)和浮力球固定板(11)之間，所述氣管(14)裝在可變體積浮力球(9)上，用于排出和送入氣體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超小型水下機(jī)器人的變胞平衡機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述變胞機(jī)構(gòu)包括支座(4)、第一連桿(5)、鉸鏈(6)、第二連桿(13);所述第一連桿(5)和第二連桿(13)的一端通過(guò)鉸鏈(6)相連，第一連桿(5)的另一端通過(guò)支座(4)連接系統(tǒng)固定板(3)，第二連桿(13)的另一端通過(guò)支座(4)連接浮力球固定板(11)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種超小型水下機(jī)器人的變胞平衡機(jī)構(gòu)，包括傳動(dòng)軸、深溝球軸承、系統(tǒng)固定板、變胞機(jī)構(gòu)、彈簧、內(nèi)螺紋固定塊、可變體積浮力球、螺紋傳動(dòng)軸、浮力球固定板、彈簧擋圈、氣管，所述傳動(dòng)軸與螺紋傳動(dòng)軸連接，所述螺紋傳動(dòng)軸與內(nèi)螺紋固定塊連接，所述系統(tǒng)固定板固定在超小型水下機(jī)器人主體上，所述變胞機(jī)構(gòu)固定于系統(tǒng)固定板上，所述浮力球固定板和變胞機(jī)構(gòu)連接，所述可變體積浮力球固定于浮力球固定板上，所述內(nèi)螺紋固定塊和可變體積浮力球用螺釘固定，所述彈簧擋圈和彈簧安裝在系統(tǒng)固定板和浮力球固定板之間。本發(fā)明采用變胞機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)可壓縮浮力球兩個(gè)位置的相互轉(zhuǎn)換，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，可靠性高，大大增強(qiáng)了其平衡能力和抗干擾能力。
【IPC分類】B63C11-52
【公開號(hào)】CN104787269
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510129249
【發(fā)明人】翟宇毅, 張國(guó)亮, 朱勇劍, 黃菲, 董超
【申請(qǐng)人】上海大學(xué)
【公開日】2015年7月22日
【申請(qǐng)日】2015年3月24日