水下滑翔机纵横姿态综合调节装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及水下机器人技术，旨在提供一种水下滑翔机纵横姿态综合调节装置。其电池仓的两侧各设挡板，挡板中央开孔位置通过双列角接触球轴承套在螺母上；螺母装在丝杠上，电池仓的重心位置低于丝杠；丝杠一端固定在舱壁上，另一端通过联轴器接至俯仰电机的输出轴；一个挡板上装滚转电机，其输出端通过主动齿轮与挡板螺母上的从动齿轮啮合，从动齿轮与螺母之间相对固定不发生相对旋转运动；平行于丝杠的导轨一端固定在舱壁上；滑块设于导轨之上，滑块与固定在从动齿轮表面的连接件相连。本实用新型专利技术利用丝杠螺母机构实现俯仰重心调节，利用啮合齿轮组实现横滚重心调节，结构简单，布置方便，空间占用小，舱容利用率高；控制性能好、调节能力强。

Comprehensive adjustment device for vertical and horizontal attitude of underwater glider

The utility model relates to a underwater robot technology, which aims to provide a comprehensive adjustment device for the longitudinal and horizontal posture of an underwater glider. On both sides of the battery compartment of the baffle, baffle central hole position by double row angular contact ball bearings are sheathed on the nut; the screw nut is arranged on the battery compartment, the location of the center of gravity is lower than the screw; one end of the screw is fixed on the bulkhead, the other end is connected to the output shaft through the coupling of pitch motor; a baffle plate roll motor the output end of the gear, the driving gear and the driven gear baffle nut, between the driven gear and the fixed nut relative relative rotational movement; one end of the guide rail parallel to the screw fixed on the bulkhead; above the sliding block which is arranged between guide slide block and is fixed on the connecting member connected with the driven gear surface. The utility model utilizes the screw nut mechanism to realize the adjustment of the center of gravity, and realizes the adjustment of the rolling center of gravity by using the meshing gear group. The structure is simple, the arrangement is convenient, the space occupation is small, the utilization rate of the cabin capacity is high, the control performance is good, and the adjustment ability is strong.

【技术实现步骤摘要】
水下滑翔机纵横姿态综合调节装置
本技术涉及水下机器人
，隶属于海洋装备范畴，是针对水下滑翔机所设计的一款纵横姿态综合调节装置，实现水下滑翔机俯仰姿态和横滚姿态的综合调节。
技术介绍
水下滑翔机(underwaterglider)隶属于水下无人航行器的范畴，它具有低能耗、续航能力强、作业范围广、作业深度大、投放和回收容易以及科学传感器搭载能力强等特点。连续几个月的自主工作能力，使得滑翔机在海洋技术与科学领域得到了越来越广泛的关注，在海洋探测方面有很好的应用前景。水下滑翔机通过搭载电池或者温差能发电装置，利用浮力调节装置控制滑翔机机体的上浮和下潜，利用姿态调节装置控制滑翔机上浮下潜时的姿态角，以达到前进、转弯等目的。但是，当前应用较多的水下滑翔机姿态调节装置为分离式纵横姿态调节装置或者仅具备俯仰调节能力的装置，存在着空间占用大、结构复杂、调节能力单一等缺点，部分综合调节装置横滚空间占用大，结构不合理，结构复杂，也不适用于小尺度、低功耗、低成本的水下滑翔机。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种水下滑翔机纵横姿态综合调节装置。为解决技术问题，本技术的解决方案是：提供一种水下滑翔机纵横姿态综合调节装置，包括内置电池的电池仓，在电池仓的两侧各设一个中央开孔的挡板，挡板开孔位置通过双列角接触球轴承套在螺母上，螺母设有内螺纹；该装置还包括一根带外螺纹的丝杠，两个挡板通过各自的螺母装在丝杠上，电池仓的重心位置低于丝杠；丝杠的一端通过轴承固定在水下滑翔机的舱壁上以限制其纵向位移，另一端通过联轴器接至俯仰电机的输出轴，俯仰电机固定在水下滑翔机的舱壁上；在其中一个挡板上装有滚转电机，其输出端与主动齿轮相连；该挡板的螺母上固定套设从动齿轮，并通过其外齿与主动齿轮相互啮合，从动齿轮与螺母之间相对固定不发生相对旋转运动；有一根平行设于丝杠正下方的导轨，其一端固定在水下滑翔机的舱壁上；滑块设于导轨之上，滑块与固定在从动齿轮表面的连接件相连。作为改进，所述挡板的外侧设环形的安装座，双列角接触球轴承位于安装座中且紧密贴合；环形的挡板盖套装在双列角接触球轴承的外侧，且通过螺钉固定于安装座上。作为改进，所述从动齿轮的半径大于主动齿轮的半径。作为改进，所述滚转电机安装在挡板内侧的上部空间中，其输出轴穿过挡板后与主动齿轮相连。作为改进，所述挡板与螺母之间设有轴封。作为改进，从动齿轮与所处螺母之间通过平键连接，实现相对固定不发生相对旋转运动。作为改进，所述挡板或电池仓上装有角位移传感器。作为改进，所述俯仰电机通过支撑架固定在水下滑翔机的舱壁上。作为改进，还包括一个拉线传感器，通过拉线接至所述连接件。作为改进，所述拉线传感器通过支撑架固定在水下滑翔机的舱壁上。技术原理描述：本技术针对现有装置中存在的空间占用大、结构复杂、调节能力差等特点，设计了水下滑翔机一体式纵横姿态综合调节装置。该装置主要是利用丝杠螺母机构实现重心的俯仰调节，利用啮合齿轮组实现重心的横滚调节，利用双列角接触球轴承实现俯仰调节和横滚调节运动的分离，利用导轨滑块机构限制丝杠螺母的转动，利用电池舱作为重力调节重块。同时，本装置可以加载拉线位移传感器和角度传感器来实现装置的闭环控制，提高控制效果。本技术具有占用空间小、结构简单、调节能力强、易于控制、舱容利用率高等特点，能够较好的满足小尺度、低功耗、低成本水下滑翔机的要求。与现有技术相比，本技术具有以下优点：1、利用丝杠螺母机构实现俯仰重心调节，结构简单，布置方便，控制性能好；2、利用啮合齿轮组实现横滚重心调节，并且与俯仰重心调节模块结合，结构简单，空间占用小，舱容利用率高；3、利用双列角接触球轴承使俯仰调节和横滚调节运动分离，互不影响又可同时作业，实现重心的俯仰、横滚综合调节，调节能力强；4、装置布置合理有效，方便用户根据需求加装拉线传感器和角度传感器等。附图说明图1为本装置的三维结构示意图。图2为本装置的纵剖视图。附图说明：1、舱壁；2、左挡板；3、左轴封；4、左螺母；5、滚转电机；6、右挡板；7、小齿轮(主动齿轮)；8、大齿轮(从动齿轮)；9、右螺母；10、丝杠；11、联轴器；12、俯仰电机；13、导轨；14、电池仓；15、滑块；16、连接件；17、拉线传感器；18、左双列角接触球轴承；19、左挡板盖；20、右轴封；21、右双列角接触球轴承；22、右挡板盖。具体实施方式下面结合附图，对本技术所述水下滑翔机纵横姿态综合调节装置进行详细描述。该装置包括内置电池的电池仓14，在电池仓14的两侧各设一个中央开孔的挡板，挡板开孔位置通过双列角接触球轴承套在螺母上，螺母设有内螺纹，挡板与螺母之间设有轴封。该装置还包括一根带外螺纹的丝杠10，两个挡板通过各自的螺母装在丝杠10上，电池仓14的重心位置低于丝杠10；丝杠10的一端通过轴承固定在水下滑翔机的舱壁1上以限制其纵向位移，另一端通过联轴器11接至俯仰电机12的输出轴，俯仰电机12通过支撑架固定在舱壁1上；在其中一个挡板上装有滚转电机5，其输出端与主动齿轮相连；该挡板的螺母上固定套设从动齿轮，并通过其外齿与主动齿轮相互啮合，从动齿轮与螺母通过平键连接，相对固定不发生相对旋转运动；有一根平行设于丝杠10正下方的导轨13，其一端固定在舱壁1上；滑块15设于导轨13之上，滑块15与固定在从动齿轮表面的连接件16相连。拉线传感器17通过支撑架固定在舱壁1上，并通过拉线接至连接件16。所述挡板的外侧设环形的安装座，双列角接触球轴承位于安装座中且紧密贴合；环形的挡板盖套装在双列角接触球轴承的外侧，且通过螺钉固定于安装座上。从动齿轮的半径大于主动齿轮的半径。滚转电机5安装在挡板内侧的上部空间中，其输出轴穿过挡板后与主动齿轮相连。挡板或电池仓14上还可装有角位移传感器。具体实施例：如附图1、2所示，本装置由质量块组件、俯仰调节机构、横滚调节机构、支撑结构、反馈检测设备组成。所述质量块组件由左挡板2、右挡板6、电池舱14、左挡板盖19、右挡板盖22组成，左挡板2、右挡板6分别和电池舱14用螺栓(或焊接)连接，左挡板盖19、右挡板盖22分别和左挡板2、右挡板6用螺栓连接，用于限制双列角接触球轴承的纵向位移，也属于质量块组件的一部分。双列角接触球轴承既能承受径向力，又能承受双向轴向力。所述俯仰调节机构由左螺母4、右螺母9、丝杠10、联轴器11、俯仰电机12、拉线传感器17、导轨13、滑块15、连接件16组成，通过大齿轮8、右螺母9、导轨13、滑块15、连接件16的连接，限制右螺母9和大齿轮8的旋转运动，通过左螺母4、右螺母9、丝杠10以及质量块组件之间的连接，限制左螺母4的旋转运动，当在俯仰电机12的驱动下丝杠10旋转时，左螺母4、右螺母9带动质量块组件沿着丝杠10做纵向平移运动，通过拉线传感器17检测质量块组件的纵向位移。所述横滚调节机构由横滚电机5、小齿轮7、大齿轮8组成，小齿轮7与大齿轮8外啮合，当在横滚电机5的驱动下小齿轮7旋转时，由于大齿轮8的旋转运动被限制，小齿轮7带动质量块组件绕着丝杠10做旋转运动。所述支撑结构由舱壁1、左轴封3、右轴封20、左双列角接触球轴承18、右双列角接触球轴承21组成，舱壁1用于限制丝杠和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水下滑翔机纵横姿态综合调节装置，包括内置电池的电池仓，其特征在于，在电池仓的两侧各设一个中央开孔的挡板，挡板开孔位置通过双列角接触球轴承套在螺母上，螺母设有内螺纹；该装置还包括一根带外螺纹的丝杠，两个挡板通过各自的螺母装在丝杠上，电池仓的重心位置低于丝杠；丝杠的一端通过轴承固定在水下滑翔机的舱壁上以限制其纵向位移，另一端通过联轴器接至俯仰电机的输出轴，俯仰电机固定在水下滑翔机的舱壁上；在其中一个挡板上装有滚转电机，其输出端与主动齿轮相连；该挡板的螺母上固定套设从动齿轮，并通过其外齿与主动齿轮相互啮合，从动齿轮与所处螺母之间相对固定不发生相对旋转运动；有一根平行设于丝杠正下方的导轨，其一端固定在水下滑翔机的舱壁上；滑块设于导轨之上，滑块与固定在从动齿轮表面的连接件相连。

【技术特征摘要】
1.一种水下滑翔机纵横姿态综合调节装置，包括内置电池的电池仓，其特征在于，在电池仓的两侧各设一个中央开孔的挡板，挡板开孔位置通过双列角接触球轴承套在螺母上，螺母设有内螺纹；该装置还包括一根带外螺纹的丝杠，两个挡板通过各自的螺母装在丝杠上，电池仓的重心位置低于丝杠；丝杠的一端通过轴承固定在水下滑翔机的舱壁上以限制其纵向位移，另一端通过联轴器接至俯仰电机的输出轴，俯仰电机固定在水下滑翔机的舱壁上；在其中一个挡板上装有滚转电机，其输出端与主动齿轮相连；该挡板的螺母上固定套设从动齿轮，并通过其外齿与主动齿轮相互啮合，从动齿轮与所处螺母之间相对固定不发生相对旋转运动；有一根平行设于丝杠正下方的导轨，其一端固定在水下滑翔机的舱壁上；滑块设于导轨之上，滑块与固定在从动齿轮表面的连接件相连。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述挡板的外侧设环形的安装座，双列角接触球轴承位于安装座中且紧密贴合；环形的挡板盖套装在双列角接...

【专利技术属性】
技术研发人员：冀大雄，辜立忠，宋伟，朱世强，邓志，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：新型
国别省市：浙江,33