一种水下机器人运行姿态的调节装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种水下机器人运行姿态的调节装置及方法，包括：底座；支撑座；平衡机构；转动台；承重台，其设置在三个伸缩机构的伸缩端上；重心微调机构，其设置在承重台顶部，重心微调机构上设置有一滑块，滑块上设置一升降机构；若干载重块，其以可滑动的方式设置在承重台上端，且载重块架设在重心微调机构上端，载重块中心贯穿开设一贯穿孔，贯穿孔的内径不小于升降机构升降端的外径，升降机构的升降端选择性伸入至贯穿孔中；以及控制机构，其分别与伸缩机构和重心微调机构连接。本发明专利技术可以主动调整机器人的重心和姿态，以满足机器人工作需求，解决了水下机器人姿态不易调整的技术问题。

An adjusting device and method for underwater vehicle's running posture

The invention discloses an adjusting device and a method for the running attitude of an underwater vehicle, which comprises a base, a support seat, a balancing mechanism, a turntable, a load-bearing platform which is arranged on the telescopic ends of three telescopic mechanisms, a center of gravity fine-tuning mechanism which is arranged on the top of the load-bearing platform, a slider on the center of gravity fine-tuning mechanism and a slider on the slider. A lifting mechanism is set up, and a number of load blocks are arranged on the upper end of the bearing platform in a sliding manner, and the load blocks are set on the upper end of the center of gravity fine-tuning mechanism, and the center of the load block is penetrated by a through-hole, the inner diameter of the through-hole is not less than the outer diameter of the lifting end of the lifting mechanism, and the lifting end of the lifting mechanism selectively extends into the through-hole. And the control mechanism is respectively connected with the telescopic mechanism and the fine adjustment mechanism of the center of gravity. The invention can actively adjust the center of gravity and attitude of the robot to meet the working requirements of the robot, and solves the technical problem that the attitude of the underwater robot is difficult to adjust.

【技术实现步骤摘要】
一种水下机器人运行姿态的调节装置及方法
本专利技术涉及水下机器人
，更具体地说，本专利技术涉及一种水下机器人运行姿态的调节装置及方法。
技术介绍
水下机器人有着十分广阔的应用前景，这也是多年来各国都在大力发展水下机器人技术的原因。水下机器人可在高度危险环境、被污染环境以及零可见度的水域代替人工在水下长时间作业，水下机器人上一般配备声呐系统、摄像机、照明灯和机械臂等装置，能提供实时视频、声呐图像，机械臂能抓起重物，水下机器人在石油开发、海事执法取证、科学研究和军事等领域得到广泛应用然而，在执行水下、水面任务时，水流、波浪和涌流扰动，以及包括母船在内的其它附近船只带起的浪涌，水流中的旋转涡流等时常使水下机器人偏离设定航向、摇摆、监控视频模糊、无法保持设定深度等。水下机器人运动稳定性，即受干扰后自行回到初始状态的能力是水下机器人航向控制系统和深度控制系统精度的前提。若水下机器人自动稳定性能太差，则推进器必须频繁启停、正反转，以改变推力大小和方向来保持设定的航向和深度。不仅会对推进器造成损伤，过多消耗电能，还将增加周围流体的扰动，进一步加剧水下机器人的不稳定，甚至无法保持航向和定深。现有技术中，专利：航天级球栅检测系统，公开了一种全新的空间模拟运动器，但没有公开关于重心的精确调节的技术手段，无法适用于水下机器人。为此，急需一种水下机器人运行姿态的调节装置及方法。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。本专利技术还有一个目的是提供一种水下机器人运行姿态的调节装置及方法，以稳定水下机器人在水下的姿态，以利于机器人正常运行，同时可以主动调整机器人的重心和姿态，以满足机器人工作需求，解决了水下机器人姿态不易调整的技术问题。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种水下机器人运行姿态的调节装置，包括:底座，其安装在机器人中，所述底座中心凸出设置有一定位转轴，所述定位转轴同心外周的所述底座开设有一圆形凹槽；支撑座，其中心底部开设一定位圆孔，所述定位圆孔同心外周的所述支撑座上凸出设置有一滑轨，所述滑轨转动设置在所述圆形凹槽中，所述定位转轴转动插设在所述定位圆孔中；平衡机构，其由若干底部向外倾斜设置在所述支撑座上的弹性件构成，若干所述弹性件对称分布在所述支撑座外周表面上；转动台，其设置在所述平衡机构上端，所述转动台外周设置有一联动机构，所述转动台外侧设置有一与所述联动机构驱动连接的驱动机构，所述转动台上分布设置有三个伸缩机构，三个所述伸缩机构底部转动设置在所述转动台上，其中，第一伸缩机构和第二伸缩机构底部设置在所述转动台一中心线的两头，第三伸缩机构底部设置在所述转动台中心线一侧的所述转动台顶部，第三伸缩机构底部中心与所述转动台中心的连线与所述转动台中心线垂直；承重台，其设置在三个所述伸缩机构的伸缩端上，其中，所述第一伸缩机构和第二伸缩机构的伸缩端固定设置在所述承重台一中心线的两头，所述第三伸缩机构的伸缩端转动设置在所述承重台中心线一侧的所述承重台底部，所述第三伸缩机构的伸缩端中心与所述承重台中心的连线与所述承重台中心线垂直；重心微调机构，其设置在所述承重台顶部，所述重心微调机构上设置有一滑块，所述滑块上设置一升降机构；若干载重块，其以可滑动的方式设置在所述承重台上端，且所述载重块架设在所述重心微调机构上端，所述载重块中心贯穿开设一贯穿孔，所述贯穿孔的内径不小于所述升降机构升降端的外径，所述升降机构的升降端选择性伸入至所述贯穿孔中；以及控制机构，其分别与所述伸缩机构和重心微调机构连接。优选的，所述平衡机构包括：四个连接座，其对称分布在所述支撑座上表面外周，所述连接座内侧倾斜设置有一第一卡接口；四个弹性件，所述弹性件为压簧，所述压簧的两头分别设置有一卡扣，所述压簧底部通过所述卡扣连接在所述第一卡接口中；其中，所述压簧的倾斜角度在10°～50°之间。优选的，所述转动台下表面外周对应设置有四个第二卡接口，所述压簧顶部通过所述卡扣连接在所述第二卡接口中；其中，所述转动台与所述支撑座为一圆盘结构，所述转动台与所述支撑座平行间隔设置，且所述转动台中心、支撑座中心和四个所述连接座的对称中心处于一直线上。优选的，所述联动机构为一环形齿条，所述环形齿条的齿牙朝下设置在所述转动台外周底部，所述转动台外周设置有一圆环形角位移测量尺，所述圆环形角位移测量尺上滑动套设有一第一读数头，所述第一读数头的输出端与所述控制机构连接。优选的，所述驱动机构固定在所述机器人上，所述驱动机构的驱动轴上设置有一个与所述环形齿条啮合的齿轮，所述第一读数头底部固定在所述驱动机构上。优选的，三个所述伸缩机构底部分别设置有一第一摆动座，所述伸缩机构底部通过所述第一摆动座转动设置在所述转动台上，所述承重台底部设置有一第二摆动座，所述第三伸缩机构的伸缩端通过所述第二摆动座转动连接在所述承重台底部，各个所述摆动座的摆动方向一致。优选的，所述第二伸缩机构侧壁上设置有一第二读数头，所述转动台上设置有一半圆形角位移测量尺，所述第二读数头滑动套设在所述半圆形角位移测量尺上，所述第二读数头的输出端与所述控制机构连接；其中，所述第二伸缩机构的摆动所处平面与所述半圆形角位移测量尺所处平面一致，且第二读数头摆动半径与所述半圆形角位移测量尺的半径一致。优选的，所述承重台上贯穿设置有若干安装孔，所述承重台底部两侧分别设置有一定位孔，所述第一伸缩机构和第二伸缩机构的伸缩端固定在所述定位孔中。优选的，所述重心微调机构包括：单轴滑台，其设置在所述承重台上表面，且所述单轴滑台过所述承重台中心；直线位移测量尺，其设置在所述滑块侧壁上，所述直线位移测量尺上滑动套设有一第三读数头，所述第三读数头的输出端与所述控制机构连接；以及升降机构，其设置在所述单轴滑台的滑块上，所述第三读数头固定在所述滑块上。优选的，所述单轴滑台两侧的所述承重台上分别设置有一支撑架，所述支撑架上纵向间隔设置有若干导向杆，所述导向杆高于所述单轴滑台一定距离，所述导向杆与所述单轴滑台平行设置，所述单轴滑台两侧的导向杆一一对应，若干所述载重块上下堆叠设置，每个所述载重块与同一高度位置的所述导向杆一一对应，且所述载重块两侧分别横向开设一通孔，各个载重块通过所述通孔套设在两侧的所述导向杆上，所述载重块侧壁上设置有一定位凸起，所述单轴滑台中心外侧的承重台上垂直设置有一定位座，所述定位座上纵向设置有若干与所述定位凸起配合的定位卡口。一种水下机器人运行姿态的调节方法，包括以下步骤：步骤一、根据机器人所处姿态与目标姿态的偏离量计算调节装置重心的目标偏离位置；步骤二、根据调节装置重心的目标偏离位置依次调整承重台的伸缩长度和摆动角度，以此调整承重台重心的摆动力臂；步骤三、将整承重台重心偏转至所述目标偏离位置，以此调整机器人的姿态；步骤四、对机器人的姿态进行微调，通过调整参与调整过程的载重块数量和位置，将机器人姿态精确调整至目标姿态。本专利技术至少包括以下有益效果：1、通过调整承重台的摆动角度和距离，可以方便调整水下机器人的重心，进而调整水下机器人在水下的姿态，调整效率和精度高；2、有效抵消水流对机器人冲击造成的晃动；3、通过载重块可以对机器人重心进行微调，进一步提高了对机器人姿态调整的精确度。本专利技术的其它优点、目标和特征本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水下机器人运行姿态的调节装置，其特征在于，包括：底座，其安装在机器人中，所述底座中心凸出设置有一定位转轴，所述定位转轴同心外周的所述底座开设有一圆形凹槽；支撑座，其中心底部开设一定位圆孔，所述定位圆孔同心外周的所述支撑座上凸出设置有一滑轨，所述滑轨转动设置在所述圆形凹槽中，所述定位转轴转动插设在所述定位圆孔中；平衡机构，其由若干底部向外倾斜设置在所述支撑座上的弹性件构成，若干所述弹性件对称分布在所述支撑座外周表面上；转动台，其设置在所述平衡机构上端，所述转动台外周设置有一联动机构，所述转动台外侧设置有一与所述联动机构驱动连接的驱动机构，所述转动台上分布设置有三个伸缩机构，三个所述伸缩机构底部转动设置在所述转动台上，其中，第一伸缩机构和第二伸缩机构底部设置在所述转动台一中心线的两头，第三伸缩机构底部设置在所述转动台中心线一侧的所述转动台顶部，第三伸缩机构底部中心与所述转动台中心的连线与所述转动台中心线垂直；承重台，其设置在三个所述伸缩机构的伸缩端上，其中，所述第一伸缩机构和第二伸缩机构的伸缩端固定设置在所述承重台一中心线的两头，所述第三伸缩机构的伸缩端转动设置在所述承重台中心线一侧的所述承重台底部，所述第三伸缩机构的伸缩端中心与所述承重台中心的连线与所述承重台中心线垂直；重心微调机构，其设置在所述承重台顶部，所述重心微调机构上设置有一滑块，所述滑块上设置一升降机构；若干载重块，其以可滑动的方式设置在所述承重台上端，且所述载重块架设在所述重心微调机构上端，所述载重块中心贯穿开设一贯穿孔，所述贯穿孔的内径不小于所述升降机构升降端的外径，所述升降机构的升降端选择性伸入至所述贯穿孔中；以及控制机构，其分别与所述伸缩机构和重心微调机构连接。...

【技术特征摘要】
1.一种水下机器人运行姿态的调节装置，其特征在于，包括：底座，其安装在机器人中，所述底座中心凸出设置有一定位转轴，所述定位转轴同心外周的所述底座开设有一圆形凹槽；支撑座，其中心底部开设一定位圆孔，所述定位圆孔同心外周的所述支撑座上凸出设置有一滑轨，所述滑轨转动设置在所述圆形凹槽中，所述定位转轴转动插设在所述定位圆孔中；平衡机构，其由若干底部向外倾斜设置在所述支撑座上的弹性件构成，若干所述弹性件对称分布在所述支撑座外周表面上；转动台，其设置在所述平衡机构上端，所述转动台外周设置有一联动机构，所述转动台外侧设置有一与所述联动机构驱动连接的驱动机构，所述转动台上分布设置有三个伸缩机构，三个所述伸缩机构底部转动设置在所述转动台上，其中，第一伸缩机构和第二伸缩机构底部设置在所述转动台一中心线的两头，第三伸缩机构底部设置在所述转动台中心线一侧的所述转动台顶部，第三伸缩机构底部中心与所述转动台中心的连线与所述转动台中心线垂直；承重台，其设置在三个所述伸缩机构的伸缩端上，其中，所述第一伸缩机构和第二伸缩机构的伸缩端固定设置在所述承重台一中心线的两头，所述第三伸缩机构的伸缩端转动设置在所述承重台中心线一侧的所述承重台底部，所述第三伸缩机构的伸缩端中心与所述承重台中心的连线与所述承重台中心线垂直；重心微调机构，其设置在所述承重台顶部，所述重心微调机构上设置有一滑块，所述滑块上设置一升降机构；若干载重块，其以可滑动的方式设置在所述承重台上端，且所述载重块架设在所述重心微调机构上端，所述载重块中心贯穿开设一贯穿孔，所述贯穿孔的内径不小于所述升降机构升降端的外径，所述升降机构的升降端选择性伸入至所述贯穿孔中；以及控制机构，其分别与所述伸缩机构和重心微调机构连接。2.如权利要求1所述的水下机器人运行姿态的调节装置，其特征在于，所述平衡机构包括：四个连接座，其对称分布在所述支撑座上表面外周，所述连接座内侧倾斜设置有一第一卡接口；四个弹性件，所述弹性件为压簧，所述压簧的两头分别设置有一卡扣，所述压簧底部通过所述卡扣连接在所述第一卡接口中；其中，所述压簧的倾斜角度在10°～50°之间。3.如权利要求2所述的水下机器人运行姿态的调节装置，其特征在于，所述转动台下表面外周对应设置有四个第二卡接口，所述压簧顶部通过所述卡扣连接在所述第二卡接口中；其中，所述转动台与所述支撑座为一圆盘结构，所述转动台与所述支撑座平行间隔设置，且所述转动台中心、支撑座中心和四个所述连接座的对称中心处于一直线上。4.如权利要求3所述的水下机器人运行姿态的调节装置，其特征在于，所述联动机构为一环形齿条，所述环形齿条的齿牙朝下设置在所述转动台外周底部，所述转动台外周设置有一圆环形角位移测量尺，所述圆环形角位移测量尺上滑动套设有一第一读数头，所述第一读数头的输出端与所述控制机...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈伟，李防震，周玉丹，曹祥洁，
申请(专利权)人：江苏泰姆仕机器人科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32