一种水下移动机构的平衡保持系统及实现方法技术方案

本发明专利技术一种水下移动机构的平衡保持系统及实现方法，其特点在于：系统设计分为2个部分：“平衡振子结构部分”和“电路监测与动作控制部分”。其中，前者完成对于水流、水生物等外界环境干扰所产生的结构震动进行合理避震，能够利用振子的惯性结构大幅度减轻水下移动机构本体的动作幅度。后者利用传感器实时监测移动机构本体的坐标状态，并利用CPU实时计算位置信息，驱动电机保证移动机构始终保持平衡状态。水下移动机构工作环境受到各种因素的影响，包括水流、水生物、浪涌、撞击等，很难保证工作环境的统一特性。保持水下机构的平衡状态，必须克服干扰因素，并能够长时间有效的进行动作自适应调整操作。

A Balance Maintenance System for Underwater Mobile Mechanism and Its Realization Method

The invention provides a balancing and maintaining system for underwater mobile mechanism and its realization method. The system design is divided into two parts: \balancing oscillator structure part\ and \circuit monitoring and action control part\. Among them, the former can reasonably avoid the structural vibration caused by external environmental disturbances such as water flow and aquatic organisms, and can greatly reduce the motion amplitude of the underwater mobile mechanism by using the inertial structure of the oscillator. The latter uses sensors to monitor the coordinate state of the mobile mechanism in real time, and uses CPU to calculate the position information in real time, so as to drive the motor to ensure that the mobile mechanism remains in equilibrium. The working environment of underwater mobile mechanism is affected by various factors, including water flow, aquatic organism, surge, impact, etc. It is difficult to ensure the uniform characteristics of working environment. In order to maintain the balance of underwater mechanism, interference factors must be overcome and the operation of self-adaptive adjustment can be carried out effectively for a long time.

【技术实现步骤摘要】
一种水下移动机构的平衡保持系统及实现方法
本专利技术属于机械类，具体说是一种水下移动机构的平衡保持系统及实现方法。
技术介绍
水下移动机构工作环境受到各种因素的影响，包括水流、水生物、浪涌、撞击等，很难保证工作环境的统一特性。保持水下机构的平衡状态，必须克服干扰因素，并能够长时间有效的进行动作自适应调整操作。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术的目的在于提出一种水下移动机构的平衡保持系统及实现方法，其具体过程为：第一步，水下移动机构的电路部分由CPU控制，输出3路直流电信号驱动3个直流电机，分别实现：上升下潜、前进后退、左转右转等6种动作，平衡监测电路，利用陀螺仪实时判断位置信息，并将传感数据量以串行通信方式送至CPU进行数据处理，平衡振子结构包括弹簧连接件与振子球体组成，振子球体通过弹簧链接件与水下移动机构保持弹性链接，实现2mm以内的震动幅度，在移动机构行进过程中，平衡振子结构实现配重平衡，能够使水下移动机构达到平衡状态。第二步，当收到外界环境影响后，水下移动机构的平衡收到破坏，开始非正常侧翻，平衡振子结构中的振子球利用惯性定理，保证自身的平衡属性不变，因此能够降低水下机构的影响程度，实验表明，可以克服10m/s的水流速度冲击。第三步，监测电路的陀螺仪，实施判断到外界冲击，并将坐标信息发送至CPU，CPU判断到外界冲击速度超过10m/s的速度后，驱动3个电机进行姿态调整，调整后使机构行进位置与外界冲击方向保持一致。第四步，最终水下机构能够全天候适应各种冲击，保证本体的自平衡适应。本专利技术的优点在于：可很好的保证本体的自平衡适应。具体实施方式下面对本专利技术作进一步描述：一种水下移动机构的平衡保持系统及实现方法，其具体过程为：第一步，水下移动机构的电路部分由CPU控制，输出3路直流电信号驱动3个直流电机，分别实现：上升下潜、前进后退、左转右转等6种动作，平衡监测电路，利用陀螺仪实时判断位置信息，并将传感数据量以串行通信方式送至CPU进行数据处理，平衡振子结构包括弹簧连接件与振子球体组成，振子球体通过弹簧链接件与水下移动机构保持弹性链接，实现2mm以内的震动幅度，在移动机构行进过程中，平衡振子结构实现配重平衡，能够使水下移动机构达到平衡状态。第二步，当收到外界环境影响后，水下移动机构的平衡收到破坏，开始非正常侧翻，平衡振子结构中的振子球利用惯性定理，保证自身的平衡属性不变，因此能够降低水下机构的影响程度，实验表明，可以克服10m/s的水流速度冲击。第三步，监测电路的陀螺仪，实施判断到外界冲击，并将坐标信息发送至CPU，CPU判断到外界冲击速度超过10m/s的速度后，驱动3个电机进行姿态调整，调整后使机构行进位置与外界冲击方向保持一致。第四步，最终水下机构能够全天候适应各种冲击，保证本体的自平衡适应。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水下移动机构的平衡保持系统及实现方法，其具体过程为：（1）水下移动机构的电路部分由CPU控制，输出3路直流电信号驱动3个直流电机，分别实现：上升下潜、前进后退、左转右转等6种动作，平衡监测电路，利用陀螺仪实时判断位置信息，并将传感数据量以串行通信方式送至CPU进行数据处理，平衡振子结构包括弹簧连接件与振子球体组成，振子球体通过弹簧链接件与水下移动机构保持弹性链接，实现2mm以内的震动幅度，在移动机构行进过程中，平衡振子结构实现配重平衡，能够使水下移动机构达到平衡状态；（2）当收到外界环境影响后，水下移动机构的平衡收到破坏，开始非正常侧翻，平衡振子结构中的振子球利用惯性定理，保证自身的平衡属性不变，因此能够降低水下机构的影响程度，实验表明，可以克服10m/s的水流速度冲击；（3）监测电路的陀螺仪，实施判断到外界冲击，并将坐标信息发送至CPU，CPU判断到外界冲击速度超过10m/s的速度后，驱动3个电机进行姿态调整，调整后使机构行进位置与外界冲击方向保持一致；（4）最终水下机构能够全天候适应各种冲击，保证本体的自平衡适应。

【技术特征摘要】
1.一种水下移动机构的平衡保持系统及实现方法，其具体过程为：（1）水下移动机构的电路部分由CPU控制，输出3路直流电信号驱动3个直流电机，分别实现：上升下潜、前进后退、左转右转等6种动作，平衡监测电路，利用陀螺仪实时判断位置信息，并将传感数据量以串行通信方式送至CPU进行数据处理，平衡振子结构包括弹簧连接件与振子球体组成，振子球体通过弹簧链接件与水下移动机构保持弹性链接，实现2mm以内的震动幅度，在移动机构行进过程中，平衡振子结构实现配重平衡，能够使水下移动机构达到...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜凯，高凡，韩振五，
申请(专利权)人：青岛理工大学琴岛学院，
类型：发明
国别省市：山东,37