水下机器人用自适应坐底机构制造技术

本实用新型专利技术涉及水下机器人技术领域，特别涉及一种水下机器人用自适应坐底机构。包括动力单元、坐底框架、主动摆杆、从动连杆及基座，其中基座设置于坐底框架的上方，基座通过多组从动连杆与坐底框架铰接；动力单元设置于基座上，主动摆杆的一端与坐底框架铰接，另一端与动力单元的输出端铰接，动力单元用于驱动主动摆杆摆动，从而带动基座进行升降动作。本实用新型专利技术具有自适应调节坐底高度功能，可针对不同的海底底质进行自适应调节，以防止被海流冲走或被底质吸附。或被底质吸附。或被底质吸附。

【技术实现步骤摘要】
水下机器人用自适应坐底机构


[0001]本技术涉及水下机器人
，特别涉及一种水下机器人用自适应坐底机构。

技术介绍

[0002]水下机器人可作为海洋要素观测平台实施精细长期的观测任务，是研究海洋要素循环的有力工具。其中常规自主水下机器人主要用于水平剖面的中小范围观测，水下滑翔机和自沉浮式剖面探测浮标主要用于垂直剖面的大范围观测，深海着陆器主要用于海底定点观测。为了实现海底定点观测与剖面观测的有机结合，一些具备驻留功能的自主水下机器人被开发出来，驻留型自主水下机器人为研究海洋要素循环提供了一种全新的技术手段。
[0003]坐底机构是驻留型自主水下机器人的重要部件，对其设计面临诸多挑战。由于海底环境情况较为复杂，水下机器人在海底的位姿会受到海流、海底地形甚至海洋生物等一系列因素的影响，最终导致漂离作业区域而造成任务失败。为了实现作业位姿的稳定观测与避免被泥沙掩埋的位姿调整观测，通常需要水下机器人坐底时具有足够的坐底稳定性，以保持位姿，同时具有足够的抗吸附性能以实现脱离海底。
[0004]水下机器人的坐底稳定性和抗吸附性能与海底底质类型息息相关。海底底质类型可分为淤泥、小型砂石和大型石阵等。其中淤泥呈胶体状，质地较软，吸附力大；小型砂石呈颗粒状，质地较硬，吸附力较大；大型石阵呈片块状，质地坚硬，几乎无吸附力。不同的海底底质与水下机器人的坐底稳定性和抗吸附性能之间的耦合存在较大差异，而针对不同底质类型进行分别设计的方式无法提高驻留型水下机器人环境适应性。因此，开发一种能自适应不同海底底质的坐底机构非常必要。

技术实现思路

[0005]针对现有水下机器人坐底机构存在的上述问题，本技术的目的在于提供一种水下机器人用自适应坐底机构，能自适应不同海底底质，为水下机器人执行海底定点观测任务提供支撑。
[0006]本技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0007]一种水下机器人用自适应坐底机构，包括动力单元、坐底框架、主动摆杆、从动连杆及基座，其中基座设置于坐底框架的上方，基座通过多组从动连杆与坐底框架铰接；动力单元设置于基座上，主动摆杆的一端与坐底框架铰接，另一端与动力单元的输出端铰接，动力单元用于驱动主动摆杆摆动，从而带动基座进行升降动作。
[0008]所述从动连杆为三组，其中两组所述从动连杆对称设置于所述坐底框架的一端两侧，第三组所述从动连杆与所述主动摆杆分别设置于所述坐底框架的另一端两侧。
[0009]所述从动连杆包括基座连杆和坐底摆杆，其中基座连杆和坐底摆杆的一端相互铰接，基座连杆的另一端与所述基座固定连接，坐底摆杆的另一端与所述坐底框架铰接。
[0010]所述坐底框架为由两个坐底连接管和两个坐底杆连接成的矩形框架，其中两个坐底杆平行设置，所述主动摆杆与其中一坐底杆铰接，三组所述从动连杆分布在两个坐底杆上。
[0011]所述坐底杆和所述坐底连接管的材质为碳纤维复合材料，所述坐底杆的底部设有斜锯齿状的沟槽。
[0012]所述基座上设有位于所述主动摆杆上方的动力单元支撑座，所述动力单元设置于所述动力单元支撑座上。
[0013]所述动力单元包括密封外壳及设置于所述密封外壳内的固定端板、电机、蜗轮蜗杆机构及输出轴，其中输出轴通过角接触球轴承Ⅰ安装在固定端板上且端部由所述密封外壳伸出；电机和蜗轮蜗杆机构均设置于固定端板上，电机通过蜗轮蜗杆机构驱动输出轴转动。
[0014]所述蜗轮蜗杆机构包括蜗杆和蜗轮，其中蜗杆通过角接触球轴承Ⅱ安装在所述固定端板的后侧，蜗轮套设于所述输出轴上且与蜗杆啮合；所述电机设置于所述固定端板的前侧且输出端通过齿轮传动机构与所述蜗杆连接。
[0015]所述齿轮传动机构包括正齿轮Ⅰ和正齿轮Ⅱ，其中正齿轮Ⅰ通过紧定螺钉Ⅰ安装在所述电机的输出端；正齿轮Ⅱ通过紧定螺钉Ⅱ安装在所述蜗杆的端部，且正齿轮Ⅱ与正齿轮Ⅰ啮合。
[0016]所述密封外壳包括后端盖、圆柱形舱壳和前端盖，其中后端盖和前端盖分别设置于圆柱形舱壳的后端和前端，且通过径向密封圈Ⅰ密封；前端盖上设有用于所述输出轴穿出的轴孔，所述输出轴与所述轴孔通过径向密封圈Ⅱ密封；所述固定端板通过金属法兰支撑杆安装在前端盖上。
[0017]本技术的优点与积极效果为：
[0018]1.本技术具有自适应调节坐底高度功能，可针对不同的海底底质进行自适应调节，以防止被海流冲走或被底质吸附。
[0019]2.本技术采用了仿鳄鱼牙齿和猎豹爪子的斜锯齿仿生设计，兼顾了坐底稳定性和抗吸附性能。
[0020]3.本技术采用了框架式结构，相比于回转体结构，可以搭载更多科学载荷。
[0021]4.本技术采用了具有自锁性能的蜗轮蜗杆传动机构，能够保证可调高度范围内某一特定坐底高度的零功耗维持。
[0022]5.本技术结构简单可靠，防腐性能优异，可广泛应用于驻留型水下机器人上。
附图说明
[0023]图1为本技术一种水下机器人用自适应坐底机构的结构示意图；
[0024]图2为本技术一种水下机器人用自适应坐底机构的侧视图；
[0025]图3为本技术中坐底杆的局部结构示意图；
[0026]图4为本技术中动力单元的结构示意图；
[0027]图5为本技术中动力单元的侧视图；
[0028]图6为本技术中动力单元的局部剖视图；
[0029]图7为本技术一种水下机器人用自适应坐底机构安装于水下机器人的结构示
意图；
[0030]图8为本技术中水下机器人最低坐底姿态示意图；
[0031]图中：1为动力单元，2为动力单元支撑座，3为基座连杆，4为坐底摆杆，5为坐底连接管，6为坐底杆，7为基座，8为水下机器人，9为输出轴，10为紧定螺栓，11为塞打螺丝，12为深沟球轴承，13为斜锯齿状沟槽，14为后端盖，15为沉头螺钉，16为圆柱形舱壳，17为径向密封圈Ⅰ，18为前端盖，19为金属法兰支撑杆，20为固定端板，21为角接触球轴承Ⅰ，22为径向密封圈Ⅱ，23为电机，24为轴承座，25为蜗杆，26为角接触球轴承Ⅱ，27为蜗轮，28为圆柱销，29为锁紧螺母，30为正齿轮Ⅰ，31为紧定螺钉Ⅱ，32为正齿轮Ⅱ，33为紧定螺钉Ⅰ，34为轴套，35为主动摆杆。
具体实施方式
[0032]为了使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细描述。
[0033]如图1
‑
2所示，本技术提供的一种水下机器人用自适应坐底机构，包括动力单元1、坐底框架、主动摆杆35、从动连杆及基座7，其中基座7设置于坐底框架的上方，基座7通过多组从动连杆与坐底框架铰接；动力单元1设置于基座7上，主动摆杆35的一端与坐底框架铰接，另一端与动力单元1的输出端铰接，动力单元1用于驱动主动摆杆35摆动，从而带动基座7进行升降动作。
[0034]如图1所示，本技术的实施例中，从本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水下机器人用自适应坐底机构，其特征在于，包括动力单元(1)、坐底框架、主动摆杆(35)、从动连杆及基座(7)，其中基座(7)设置于坐底框架的上方，基座(7)通过多组从动连杆与坐底框架铰接；动力单元(1)设置于基座(7)上，主动摆杆(35)的一端与坐底框架铰接，另一端与动力单元(1)的输出端铰接，动力单元(1)用于驱动主动摆杆(35)摆动，从而带动基座(7)进行升降动作。2.根据权利要求1所述的水下机器人用自适应坐底机构，其特征在于，所述从动连杆为三组，其中两组所述从动连杆对称设置于所述坐底框架的一端两侧，第三组所述从动连杆与所述主动摆杆(35)分别设置于所述坐底框架的另一端两侧。3.根据权利要求2所述的水下机器人用自适应坐底机构，其特征在于，所述从动连杆包括基座连杆(3)和坐底摆杆(4)，其中基座连杆(3)和坐底摆杆(4)的一端相互铰接，基座连杆(3)的另一端与所述基座(7)固定连接，坐底摆杆(4)的另一端与所述坐底框架铰接。4.根据权利要求2所述的水下机器人用自适应坐底机构，其特征在于，所述坐底框架为由两个坐底连接管(5)和两个坐底杆(6)连接成的矩形框架，其中两个坐底杆(6)平行设置，所述主动摆杆(35)与其中一坐底杆(6)铰接，三组所述从动连杆分布在两个坐底杆(6)上。5.根据权利要求4所述的水下机器人用自适应坐底机构，其特征在于，所述坐底杆(6)和所述坐底连接管(5)的材质为碳纤维复合材料，所述坐底杆(6)的底部设有斜锯齿状的沟槽(13)。6.根据权利要求1所述的水下机器人用自适应坐底机构，其特征在于，所述基座(7)上设有位于所述主动摆杆(35)上方的动力单元支撑座(2)，所述动力单元(1)设置于所述动力单元支撑座(2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：康帅，靖龙悦，张进，俞建成，李宏博，崔立，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：新型
国别省市：