【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水下作业航行器，具体涉及一种水下航行器圆柱形舱段弧形舱盖回转开合机构。
技术介绍
1、随着对海洋资源的不断勘探与发现，对海洋资源的探测、开发与利用可以有效地缓解陆地资源的消耗，降低我国对外资源的依赖程度，在海洋建设中，水下机器人-机械臂系统(underwater vehicle manipulator system,uvms)扮演着重要的角色。
2、水下机器人-机械臂系统能够承担海洋勘探、水雷探测排除、海底管道与光缆铺设、海底沉船考古等任务。这些任务需要高效率与高精准性，也需要在复杂的海洋环境中进行作业操作。而水下机器人-机械臂系统是一种实用性强的、高效率的、面向通用作业任务的、无人化的水下作业工具，面对水下环境的复杂性、不确定性以及强干扰性，能够有效地完成作业任务。
3、水下机器人-机械臂系统主要分为水下机器人平台和水下作业机械臂两大模块，其中水下机器人平台可以是水下遥控运载器(remotely operated vehicle,rov)以及自主水下运载器(autonomous underwater vehicle,auv)等。根据运动平台的不同，水下机器人-机械臂系统可分为水下遥控机器人-机械臂系统(remotely operated vehiclemanipulator system,rovms)和水下自主机器人-机械臂系统(autonomous underwatervehicle manipulator system,auvms)。机械臂通常是串联型关节形式，在uvms中，承担主要作
4、auvms的外形通常是圆柱形，分为不同的舱段，其中用于作业的机械臂属于机械臂舱段。auvms通常是探测与作业任务一体化的系统，由自带电池独立供电。在探测的时候，需要保证自身良好的隐身性与低水阻力性。而在作业的时候，需要满足特定作业空间大小要求。因此，现有的auvms通常在探测时，把机械臂隐藏在舱体中，而在作业时，则把机械臂伸出。
5、对于圆柱形舱段的auvms，在机械臂伸出与收回的过程中，需要开合机械臂舱段的弧形舱盖。现有的舱盖开合机构多为连杆翻盖机构，即驱动器通过连杆使得舱盖绕固定铰链旋转的机构，这种机构对连杆的设计与装配要求较高，而且对于auvms的水阻力影响较大，不利于auvms在作业时保持姿态平衡。同时，由于翻盖机构通常是向舱体外翻转张开，这在一定程度上会影响机械臂的作业空间，限制机械臂的可操作性。
6、因此，需要改进圆柱形舱段弧形舱盖的翻盖开合机构，使得舱盖对auvms工作时的影响变小，提高auvms作业的稳定性与可操作性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种auvms圆柱形舱段的弧形舱盖回转开合机构，能够在auvms探测时，保持舱盖闭合，使舱段为圆柱形，而在auvms作业时，将舱盖回转张开，使舱盖贴合舱段，以克服现有技术中翻盖机构影响机械臂的作业空间，限制机械臂可操作性的不足。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种auvms圆柱形舱段的弧形舱盖回转开合机构，包括回转开合机构，所述回转开合机构安装在安装基台圆盘的外侧，所述安装基台圆盘安装在圆柱形舱段主体两侧，所述圆柱形舱段主体与弧形舱盖紧密贴合。
4、所述回转开合机构包括舵机驱动器、第一辅助支撑杆、第二辅助支撑杆、杆轴、驱动杆、连接铰、回位弹簧、回位杆、辅助驱动杆、滑块和弹簧安装基台；
5、所述第一辅助支撑杆的一端与杆轴连接，第一辅助支撑杆的另一端与圆柱形舱段主体连接，所述第二辅助支撑杆的一端与杆轴连接，第二辅助支撑杆的另一端与圆柱形舱段主体连接，所述辅助驱动杆一端与杆轴连接另一端与回位杆连接，所述回位杆的另一端通过连接铰与弧形舱盖连接；所述回位弹簧的一端与回位杆靠近辅助驱动杆的一端连接，所述回位弹簧的另一端连接在弹簧安装基台上；所述弹簧安装基台固定安装在弧形舱盖上；所述驱动杆一端设置有舵机驱动器，驱动杆的另一端通过滑块与辅助驱动杆连接。
6、优选的，所述杆轴上安装的杆件由远离安装基台圆盘的顺序排列依次是第一辅助支撑杆、第二辅助支撑杆和辅助驱动杆。其中，第一辅助支撑杆和辅助驱动杆控制相同一侧的弧形舱盖的开闭，而第二辅助支撑杆则用于另外一侧弧形舱盖的支撑。各个杆件之间通过推力轴承保证相互旋转的独立性。
7、优选的，所述辅助驱动杆上开设有滑槽，滑块与滑槽通过深沟球轴承相接触，当驱动杆转动时，滑块在滑槽中移动，从而带动辅助驱动杆的转动。
8、优选的，所述回转开合机构还包括有限位装置，所述第一辅助支撑杆和第二辅助支撑杆附近分别设置有一个限位装置；在回转开合机构由张开状态到闭合状态的运动过程中，限位装置能够限制同侧辅助支撑杆的位置，这使得辅助驱动杆能够相对回位杆运动，进而进一步拉紧回位弹簧，进一步使弧形舱盖相对圆柱形舱段主体完全闭合。
9、优选的，所述回转开合机构在圆柱形舱段主体的两侧端面各有一套。
10、优选的，所述回转开合机构所包括的部件均采用铝合金6061材料。
11、优选的，所述圆柱形舱段主体和安装基台圆盘采用固定螺栓进行固定，所述舵机驱动器和驱动杆采用固定螺栓进行固定。
12、优选的，所述舵机驱动器是一种掉电能够保持原有位置的舵机。
13、优选的，所述辅助驱动杆与回位杆相连接的地方具有限位。
14、优选的，所述回位弹簧是一种拉簧。
15、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
16、本专利技术提供一种auvms圆柱形舱段的弧形舱盖回转开合机构，通过使弧形舱盖进行回转运动贴合圆柱形舱段主体，极大地减小了auvms悬停作业时所受到的水阻力扰动，提高了作业的稳定性。同时，这种回转开合形式避免了弧形舱盖对auvms作业机械臂的干扰，增大了机械臂的作业空间，提高了机械臂的可操纵性。在回转开合机构处于闭合状态时，弧形舱盖和圆柱形舱段主体紧密配合，构成圆柱体，这使得auvms处于探测侦察状态时具有更好的隐蔽性以及更高的运动效率。本专利技术将回转开合机构安装在安装基台圆盘的外侧，与舱段内部隔离，这使得回转开合机构运行更加可靠，维护更加方便。
17、本专利技术中，每一个回转开合机构负责开闭auvms圆柱形舱段的一侧弧形舱盖，两个舱盖对应两套独立的回转开合机构。这提高了搭载双机械臂的auvms的冗余性与容错性，即使一侧打不开，而另外一侧能打开，auvms依然能伸出一个机械臂最大程度地保证作业任务地完成。
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1.一种AUVMS圆柱形舱段的弧形舱盖回转开合机构，其特征在于，包括回转开合机构(16)；
2.根据权利要求1所述的一种AUVMS圆柱形舱段的弧形舱盖回转开合机构，其特征在于，所述回转开合机构(16)包括舵机驱动器(3)、第一辅助支撑杆(5-1)、第二辅助支撑杆(5-2)、杆轴(6)、驱动杆(7)、连接铰(9)、回位弹簧(10)、回位杆(11)、辅助驱动杆(12)、滑块(13)和弹簧安装基台(15)；
3.根据权利要求2所述的一种AUVMS圆柱形舱段的弧形舱盖回转开合机构，其特征在于，所述杆轴(6)上安装的杆件由远离安装基台圆盘(4)的顺序排列依次是第一辅助支撑杆(5-1)、第二辅助支撑杆(5-2)和辅助驱动杆(12)。
4.根据权利要求2所述的一种AUVMS圆柱形舱段的弧形舱盖回转开合机构，其特征在于，所述辅助驱动杆(12)上开设有滑槽，滑块(13)与滑槽通过深沟球轴承相接触。
5.根据权利要求2所述的一种AUVMS圆柱形舱段的弧形舱盖回转开合机构，其特征在于，所述回转开合机构(16)还包括有限位装置(14)，所述第一辅助支撑杆(
6.根据权利要求1所述的一种AUVMS圆柱形舱段的弧形舱盖回转开合机构，其特征在于，所述回转开合机构(16)在圆柱形舱段主体(2)的两侧端面各有一套。
7.根据权利要求1所述的一种AUVMS圆柱形舱段的弧形舱盖回转开合机构，其特征在于，所述回转开合机构(16)所包括的部件均采用铝合金6061材料。
8.根据权利要求2所述的一种AUVMS圆柱形舱段的弧形舱盖回转开合机构，其特征在于，所述圆柱形舱段主体(2)和安装基台圆盘(4)采用固定螺栓(8)进行固定，所述舵机驱动器(3)和驱动杆(7)采用固定螺栓(8)进行固定。
9.根据权利要求2所述的一种AUVMS圆柱形舱段的弧形舱盖回转开合机构，其特征在于，所述舵机驱动器(3)是一种掉电能够保持原有位置的舵机。
10.根据权利要求2所述的一种AUVMS圆柱形舱段的弧形舱盖回转开合机构，其特征在于，所述辅助驱动杆(12)与回位杆(11)相连接的地方设置有限位。
...【技术特征摘要】
1.一种auvms圆柱形舱段的弧形舱盖回转开合机构，其特征在于，包括回转开合机构(16)；
2.根据权利要求1所述的一种auvms圆柱形舱段的弧形舱盖回转开合机构，其特征在于，所述回转开合机构(16)包括舵机驱动器(3)、第一辅助支撑杆(5-1)、第二辅助支撑杆(5-2)、杆轴(6)、驱动杆(7)、连接铰(9)、回位弹簧(10)、回位杆(11)、辅助驱动杆(12)、滑块(13)和弹簧安装基台(15)；
3.根据权利要求2所述的一种auvms圆柱形舱段的弧形舱盖回转开合机构，其特征在于，所述杆轴(6)上安装的杆件由远离安装基台圆盘(4)的顺序排列依次是第一辅助支撑杆(5-1)、第二辅助支撑杆(5-2)和辅助驱动杆(12)。
4.根据权利要求2所述的一种auvms圆柱形舱段的弧形舱盖回转开合机构，其特征在于，所述辅助驱动杆(12)上开设有滑槽，滑块(13)与滑槽通过深沟球轴承相接触。
5.根据权利要求2所述的一种auvms圆柱形舱段的弧形舱盖回转开合机构，其特征在于，所述回转开合机构(16)还包括有限位装置(1...
【专利技术属性】
技术研发人员：苏文斌，符运龙，胡桥，张明明，徐新权，崔智博，孙金库，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
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