【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水下机器人，特别涉及一种用于自主遥控水下机器人的微细光纤主动补偿装置。
技术介绍
1、自主遥控水下机器人(autonomous and remote ly underwater veh i c l e，arv)集成了自主水下机器人大范围巡航探测和遥控型水下机器人在线实时操控的优势，其概念提出已有20多年，目前已成为水下机器人技术发展的独有方向，这种类型的水下机器人与母船通过一根微细光纤(直径范围0.4-1mm)连接，可以实时双向传输图像视频数据和指令，为避免自主遥控水下机器人周围的光纤受水流扰动与机器人本体缠绕，实际应用中可增加一段远离载体端的软管和浮球，将微细光纤隔离至载体一定距离之外，光纤自由释放，载体航行或水流速增大时，光纤会加速释放，然而这种结构会增加水下机器人的航行阻力，浮球在水中不确定的漂浮状态也会影响其操纵性能，同时会造成光纤浪费。另外，在水下机器人完成作业任务后，会剪切光纤上浮。当载体端没有光纤主动补偿或回收装置时，在水面端很难将全部光纤收回，留在水中的光纤会对海洋生态环境造成极大影响。因此针对上述两方面应用需求，需要一种用于自主遥控水下机器人的光纤主动补偿装置，可安装在载体端或水面端，以增强光纤在机器人周围的安全性，减少水下机器人作业时的光纤损耗。
2、专利cn105700100b提出一种万米arv光纤系统，在水面端和载体端各放置一个光线团，两个光纤团都可以自由释放光纤，当光纤受到海流的影响而张力增大时，光纤可以很容易地从任意一个光纤团中拉出，系统对光纤张力的变化响应很快，光纤不会因为
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种用于自主遥控水下机器人的微细光纤主动补偿装置，作为该类型机器人增强末端光纤管理能力的有效手段。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、本专利技术提供一种用于自主遥控水下机器人的微细光纤主动补偿装置，包括箱体及设置于箱体内的控制箱、卷纤组件、阻尼组件和张力检测组件，其中卷纤组件用于缠绕微细光纤，微细光纤依次经过阻尼组件和张力检测组件后由箱体穿出，阻尼组件用于对微细光纤提供阻尼，张力检测组件用于检测微细光纤的张力且输出张力信息，控制箱接收张力检测组件输出的张力信息，且根据该张力信息输出控制指令至卷纤组件和阻尼组件，卷纤组件根据控制指令进行收放微细光纤的动作，阻尼组件根据控制指令改变阻尼进行张力补偿。
4、所述卷纤组件包括卷筒、基座ⅰ、电机ⅰ及锥齿轮组，其中基座ⅰ设置于所述箱体上，卷筒转动安装在基座ⅰ上，电机ⅰ安装在基座ⅰ上且输出端通过锥齿轮组与卷筒连接，电机ⅰ为卷筒的转动提供动力；所述微细光纤缠绕于卷筒上。
5、所述卷筒的轴线与所述箱体的底部平行，所述电机ⅰ的旋转轴线与所述卷筒的轴线垂直。
6、所述阻尼组件包括电机ⅱ和磁性阻尼器，其中磁性阻尼器设置于所述箱体上，且磁性阻尼器的输入端与电机ⅱ连接，电机ⅱ驱动磁性阻尼器旋转调整阻尼档位；磁性阻尼器的输出端设有带凹槽的滚轮，所述微细光纤绕在滚轮上，滚轮将阻尼力传递在所述微细光纤上。
7、所述张力检测组件包括基座ⅱ、弹簧、底座、导向轮、磁铁及磁性测距传感器，其中基座ⅱ设置于所述箱体上，磁性测距传感器的下端与基座ⅱ滑动连接，上端与底座连接，导向轮安装在底座上，弹簧套设于磁性测距传感器上，且两端分别与底座和基座ⅱ抵接；磁铁设置于所述箱体上、且位于磁性测距传感器的下方；所述微细光纤绕在导向轮上；当所述微细光纤被拉直时，会下压导向轮和磁性测距传感器，磁性测距传感器能够检测与磁铁之间的距离变化，从而获得所述微细光纤的张力值。
8、所述箱体上设有穿线孔，该穿线孔内侧设置喇叭口，喇叭口的大直径端与所述箱体接触。
9、所述阻尼组件的两侧分别设置用于引导所述微细光纤的两个导引件。
10、所述导引件包括支架和穿线筒，其中支架设置于所述箱体上，穿线筒设置于支架的顶部，穿线筒用于所述微细光纤穿过。
11、本专利技术的优点与积极效果为：
12、1.在arv的应用中，相比水面端和载体端仅有两个微细光纤团的被动补偿形式，本专利技术实现了光纤在水中的实时主动补偿和张力控制，可节约光纤消耗，增强了光纤管理系统的智能性，尤其提高了水下机器人周围的光纤长期生存能力，使其在深海具备更长作业时间和更复杂作业范围的优势。
13、2.本专利技术所采用的磁性阻尼器和磁性测距传感器，均利用磁场进行力控制和测量，具有非接触式特点，不受工作水深影响，装置的全部电路均集成封装在耐压控制箱内。
14、3.本专利技术具有较好的通用性，可在载体端和水面端同时安装，同样适用于使用微细光纤的同类型水下机器人在水池调试及海上试验的场景。
15、4.本专利技术的电动卷筒结构还可用于试验后的微细光纤回收，兼具补偿和回收功能，节省了水下机器人的结构空间。
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1.一种用于自主遥控水下机器人的微细光纤主动补偿装置，其特征在于，包括箱体(14)及设置于箱体(14)内的控制箱(14)、卷纤组件、阻尼组件和张力检测组件，其中卷纤组件用于缠绕微细光纤(12)，微细光纤(12)依次经过阻尼组件和张力检测组件后由箱体(14)穿出，阻尼组件用于对微细光纤(12)提供阻尼，张力检测组件用于检测微细光纤(12)的张力且输出张力信息，控制箱(14)接收张力检测组件输出的张力信息，且根据该张力信息输出控制指令至卷纤组件和阻尼组件，卷纤组件根据控制指令进行收放微细光纤(12)的动作，阻尼组件根据控制指令改变阻尼进行张力补偿。
2.根据权利要求1所述的一种用于自主遥控水下机器人的微细光纤主动补偿装置，其特征在于，所述卷纤组件包括卷筒(1)、基座Ⅰ(2)、电机Ⅰ(3)及锥齿轮组(4)，其中基座Ⅰ(2)设置于所述箱体(14)上，卷筒(1)转动安装在基座Ⅰ(2)上，电机Ⅰ(3)安装在基座Ⅰ(2)上且输出端通过锥齿轮组(4)与卷筒(1)连接，电机Ⅰ(3)为卷筒(1)的转动提供动力；所述微细光纤(12)缠绕于卷筒(1)上。
3.根据权利要求2所述的
4.根据权利要求1所述的一种用于自主遥控水下机器人的微细光纤主动补偿装置，其特征在于，所述阻尼组件包括电机Ⅱ(6)和磁性阻尼器(5)，其中磁性阻尼器(5)设置于所述箱体(14)上，且磁性阻尼器(5)的输入端与电机Ⅱ(6)连接，电机Ⅱ(6)驱动磁性阻尼器(5)旋转调整阻尼档位；磁性阻尼器(5)的输出端设有带凹槽的滚轮，所述微细光纤(12)绕在滚轮上，滚轮将阻尼力传递在所述微细光纤(12)上。
5.根据权利要求1所述的一种用于自主遥控水下机器人的微细光纤主动补偿装置，其特征在于，所述张力检测组件包括基座Ⅱ(8)、弹簧(9)、底座(10)、导向轮(11)、磁铁(16)及磁性测距传感器(17)，其中基座Ⅱ(8)设置于所述箱体(14)上，磁性测距传感器(17)的下端与基座Ⅱ(8)滑动连接，上端与底座(10)连接，导向轮(11)安装在底座(10)上，弹簧(9)套设于磁性测距传感器(17)上，且两端分别与底座(10)和基座Ⅱ(8)抵接；磁铁(16)设置于所述箱体(14)上、且位于磁性测距传感器(17)的下方；所述微细光纤(12)绕在导向轮(11)上；当所述微细光纤(12)被拉直时，会下压导向轮(11)和磁性测距传感器(17)，磁性测距传感器(17)能够检测与磁铁(16)之间的距离变化，从而获得所述微细光纤(12)的张力值。
6.根据权利要求1所述的一种用于自主遥控水下机器人的微细光纤主动补偿装置，其特征在于，所述箱体(14)上设有穿线孔，该穿线孔内侧设置喇叭口(13)，喇叭口(13)的大直径端与所述箱体(14)接触。
7.根据权利要求1所述的一种用于自主遥控水下机器人的微细光纤主动补偿装置，其特征在于，所述阻尼组件的两侧分别设置用于引导所述微细光纤(12)的两个导引件(7)。
8.根据权利要求7所述的一种用于自主遥控水下机器人的微细光纤主动补偿装置，其特征在于，所述导引件(7)包括支架和穿线筒，其中支架设置于所述箱体(14)上，穿线筒设置于支架的顶部，穿线筒用于所述微细光纤(12)穿过。
...【技术特征摘要】
1.一种用于自主遥控水下机器人的微细光纤主动补偿装置，其特征在于，包括箱体(14)及设置于箱体(14)内的控制箱(14)、卷纤组件、阻尼组件和张力检测组件，其中卷纤组件用于缠绕微细光纤(12)，微细光纤(12)依次经过阻尼组件和张力检测组件后由箱体(14)穿出，阻尼组件用于对微细光纤(12)提供阻尼，张力检测组件用于检测微细光纤(12)的张力且输出张力信息，控制箱(14)接收张力检测组件输出的张力信息，且根据该张力信息输出控制指令至卷纤组件和阻尼组件，卷纤组件根据控制指令进行收放微细光纤(12)的动作，阻尼组件根据控制指令改变阻尼进行张力补偿。
2.根据权利要求1所述的一种用于自主遥控水下机器人的微细光纤主动补偿装置，其特征在于，所述卷纤组件包括卷筒(1)、基座ⅰ(2)、电机ⅰ(3)及锥齿轮组(4)，其中基座ⅰ(2)设置于所述箱体(14)上，卷筒(1)转动安装在基座ⅰ(2)上，电机ⅰ(3)安装在基座ⅰ(2)上且输出端通过锥齿轮组(4)与卷筒(1)连接，电机ⅰ(3)为卷筒(1)的转动提供动力；所述微细光纤(12)缠绕于卷筒(1)上。
3.根据权利要求2所述的一种用于自主遥控水下机器人的微细光纤主动补偿装置，其特征在于，所述卷筒(1)的轴线与所述箱体(14)的底部平行，所述电机ⅰ(3)的旋转轴线与所述卷筒(1)的轴线垂直。
4.根据权利要求1所述的一种用于自主遥控水下机器人的微细光纤主动补偿装置，其特征在于，所述阻尼组件包括电机ⅱ(6)和磁性阻尼器(5)，其中磁性阻尼器(5)设置于所述箱体(14)上，且磁性阻尼器(5)的输入端与电机ⅱ(6)连接，电机ⅱ(6)驱动磁性阻尼器(5)旋转调整阻尼档位；磁性阻尼器(...
【专利技术属性】
技术研发人员：闫兴亚，唐元贵，阎述学，陈汐，王健，陆洋，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：
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