[发明专利]一种轻型无人水下机器人操舵装置有效

专利信息
申请号: 201611129267.6 申请日: 2016-12-09
公开(公告)号: CN108216536B 公开(公告)日: 2019-09-06
发明(设计)人: 陈冰冰;朱兴华;林扬;郑荣;汤哲 申请(专利权)人: 中国科学院沈阳自动化研究所
主分类号: B63G8/18 分类号: B63G8/18;B63H25/06
代理公司: 沈阳科苑专利商标代理有限公司 21002 代理人: 汪海
地址: 110016 辽*** 国省代码: 辽宁;21
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摘要:
搜索关键词: 水平舵 垂直 无人水下机器人 舵机 舵叶 操舵装置 垂直设置 折弯部 安装空间 异形 转动 干涉
【说明书】:

发明涉及无人水下机器人领域,具体地说是一种轻型无人水下机器人操舵装置,包括水平舵叶、垂直舵叶、水平舵叉、垂直舵叉、水平舵叉连杆、垂直舵叉连杆、水平舵机和垂直舵机,其中水平舵叉和垂直舵叉相互垂直设置于轻型无人水下机器人尾部内,在所述垂直舵叉的中部设有一个折弯部,所示水平舵叉中部设置于所述折弯部中,水平舵机通过水平舵叉连杆与水平舵叉相连,垂直舵机通过垂直舵叉连杆与垂直舵叉相连,所述水平舵叉两端分别与水平舵叶相连,所述垂直舵叉两端分别与垂直舵叶相连。本发明利用两个异形舵叉实现垂直舵叶和水平舵叶的操纵,且所述两个舵叉相互垂直设置,转动时不会发生干涉,有效节省安装空间。

技术领域

本发明涉及无人水下机器人领域,具体地说是一种轻型无人水下机器人操舵装置。

背景技术

无人水下机器人在水下主要是依靠操舵装置来实现其多个自由度的运动控制,如上浮、下潜、定深、定高等,故操舵装置在无人水下机器人中占据着至关重要的位置。操舵装置一般布置在无人水下机器人尾部推进器的前侧或后侧,而无人水下机器人尾部通常呈锥形,因此安装操舵装置的空间十分有限,特别是对于轻型无人水下机器人来说,由于其载体本身直径较小,再加上尾部的锥形结构,预留给操舵装置的安装空间就更加有限了,这对操舵装置的设计提出了严格的要求。

目前,重型无人水下机器人的垂直舵和水平舵一般采用前后错开方式布置,在载体长度方向上需要较长的安装空间。便携式无人水下机器人的垂直舵和水平舵布置在载体同一截面,但一般都是采用三个舵机(水平舵采用联动方式、垂直舵采用单独舵机驱动)或四个舵机(水平舵和垂直舵采用单独舵机驱动)实现操舵控制,结构较复杂、重量大、可靠性低。对于空间狭小的轻型水下机器人来说,若采用这两种方式会出现空间利用率低、结构复杂、重量增大等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轻型无人水下机器人操舵装置,利用两个异形舵叉实现垂直舵叶和水平舵叶的操纵,且所述两个舵叉相互垂直设置,转动时不会发生干涉,有效节省安装空间,另外两个舵机上的舵柄、舵叉连杆和舵叉分别形成一个平行四边形连杆机构来实现操舵,结构简单且驱动可靠。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:

一种轻型无人水下机器人操舵装置,包括水平舵叶、垂直舵叶、水平舵叉、垂直舵叉、水平舵叉连杆、垂直舵叉连杆、水平舵机和垂直舵机,其中水平舵叉和垂直舵叉相互垂直设置于轻型无人水下机器人尾部内,在所述垂直舵叉的中部设有一个折弯部,所述水平舵叉中部设置于所述折弯部中,水平舵机通过水平舵叉连杆与水平舵叉相连,垂直舵机通过垂直舵叉连杆与垂直舵叉相连,所述水平舵叉两端分别与水平舵叶相连,所述垂直舵叉两端分别与垂直舵叶相连。

所述水平舵叉上设有两个水平舵叶连接部和一个第一舵杆连接部,且所述两个水平舵叶连接部分设于所述水平舵叉同一侧两端,在所述水平舵叉另一侧的一端设有所述第一舵杆连接部,所述水平舵叶连接部与所述水平舵叶的舵轴相连,所述第一舵杆连接部与所述水平舵叉连杆相连。

所述水平舵叉连杆通过一个舵柄与所述水平舵机的输出轴相连,且所述水平舵机输出轴上的舵柄、水平舵叉连杆和水平舵叉构成一竖直平面上的连杆机构。

在所述水平舵叶连接部上设有与所述水平舵叶的舵轴相连的连接方孔,所述水平舵叶连接部外侧设有两个调整支板,且所述两个调整支板之间的空隙与所述连接方孔相通,在每个调整支板上均设有调整孔,所述连接方孔通过一螺栓穿过所述两个调整支板上的调整孔后与一螺母相连实现紧固。

所述垂直舵叉上设有两个垂直舵叶连接部和一个第二舵杆连接部,所述两个垂直舵叶连接部分设于所述垂直舵叉同一侧两端,在所述垂直舵叉另一侧的一端设有所述第二舵杆连接部,所述垂直舵叶连接部与所述垂直舵叶的舵轴相连,所述第二舵杆连接部与所述垂直舵叉连杆相连。

所述垂直舵叉连杆通过一个舵柄与所述垂直舵机的输出轴相连,且所述垂直舵机输出轴上的舵柄、垂直舵叉连杆和垂直舵叉构成一水平平面上的连杆机构。

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