一种小型水下机器悬停状态及平衡调节系统

本技术涉及水下悬浮状态调节领域，具体是一种水下机器悬停状态及平衡调节系统。

背景技术：

1、随着科技的发展，一些无法用人工进行的水下作业都会投入使用到水下机器来代替工作，而使用多为小型水下机器，故这些小型水下机器的上前下浮、水下悬浮状态及平衡调节，对于其水下作业来说是及其关键的问题。参与大型潜艇的工作原理，在下潜时需要将内部水舱蓄水，而各个不同部位的水舱蓄水量不同会收不到潜艇在水下的悬停状态不同。为保持潜艇在水下的平衡也可以通过改变其重心方位来实现，即要运用到平时的水下作业，且要求低成本化和小型化。

技术实现思路

1、为解决上述背景技术中指出的问题，本实用新型提供了一种小型水下机器悬停状态及平衡调节系统，以达到小型水下作业机器需要上前下浮、水下悬浮状态及平衡调节，及低成本化和小型化的要求。

2、实现本实用新型目的的技术方案是：

3、一种小型水下机器悬停状态及平衡调节系统，包括机箱、悬停状态调节机构和平衡调节机构，其中：

4、悬停状态调节机构以机箱横向中间平面镜像对称安装分布于机箱前后舱段，该机构包括水箱、高压气瓶和电磁阀门，水箱、高压气瓶分别固定安装在机箱上，高压气瓶安装在水箱一侧，高压气瓶瓶口与电磁阀门连通，电磁阀门通过管道与水箱上端进气口连通，控制高压气体的输入，水箱上端出气口通过管道与另一电磁阀门连通，该电磁阀门与机箱上方出气口连通，下潜时控制水箱气体排出；

5、平衡调节机构安装在机箱中间舱段，用于调节机器整体重心，该机构包括驱动装置和分别与驱动装置连接横向调整装置及纵向调整装置，纵向调整装置与横向调整装置中的横向丝杠配合，该横向丝杠与机箱固定安装，且与驱动装置通过主动齿轮、从动齿轮配合，通过主动齿轮和电机轴传递驱动扭矩，调节整体重心。

6、进一步的，所述电磁阀门包括第一电磁阀门、第二电磁阀门和第三电磁阀门；所述管道包括第一管道、第二管道、第三管道和第四管道，其中：

7、第一管道与水箱进气口连通，第一电磁阀门一端与高压气瓶输入口连通，另一端通过第一管道与高压气瓶输出口连通，该输出口与水箱连通，控制水箱和高压气体的通道开关；

8、第二管道与水箱上端排水口连通，第二电磁阀门一端与机箱排水口连通，另一端与第二管道连通，控制排水或排气；

9、第三管道与水箱下端进水口连通，第三机箱下端进水口连通，第三电磁阀门一端与第三管道连通，另一端与第四管道连通，控制水的排入。

10、进一步的，所述横向调整装置，包括第一横向丝杠、第二横向丝杠、第一从动齿轮和第二从动齿轮，其中，第一横向丝杠一端通过光轴与第一从动齿轮连接，第二横向丝杠通过光轴与第二从动齿轮连接，且第一从动齿轮和第二从动齿轮参数相等，相互配合同步转动，第一横向丝杠、第二横向丝杠安装在机箱同一水平面上，且位于机箱中间舱段偏下方位置。

11、进一步的，所述驱动装置，包括第一驱动电机和主动齿轮，第一驱动电机与第一从动齿轮水平连接，主动齿轮安装在第一驱动电机的轴上，且与从动齿轮配合传动，为横向调整装置提供动力。

12、进一步的，所述纵向调整装置，包括纵向丝杠、第二驱动电机、负载丝母及横向移动平台，横向移动平台配合安装在第一横向丝杠和第二横向丝杠上，进行横向前后的往复运动，调整机器重心的横向前后位置；第二驱动电机安装在横向移动平台一端，纵向丝杠安装在横向移动平台上，该纵向丝杠的光轴一端通过联轴器与第二驱动电机相连，负载丝母安装在纵向丝杠上，且与横向移动平台的凹槽嵌合，通过第二驱动电机的驱动，沿纵向丝杠作往复运动，调整机器的纵向重心位置。

13、本实用新型的有益效果是：通过上述结构，参考大型潜艇上浮下潜、悬停状态及平衡调整的原理，通过整体前后两侧的悬停状态调整机构及各电磁阀门间的配合控制，完成水箱的排气进水、排水进气等操作，再控制前后水箱的进水量，便可实现机器的下潜上浮和悬停状态调整工作；通过平衡调节机构中横向调整装置和纵向调整装置的配合，调整驱动电机，实现机器在水中重心的调整，使机器保持平衡，而且相对于大型潜艇系统，实现了低成本化和小型化，结构简单，便于小型水下机器中的应用，各机构间配合紧密，保证了运转过程中的稳定性。

技术特征：

1.一种小型水下机器悬停状态及平衡调节系统，其特征是：包括机箱、悬停状态调节机构和平衡调节机构，其中：

2.根据权利要求1所述的小型水下机器悬停状态及平衡调节系统，其特征是：所述电磁阀门包括第一电磁阀门、第二电磁阀门和第三电磁阀门；所述管道包括第一管道、第二管道、第三管道和第四管道，其中：

3.根据权利要求1所述的小型水下机器悬停状态及平衡调节系统，其特征是：所述横向调整装置，包括第一横向丝杠、第二横向丝杠、第一从动齿轮和第二从动齿轮，其中，第一横向丝杠一端通过光轴与第一从动齿轮连接，第二横向丝杠通过光轴与第二从动齿轮连接，且第一从动齿轮和第二从动齿轮参数相等，相互配合同步转动，第一横向丝杠、第二横向丝杠安装在机箱同一水平面上，且位于机箱中间舱段偏下方位置。

4.根据权利要求1所述的小型水下机器悬停状态及平衡调节系统，其特征是：所述驱动装置，包括第一驱动电机和主动齿轮，第一驱动电机与第一从动齿轮水平连接，主动齿轮安装在第一驱动电机的轴上，且与从动齿轮配合传动，为横向调整装置提供动力。

5.根据权利要求1所述的小型水下机器悬停状态及平衡调节系统，其特征是：所述纵向调整装置，包括纵向丝杠、第二驱动电机、负载丝母及横向移动平台，横向移动平台配合安装在第一横向丝杠和第二横向丝杠上，进行横向前后的往复运动，调整机器重心的横向前后位置；第二驱动电机安装在横向移动平台一端，纵向丝杠安装在横向移动平台上，该纵向丝杠的光轴一端通过联轴器与第二驱动电机相连，负载丝母安装在纵向丝杠上，且与横向移动平台的凹槽嵌合，通过第二驱动电机的驱动，沿纵向丝杠作往复运动，调整机器的纵向重心位置。

技术总结
本技术公开了一种小型水下机器悬停状态及平衡调节系统，该系统包括机箱、悬停状态调节机构和平衡调节机构，其中：悬停状态调节机构以机箱横向中间平面镜像对称安装分布于机箱前后舱段，平衡调节机构安装在机箱中间舱段，用于调节机器整体重心，该机构包括驱动装置和分别与驱动装置连接横向调整装置及纵向调整装置，纵向调整装置与横向调整装置中的横向丝杠配合，该横向丝杠与机箱固定安装，且与驱动装置通过主动齿轮、从动齿轮配合，通过主动齿轮和电机轴传递驱动扭矩，调节整体重心。相对于大型潜艇系统，实现了低成本化和小型化，结构简单，便于小型水下机器中的应用，各机构间配合紧密，保证了运转过程中的稳定性。

技术研发人员：韦秀乾,邓有为,刘泽皓,黄旦远,邓志恺
受保护的技术使用者：桂林电子科技大学
技术研发日：20221219
技术公布日：2024/1/12