用于水下滑翔机的姿态调节机构的制作方法

本发明涉及一种用于水下滑翔机的姿态调节机构。

背景技术：

1、水下滑翔机在执行探测任务中，需要按计划在预定的海域中多次往返巡游，这就需要水下滑翔机具备转弯功能，以能够改变航向；在现有水下滑翔机中，往往采用多个鳍翼根据不同转弯半径来调整偏转角度，在海水阻力的驱使下扭转水下滑翔机的航向，在这个过程中需要配备控制系统和多个机械结构同时对多个鳍翼同步调整配合，导致现有水下滑翔机存在着结构复杂的缺点。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种用于水下滑翔机的姿态调节机构，解决上述现有技术问题中的一个或多个。

2、根据本发明的一个方面，提供了一种用于水下滑翔机的姿态调节机构，其包括主轴，设置成用于安装在水下滑翔机内，且沿着水下滑翔机的长度方向延伸排布；套轴，套设在主轴上；配重部，设置在套轴的外周侧，配重部的重心偏离主轴的虚拟中心轴线；翻转驱动结构，设置成用于驱动套轴和配重部围绕主轴转动。

3、这样，在使用时，将安装有本姿态调节机构的水下滑翔机投放在预定海域中航行，当水下滑翔机需要调整航向进行转弯时，需要将两个对称设置的侧翼板由水平状态翻转为倾斜状态以提供转弯向心力，这时候翻转驱动结构开始工作，驱动套轴和配重部围绕主轴转动，由于配重部的重心偏离主轴的虚拟中心轴线，配重部在主轴上产生驱动主轴翻转的偏心力矩，由于主轴与机身固定锁紧设置，即驱动了水下滑翔机的机身周向翻转，直到该偏心力矩的力臂长度为零时，机身停止翻转，此时侧翼板翻转为倾斜状态，以为水下滑翔机的转弯提供转弯向心力；实现了自动地对机身进行翻转操作，具备自动化和结构简单的特点。

4、在一些实施方式中，翻转驱动结构包括第一驱动电机、第一传动齿轮以及第二传动齿轮；其中，第一驱动电机和第一传动齿轮传动连接，第一驱动电机和第一传动齿轮均设置在套轴上；第二传动齿轮设置在主轴外周上，第一传动齿轮与第二传动齿轮啮合配对设置。

5、这样，翻转驱动结构工作时，第一驱动电机输出转动，驱动第一传动齿轮转动，从而使得第一传动齿轮与第二传动齿轮产生相对转动，由于第二传动齿轮设置在主轴外周上，而第一驱动电机和第一传动齿轮均设置在套轴上，进而驱动套轴和配重部围绕主轴转动，由于配重部的重心偏离主轴的虚拟中心轴线，配重部在主轴上产生驱动主轴翻转的偏心力矩，由于主轴与机身固定锁紧设置，即驱动了水下滑翔机的机身周向翻转，直到该偏心力矩的力臂长度为零时，机身停止翻转，此时侧翼板翻转为倾斜状态，以为水下滑翔机的转弯提供转弯向心力。

6、在一些实施方式中，套轴上设置有第一安装座和第一轴承支撑座，第一安装座与第一轴承支撑座并列且间隔设置，第一驱动电机安装在第一安装座上，第一驱动电机的输出轴与第一传动齿轮的第一端同轴连接，第一传动齿轮的第二端通过轴承延伸设置在第一轴承支撑座上。

7、这样，由于第一安装座与第一轴承支撑座并列且间隔设置，第一驱动电机被第一安装座支撑悬空固定，第一传动齿轮的第二端被第一轴承支撑座托举，使得第一传动齿轮的齿轮盘悬空，能够在第一驱动电机的驱动下旋转，不与套轴发生干涉。

8、在一些实施方式中，套轴位于第一安装座和第一轴承支撑座之间的区域开设有延伸到位于主轴外周的第二传动齿轮的开槽，第一传动齿轮穿过开槽与第二传动齿轮啮合配对设置。

9、这样，由于第二传动齿轮固定设置在主轴上，第一驱动电机的驱动第一传动齿轮，第一传动齿轮透过开槽与第二传动齿轮啮合转动，从而带动套轴、配重部、第一安装座、第一轴承支撑座以及第一传动齿轮围绕主轴周向转动。

10、在一些实施方式中，套轴的外周上设有多个非均匀排布的安装卡口，配重部包括多个配重模块，多个配重模块分别一一对应地安装在多个安装卡口。

11、在一些实施方式中，配重模块为电池模块。

12、这样，电池模块既可以为整个设备提供运行所需的电能，还可以作为用于驱动机身周向翻转的偏心配重。

13、在一些实施方式中，还包括第二驱动电机、传动丝杆以及驱动螺母；套轴可轴向滑动地设置在主轴上，第二驱动电机与传动丝杆均设置在套轴上，第二驱动电机与传动丝杆传动连接，驱动螺母与传动丝杆啮合配对，驱动螺母设置在主轴上，以在第二驱动电机工作时，传动丝杆与驱动螺母产生位移变化，带动套轴在主轴上轴向滑动。

14、这样，水下滑翔机需要下潜时，需要将头部调整为朝下倾斜，第二驱动电机驱动传动丝杆正向转动，驱动螺母沿着传动丝杆朝靠近水下滑翔机头部的方向移动，驱动螺母带动套轴、配重部、第一安装座、第一轴承支撑座以及第一传动齿轮朝靠近水下滑翔机头部的方向移动，使得水下滑翔机的重心移动靠近头部，使得水下滑翔机的头部向下，尾部向上；当水下滑翔机需要上浮时，需要将头部调整为朝上倾斜，第二驱动电机驱动传动丝杆反向转动，驱动螺母沿着传动丝杆朝靠近水下滑翔机尾部的方向移动，驱动螺母带动套轴、配重部、第一安装座、第一轴承支撑座以及第一传动齿轮朝靠近水下滑翔机尾部的方向移动，使得水下滑翔机的重心移动靠近尾部，使得水下滑翔机的头部向上，尾部向下；使得水下滑翔机下潜或上浮过程中，其头部位置的探测部件均直接地迎面与待测海水接触，头部前方区域的海水未被水下滑翔机干扰，位于头部前方区域的海水的各项信息更加准确和真实，那么使得安装有本发明的水下滑翔机获取的水文信息更加精确。

15、在一些实施方式中，第一传动齿轮的宽度大于第二传动齿轮的宽度。这样，以使得套轴在主轴上轴向滑动时，第一传动齿轮仍与第二传动齿轮保持啮合状态。

16、在一些实施方式中，主轴的外周上设有凸环，驱动螺母上设有第一拨片和第二拨片，第一拨片和第二拨片平行间隔设置，第一拨片和第二拨片分别位于凸环的左右两侧。

17、这样，以使得驱动螺母在圆周方向上与主轴脱开，驱动螺母在轴向上与主轴锁定；以当套轴相对于主轴转动时，驱动螺母也跟随套轴一同转动；当第二驱动电机工作时，传动丝杆与驱动螺母产生位移变化，驱动螺母在轴向上与主轴锁定不变，反向驱动套轴在主轴上轴向滑动。

技术特征：

1.用于水下滑翔机的姿态调节机构，其特征在于，包括

2.根据权利要求1所述的用于水下滑翔机的姿态调节机构，其特征在于，所述翻转驱动结构包括第一驱动电机、第一传动齿轮以及第二传动齿轮；

3.根据权利要求2所述的用于水下滑翔机的姿态调节机构，其特征在于，所述套轴上设置有第一安装座和第一轴承支撑座，所述第一安装座与所述第一轴承支撑座并列且间隔设置，所述第一驱动电机安装在所述第一安装座上，所述第一驱动电机的输出轴与所述第一传动齿轮的第一端同轴连接，所述第一传动齿轮的第二端通过轴承延伸设置在所述第一轴承支撑座上。

4.根据权利要求3所述的用于水下滑翔机的姿态调节机构，其特征在于，所述套轴位于所述第一安装座和所述第一轴承支撑座之间的区域开设有延伸到位于所述主轴外周的所述第二传动齿轮的开槽，所述第一传动齿轮穿过所述开槽与第二传动齿轮啮合配对设置。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的用于水下滑翔机的姿态调节机构，其特征在于，所述套轴的外周上设有多个非均匀排布的安装卡口，所述配重部包括多个配重模块，多个所述配重模块分别一一对应地安装在多个所述安装卡口。

6.根据权利要求5所述的用于水下滑翔机的姿态调节机构，其特征在于，所述配重模块为电池模块。

7.根据权利要求3所述的用于水下滑翔机的姿态调节机构，其特征在于，还包括第二驱动电机、传动丝杆以及驱动螺母；

8.根据权利要求7所述的用于水下滑翔机的姿态调节机构，其特征在于，所述第一传动齿轮的宽度大于所述第二传动齿轮的宽度，以使得所述套轴在所述主轴上轴向滑动时，所述第一传动齿轮仍与所述第二传动齿轮保持啮合状态。

9.根据权利要求7所述的用于水下滑翔机的姿态调节机构，其特征在于，所述主轴的外周上设有凸环，所述驱动螺母上设有第一拨片和第二拨片，所述第一拨片和所述第二拨片平行间隔设置，所述第一拨片和所述第二拨片分别位于所述凸环的左右两侧，以使得所述驱动螺母在圆周方向上与所述主轴脱开，所述驱动螺母在轴向上与所述主轴锁定；以当所述套轴相对于所述主轴转动时，所述驱动螺母也跟随所述套轴一同转动；当所述第二驱动电机工作时，所述传动丝杆与所述驱动螺母产生位移变化，所述驱动螺母在轴向上与所述主轴锁定不变，反向驱动所述套轴在所述主轴上轴向滑动。

技术总结
本发明公开了一种用于水下滑翔机的姿态调节机构，包括主轴，设置成用于安装在水下滑翔机内，且沿着水下滑翔机的长度方向延伸排布；套轴，套设在主轴上；配重部，设置在套轴的外周侧，配重部的重心偏离主轴的虚拟中心轴线；翻转驱动结构，设置成用于驱动套轴和配重部围绕主轴转动。由于配重部的重心偏离主轴的虚拟中心轴线，配重部在主轴上产生驱动主轴翻转的偏心力矩，由于主轴与机身固定锁紧设置，即驱动了水下滑翔机的机身周向翻转，直到该偏心力矩的力臂长度为零时，机身停止翻转，此时侧翼板翻转为倾斜状态，以为水下滑翔机的转弯提供转弯向心力；实现了自动地对机身进行翻转操作，具备自动化和结构简单的特点。

技术研发人员：韩广辉,梁长荣,徐驰,戚永锋,尚晓东,张荣望
受保护的技术使用者：广州欧纳电子科技有限公司
技术研发日：20230428
技术公布日：2024/1/15