一种用于水下作业的变行程快速移动机构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用于水下作业的变行程快速移动机构。
【背景技术】
[0002]水下移动机构具有多领域的应用需求，如水下摄影摄像、水下目标跟踪、水下运动模拟等场合均需要使用水下移动机构，在某些特殊情况下对水下移动机构的稳定度和速度准确度具有较高的要求。
[0003]水下移动机构设计时存在较多的设计难点:首先应解决水下密封问题，由于水压随着水深增加线性增大，移动机构水密问题会随着应用水深的增加变得越发严酷；其次，因水下结构安装存在较大困难，因此对于水下移动机构其结构设计应力求简单，便于安装和拆卸；多数情况下，水下移动机构的运动行程是要求可调的，对结构设计的适应能力提出了较高要求。传统的水下移动机构设计，通常采用水下移动机器人、运动导轨等形式。水下移动机器人具有运动范围不受限制、可在平面上自由移动、且水下的运动速度可调等优点，但存在着成本高、控制复杂和负载能力有限等缺点，对于多数场合因这种方式成本过高是不适用的；对于运动导轨(或齿轮齿条)形式，其优点是由于导轨存在能够实现移动机构在水下的平稳移动，速度稳定性好，但该形式行程固定不能调节，对于大行程应用场合需要敷设较长导轨，且运动电机随着移动机构一起运动，电缆的随动较难处理。
[0004]本实用新型的水下移动机构，定滑轮支架可在平台移动导轨上移动，同时调整前进绳缆和后退绳缆的长度，通过这种方式可以调节移动平台的行程，通过绳(带)驱动方式能够以低廉的成本实现水下运动平台的快速的、变行程移动，具有较大的应用价值。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型解决的技术解决问题是:克服现有技术的不足，提供一种成本低、负载能力强、变行程且带有行程测量的水下快速移动机构，用于水下摄影摄像、水下目标跟踪、水下运动模拟等场合。
[0006]本实用新型的技术解决方案是:一种用于水下作业的变行程快速移动机构，包括基座、潜水电机、卷筒、电机安装前支架、电机安装后支架、卷筒前支架、卷筒后支架、移动平台、平台前支架、平台后支架、平台移动导轨、定滑轮支架、定滑轮、前进绳缆、后退绳缆；移动平台可以搭载各种设备，作为一个负载的承载平台，移动平台下部安装滚轮，可以在平台移动导轨(可选用槽钢)中前后移动；驱动部分选用潜水电机、联轴器、双通道卷筒的结构形式，其中潜水电机可根据应用工况进行选择，重点考虑耐压水深、驱动功率及调频范围等因素，潜水电机通过联轴器与卷筒轴连接，卷筒直径和卷筒轴向长度决定了移动机构的最大运动行程，在此行程内可以调整前进绳缆、后退绳缆的长度以及定滑轮支架位置，实现移动平台的变行程运动。
[0007]移动平台前进时，潜水电机带动卷筒顺时针转动，前进绳缆缠绕在卷筒上缩进，同时后退绳缆由卷筒上同步旋出，前进绳缆通过安装在定滑轮支架上的定滑轮实现变向，拖动移动平台前进，如后文图1所示；移动平台后退时，潜水电机带动卷筒逆时针转动，前进绳缆缠绕在卷筒上旋出，同时后退绳缆由卷筒上同步收紧，后退绳缆拖动移动平台后退，如图2所示。改变移动平台的运动行程时，需要拆卸定滑轮安装支架，在平台移动导轨上相应位置重新安装即可，平台移动方式不变，如图3所示。
[0008]进一步的，移动平台靠近基座一端设置适用于水下环境拉线位移传感器，拉线位移传感器能够对运动平台的位移和速度进行测量，拉线位移传感器在平台移动时获取平台的位置信息，反馈至运动控制箱，由运动控制箱实现移动平台的闭环控制。
[0009]本新型与现有技术相比有益效果为:
[0010](I)本新型的水下作业移动机构结构简单、成本低廉，易于实现，适应于多领域的应用，如水下摄影摄像、水下目标跟踪、水下运动模拟等场合。
[0011](2)本新型适用于不同水深，可通过选择不同规格的潜水电机进行控制，负载能力调节范围广，传动链无需减速器，效率高，响应快。
[0012](2)本发明采用绳(带)、双通道卷筒、定滑轮的驱动方式，便于实现变行程调速控制。
[0013](3)本发明采用拉线位移传感器进行位置反馈，可实现水下运动平台的位置及速度闭环控制。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型水下作业移动机构前进状态示意图；
[0015]图2为本实用新型水下作业移动机构后退状态示意图；
[0016]图3为本实用新型水下作业移动机构变行程状态示意图；
[0017]图4为本实用新型潜水电机和卷筒之间连接示意图。
[0018]其中，1-基座2-潜水电机3-卷筒4-电机安装前支架5-电机安装后支架6_卷筒前支架7-卷筒后支架8-移动平台9-平台前支架10-平台后支架11-平台移动导轨12-定滑轮支架13-定滑轮14-前进绳缆15-后退绳缆16-拉线位移传感器17-运动控制箱18-卷筒轴19-联轴器
【具体实施方式】
[0019]如图1、2所示，本发明水下作业移动机构，包括基座1、潜水电机2、卷筒3、电机安装前支架4、电机安装后支架5、卷筒前支架6、卷筒后支架7、移动平台8、平台前支架9、平台后支架10、平台移动导轨11、定滑轮支架12、定滑轮13、前进绳缆14、后退绳缆15、拉线位移传感器16、运动控制箱17。平台前支架9及平台后支架10安装于移动平台8上，移动平台8可在平台移动导轨11上前后移动；定滑轮支架12安装于平台移动导轨11终点端，基座I位于平台移动导轨11起始端；前进绳缆14和后退绳缆15分别在卷筒3的上方和下方沿卷筒3的切线方向伸出，其中前进绳缆14 一端与卷筒3连接，另一端绕过位于定滑轮支架12上的定滑轮13与平台后支架10连接，后退绳缆15 —端与卷筒3连接，另一端与平台前支架9连接；平台后支架10高度大于平台前支架9高度，适应前进绳缆14和后退绳缆15的伸出高度；拉线位移传感器16固定于移动平台8上靠近基座I的一端，拉线从拉线位移传感器16引出后与基座I连接。
[0020]所述卷筒3通过键连接到卷筒轴18上，卷筒轴18再通过联轴器19及键连接到潜水电机2的输出轴上，如图4所示；移动平台8前进时，潜水电机2带动卷筒3顺时针转动，前进绳缆14缠绕在卷筒3上缩进，同时后退绳缆15由卷筒3上同步旋出，前进绳缆14通过安装在定滑轮支架12上的定滑轮13实现变向，拖动移动平台8前进，如图1所示。移动平台8后退时，潜水电机2带动卷筒4逆时针转动，前进绳缆14缠绕在卷筒3上旋出，同时后退绳缆15由卷筒3上同步收紧，后退绳缆14拖动移动平台8后退，如图2所示。改变移动平台8的运动行程时，需要拆卸定滑轮安装支架12，在平台移动导轨11上相应位置重新安装即可，平台移动方式不变，如图3所示。
[0021]移动平台8的运动位移和速度通过拉线位移传感器16测量得到，拉线位移传感器16的测量数据由运动控制箱17采集，运动控制箱根据控制要求对潜水电机2发出控制指令进行调速和起停控制。
[0022]本发明未公开技术属本领域技术人员公知常识。
【主权项】
1.一种水下作业的变行程快速移动机构，其特征在于:包括安装在基座(I)上的潜水电机⑵和卷筒(3)、移动平台(8)、平台移动导轨(11)、定滑轮支架(12);所述潜水电机(2)和卷筒(3)之间通过联轴器(19)连接；所述移动平台(8)可在平台移动导轨(11)上前后移动；所述移动平台(8)上安装平台前支架(9)及平台后支架(10);所述卷筒(3)的上方和下方沿卷筒(3)的切线方向分别伸出前进绳缆(14)和后退绳缆(15)，所述前进绳缆(14)绕过设置于定滑轮支架(12)上的定滑轮(13)与平台后支架(10)连接，所述后退绳缆(15)与平台前支架(9)连接；所述定滑轮支架(12)在平台移动导轨(11)上的位置可调节，同时调整前进绳缆(14)和后退绳缆(15)的长度，从而可以调节移动平台(8)的行程。
2.根据权利要求1所述的一种水下作业的变行程快速移动机构，其特征在于:所述卷筒(3)通过键连接到卷筒轴(18)上，卷筒轴(18)再通过联轴器(19)及键连接到潜水电机(2)的输出轴上；潜水电机(2)正、反转带动卷筒(3)转动，卷筒(3)根据旋转方向收紧或释放前进绳缆(14)，同时释放或收紧后退绳缆(15)，带动移动平台(8)在平台移动导轨(11)上前后移动。
3.根据权利要求2所述的一种水下作业的变行程快速移动机构，其特征在于:所述平台前支架(9)及平台后支架(10)的高度分别适应后退绳缆(15)和前进绳缆(14)的伸出高度。
4.根据权利要求3所述的一种水下作业的变行程快速移动机构，其特征在于:所述基座(I)位于平台移动导轨(11)起始端，所述潜水电机(2)通过电机安装前支架(4)和电机安装后支架(5)安装于基座(I)上，卷筒(3)通过卷筒前支架(6)和卷筒后支架(7)安装于基座(I)上。
5.根据权利要求1-4任一所述的一种水下作业的变行程快速移动机构，其特征在于:所述移动平台(8)上设置拉线位移传感器(16)，所述拉线位移传感器(16)引出拉线与基座(I)连接；通过拉线位移传感器(16)测量移动平台(8)的运动位移和速度得到的数据由运动控制箱(17)采集，运动控制箱(17)根据控制要求对潜水电机(2)发出控制指令进行调速和起停控制。
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于水下作业的变行程快速移动机构，属于绳(带)驱动范畴，应用于水下跟踪移动、水下载荷运动速度模拟等领域，具体包括基座、潜水电机、联轴器、卷筒、钢丝绳、移动平台、平台移动导轨；定滑轮支架可在平台移动导轨上移动，同时调整前进绳缆和后退绳缆的长度，可以调节移动平台的行程，进一步通过拉线位移传感器采集移动平台信息并反馈到运动控制箱，运动控制箱调节频率实现对潜水电机的速度控制。与传统的水下移动机构相比，本实用新型结构简单、成本低，且仅通过调整定滑轮支架在运动导轨上的位置以及钢丝绳的长度即可实现变行程移动，简捷的传动结构能够保留电机的快速响应性能，具有较大的应用价值。
【IPC分类】B66F19-00
【公开号】CN204508745
【申请号】CN201520061909
【发明人】任乐乐, 牛立人, 解党阳, 姚纪应
【申请人】北京航天华宇科技有限公司
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年1月29日