一種水下機器人重心調節裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種重心調節裝置，具體涉及一種水下機器人重心調節裝置。
【背景技術】
[0002]水下機器人是是現代海洋探測，水下作業必不可少的工具。水下機器人往往會安裝機械手、抄網等作業工具，并且會攜帶攝像頭以及多種水下設備，隨著人們對海洋、湖泊的不斷探索，以及在水產養殖中的應用越來越廣泛，對其水下完成作業時的動作完成度和協調性的要求也越來越高，而水下機器人重心調節是完成各種動作和保持整體結構平穩性的關鍵。
[0003]目前水下機器人普遍存在重心調節裝置占用空間大的問題，依靠移動重物調節重心的方式一般是添加金屬重物，空間利用率也不高。
[0004]另外，目前水下機器人的電池一般安裝在水下機器人的密封主艙內或者是用單獨的電池艙安裝并且外露在水中，這使得機器人或航行器的整體體積會比較大。
[0005]由于體積和重量的原因，電池容量也不能做到比較大，這對水下機器人或航行器的續航能力有很大的影響。
[0006]公開號為CN104773272A的中國專利文獻公開了 “一種作業型水下機器人重心調節裝置”，該重心調節裝置使重塊與絲桿浮動連接，重量承載在直線導軌上，避免因滾珠絲桿承載重量發生形變影響傳動，同時也降低了滾珠絲桿的直徑，減輕了系統重量，實現了水下機器人在俯仰和橫滾兩個方向上的重心調節，但是該水下機器人重心調節裝置依舊是利用附加的重塊去調節重心，依舊存在需要騰出單獨的空間擺放電池，電池容量不宜過大，空間利用率不高等問題。
【發明內容】
[0007]為克服現有技術的不足，本發明設計了一種水下機器人重心調節裝置，本水下機器人重心調節裝置在現有水下機器人重心調節裝置上進行改進，將水下機器人電池充當重物安裝在重心調節裝置里面，設計出一種結構緊湊，體積小，安裝方便的水下機器人重心調節裝置，同時能夠提高水下機器人的作業續航能力。
[0008]為實現上述技術方案，本發明提供了一種水下機器人重心調節裝置，包括玻璃前罩、外殼后端蓋、外殼前端蓋、密封蓋和外殼，所述外殼前端蓋和外殼后端蓋分別安裝在外殼的前后兩個端面，玻璃前罩安裝在外殼前端蓋的前端，本裝置還包括前支撐板、后支撐板、步進電機、控制單元、絲桿、直線滑桿、電池箱、和滑塊，所述前支撐板安裝在外殼前端蓋后側，所述后支撐板安裝在外殼后端蓋前側，絲桿的前后兩端分別安裝在前支撐板和后支撐板上，所述絲桿的前端通過同步輪及同步帶與步進電機連接，直線滑桿安裝在絲桿的下方，直線滑桿的前后兩端分別固定在前支撐板和后支撐板上，滑塊活動安裝在絲桿上，直線滑桿橫向穿過滑塊，電池箱安裝在滑塊的下端，所述電池箱的箱體外側配有配重碟，電池箱通過螺旋電源線管與步進電機連接，無線控制單元安裝在外殼前端蓋和前支撐板之間形成的空腔內。
[0009]在上述技術方案中，玻璃前罩內安裝有攝像機，用于拍攝水下的畫面，電池箱用于為步進電機、控制單元及機器人內其它電子設備提供電源，同時可以根據機器人的行動需求在電池箱的箱體外側配置不同重量的配重碟，以便更好調節機器人重心，同時通過步進電機驅動絲桿，調節絲桿上滑塊的位置，滑塊帶動電池箱移動，由于電池箱本身的重量以及電池箱上配備的配重碟，隨著電池箱在本裝置中位置的移動，不斷的調節整個裝置的重心，通過控制單元可以根據水下機器人拍攝的畫面不斷調節電機的運轉，從而調節電池箱在殼體內的位置，以便找到最優的重心位置，保證水下作業的正常進行，由于電池箱安裝在殼體空腔內，不需要單獨配備專有的擺放空間，大大提高了本裝置的空間利用率。
[0010]優選的，所述電池箱包括電池箱體、電池和電池箱端蓋，電池安裝在電池箱體內，電池箱端蓋安裝在電池箱體的一端，實現電池的密封，所述電池與電池箱體接觸的前、后、左、右、上、下六個端面的內側均設置有防撞的橡膠墊，所述電池箱體前、后、左、右四個端面的外側均裝配有不同重量的配重碟；電池封裝在電池箱體內，為防止電池箱體移動時，安裝在電池箱體內的電池和電池箱體的端面碰撞而造成電池損壞，特在電池箱體內的六個端面設置橡膠墊用于保護電池，電池箱端蓋的設計方便電池的更換，配重碟的設計更加方便電池箱重量的調整。
[0011]優選的，所述電池箱下方安裝有滾珠固定條，所述滾珠固定條上均勻布置有滾珠，電池箱體的下表面與滾珠接觸，滾珠設計可以減少電池箱在移動過程中的摩擦力，節約能耗。
[0012]優選的，所述前支撐板內側上設置有前限位開關，所述后支撐板內側上設置有后限位開關，前限位開關用于限制電池箱向前移動的最大距離，后限位開關用于限制電池箱向后移動的最大距離，一旦電池箱與前限位開關或者后限位開關接觸，電池箱自動停止運動。
[0013]優選的，所述絲桿的前端安裝有前止推軸承，所述絲桿的后端安裝有后止推軸承，前止推軸承處設置有調節碟盤，用于調節止推軸承限制絲杠的力度。
[0014]優選的，所述后支撐板內側安裝有測量電池箱運動距離的激光測距探頭，通過激光測距探頭可以精確采集電池箱的運動距離，以便精確控制電池箱的停止位置，從而精確調節水下機器人的重心。
[0015]與現有技術相比，本發明提供的一種水下機器人重心調節裝置的有益效果在于:I)本發明采用一根絲杠用來帶動電池箱移動，一根滑桿用來限制所掛電池箱擺動以及用來承接電池箱大部分重量，能減小驅動電機在轉動絲桿帶動重物的阻力，從而在電機選型上可以縮小驅動電機的體積;2)本發明中將電池箱以及所安裝的電池作為重心調節的重物，將重心調節裝置和電池艙結合在一起，能有效減小水下機器人或水下航行器的尺寸和重量，使水下機器人的體積變小，重量變輕;3)本發明的電池箱體上可另外安裝配重盤，方便電池箱重量的調節;4)本發明將水下機器人使用電池作為重物調節重心的方法，能有效地減小水下機器人的整體尺寸，不用負重多余的金屬材質的重物，同時能夠增加電池組的容量，提高水下機器人的續航能力以及作業能力。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明的結構示意圖。
[0017]圖2為本發明中電池箱的結構示意圖。
[0018]圖中:11、玻璃前罩；12、密封接頭；13、外殼后端蓋；14、外殼前端蓋；15、密封蓋；16、外殼；20、前止推軸承;21、后止推軸承；22、調節碟盤;23、同步輪及同步帶；24、步進電機;25、控制單元;30、絲桿;31、直線滑桿;32、滑塊；40、滾珠;41、后支撐板;42、前限位開關;43、后限位開關;44、滾珠固定條;45、前支撐板;46、螺旋電源線管;47、激光測距探頭；
50、電池箱;51、電池箱體;52、電池;53、電池箱端蓋;54、配重碟;55、橡膠墊。
【具體實施方式】
[0019]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。本領域普通人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，均屬于本發明的保護范圍。
[0020]實施例:一種水下機器人重心調節裝置。
[0021]參照圖1所示，一種水下機器人重心調節裝置，包括玻璃前罩11、外殼后端蓋13、外殼前端蓋14、密封蓋15和外殼16，所述外殼16與外殼前端蓋14接觸處設置有密封接頭12，外殼前端蓋14和外殼后端蓋13分別安裝在外殼16的前后兩個端面，外殼16和玻璃前罩11安裝在外殼前端蓋14的前端，本裝置還包括前支撐板45、后支撐板41、步進電機24、控制單元25、絲桿30、直線滑桿31、電池箱50、和滑塊32，所述前支撐板45安裝在外殼前端蓋14后側，所述后支撐板41安裝在外殼后端蓋13前側，絲桿30的前后兩端分別安裝在前支撐板45和后支撐板41上，所述絲桿30的前端通過同步輪及同步帶23與步進電機24連接，直線滑桿31安裝在絲桿30的下方，直線滑桿31的前后兩端分別固定在前支撐板45和后支撐板41上，滑塊32活動安裝在絲桿30上，直線滑桿31橫向穿過滑塊32，電池箱50安裝在滑塊32的下端，所述電池箱50的箱體外側配有配重碟54，電池箱50通過螺旋電源線管46與步進電機24連接，無線控制單元25安裝在外殼前端蓋14和前支撐板45之間形成的空腔內。
[0022]在上述技術方案中，玻璃前罩11內安裝有攝像機，用于拍攝水下的畫面，電池箱50用于為步進電機24、控制單元25及機器人內其它電子設備提供電源，同時可以根據機器人的行動需求在電池箱50的箱體外側配置不同重量的配重碟54，以便更好調節機器人重心，同時通過步進電機24驅動絲桿30，調節絲桿30上滑塊32的位置，滑塊32帶動電池箱50移動，由于電池箱50本身的重量以及電池箱50上配備的配重碟54，隨著電池箱50在本裝置中位置的移動，不斷的調節整個裝置的重心，直線滑桿31用來限制所掛電池箱50擺動以及用來承接電池箱50大部分重量，能減小步進電機24在轉動絲桿30帶動電池箱50的阻力；通過控制單元25可以根據水下機器人拍攝的畫面不斷調節步進電機24的運轉，從而調節電池箱50在殼體內的位置，以便找到最優的重心位置，保證水下作業的正常進行，由于電池箱50安裝在殼體空腔內，不需要單獨配備專有的擺放空間，大大提高了本裝置的空間利用率。
[0023]參照圖2所示，所述電池箱50包括電池箱體51、電池52和電池箱端蓋53，電池52安裝在電池箱體51內，電池箱端蓋53安裝在電池箱體51的一端，實現電池的密封，所述電池52與電池箱體51接觸的前、后、左、右、上、下六個端面的內側均設置有防撞的橡膠墊55，所述電池箱體51前、后、左、右四個端面的外側均裝配有不同重量的配重碟54;電池52封裝在電池箱體51內，為防止電池箱體51移動時，安裝在電池箱體51內的電池52和電池箱體51的端面碰撞而造成電池52損壞，特在電池箱體51內的六個端面設置橡膠墊55用于保護電池52，電池箱端蓋53的設計方便電池52的更換，配重碟54的設計更加方便電池箱50重量的調整。
[0024]參照圖1所示，所述電池箱50下方安裝有滾珠固定條44，所述滾珠固定條44上均勻布置有滾珠40，電池箱體51的下表面與滾珠40接觸，滾珠40設計可以減少電池箱50在移動過程中的摩擦力，節約能耗。
[0025]參照圖1所示，所述前支撐板45內側上設置有前限位開關42，所述后支撐板41內側上設置有后限位開關43，前限位開關42用于限制電池箱50向前移動的最大距離，后限位開關43用于限制電池箱50向后移動的最大距離，運動過程中，一旦電池箱50與前限位開關42或者后限位開關43接觸，電池箱50自動停止運動。
[0026]參照圖1所示，所述絲桿30的前端安裝有前止推軸承20，所述絲桿30的后端安裝有后止推軸承21，前止推軸承20處設置有調節碟盤22，用于調節止推軸承20限制絲杠30的力度。
[0027]參照圖1所示，所述后支撐板41內側安裝有測量電池箱50運動距離的激光測距探頭47，通過激光測距探頭47可以精確采集電池箱50的運動距離，以便精確控制電池箱50的停止位置，從而精確調節水下機器人的重心。
[0028]以上所述為本發明的較佳實施例而已，但本發明不應局限于該實施例和附圖所公開的內容，所以凡是不脫離本發明所公開的精神下完成的等效或修改，都落入本發明保護的范圍。
【主權項】
1.一種水下機器人重心調節裝置，包括玻璃前罩(U)、外殼后端蓋(13)、外殼前端蓋(14)、密封蓋(15)和外殼(16)，所述外殼前端蓋(14)和外殼后端蓋(13)分別安裝在外殼(16)的前后兩個端面，玻璃前罩(11)安裝在外殼前端蓋(14)的前端，其特征在于:還包括前支撐板(45)、后支撐板(41)、步進電機(24)、控制單元(25)、絲桿(30)、直線滑桿(31)、電池箱(50)、和滑塊(32)，所述前支撐板(45)安裝在外殼前端蓋(14)后側，所述后支撐板(41)安裝在外殼后端蓋(13)前側，絲桿(30)的前后兩端分別安裝在前支撐板(45)和后支撐板(41)上，所述絲桿(30)的前端通過同步輪及同步帶(23)與步進電機(24)連接，直線滑桿(31)安裝在絲桿(30)的下方，直線滑桿(31)的前后兩端分別固定在前支撐板(45)和后支撐板(41)上，滑塊(32)活動安裝在絲桿(30)上，直線滑桿(31)橫向穿過滑塊(32)，電池箱(50)安裝在滑塊(32)的下端，所述電池箱(50)的箱體外側配有配重碟(54)，電池箱(50)通過螺旋電源線管(46)與步進電機(24)連接，無線控制單元(25)安裝在外殼前端蓋(14)和前支撐板(45)之間形成的空腔內。2.如權利要求1所述的水下機器人重心調節裝置，其特征在于:所述電池箱(50)包括電池箱體(51)、電池(52 )和電池箱端蓋(53 )，電池(52 )安裝在電池箱體(51)內，電池箱端蓋(53 )安裝在電池箱體(51)的一端，實現電池的密封，所述電池(52 )與電池箱體(51)接觸的前、后、左、右、上、下六個端面的內側均設置有防撞的橡膠墊(55)，所述電池箱體(51)前、后、左、右四個端面的外側均裝配有不同重量的配重碟(54)。3.如權利要求2所述的水下機器人重心調節裝置，其特征在于:所述電池箱(50)下方安裝有滾珠固定條(44)，所述滾珠固定條(44)上均勻布置有滾珠(40)，電池箱體(51)的下表面與滾珠(40)接觸。4.如權利要求1或3所述的水下機器人重心調節裝置，其特征在于:所述前支撐板(45)內側上設置有前限位開關(42)，所述后支撐板(41)內側上設置有后限位開關(43)。5.如權利要求4所述的水下機器人重心調節裝置，其特征在于:所述絲桿(30)的前端安裝有前止推軸承(20)，所述絲桿(30)的后端安裝有后止推軸承(21)。6.如權利要求5所述的水下機器人重心調節裝置，其特征在于:所述后支撐板(41)內側安裝有測量電池箱(50)運動距離的激光測距探頭(47)。
【專利摘要】本發明提供了一種水下機器人重心調節裝置，包括外殼后端蓋和外殼前端蓋，外殼前端蓋和外殼后端蓋分別安裝在外殼的前后兩個端面，玻璃前罩安裝在外殼前端蓋的前端，本裝置還包括前支撐板和后支撐板，前支撐板安裝在外殼前端蓋后側，后支撐板安裝在外殼后端蓋前側，絲桿的前后兩端分別安裝在前支撐板和后支撐板上，絲桿的前端通過同步輪及同步帶與步進電機連接，直線滑桿安裝在絲桿的下方，滑塊安裝在絲桿上，直線滑桿穿過滑塊，電池箱安裝在滑塊的下端，電池箱箱體外側配有配重碟，電池箱通過螺旋電源線管與步進電機連接。本發明將水下機器人電池箱充當重物安裝在重心調節裝置里面，結構緊湊，安裝方便，能夠提高水下機器人的作業續航能力。
【IPC分類】B63G8/26, B63C11/52
【公開號】CN105711782
【申請號】CN201610047281
【發明人】周艷紅, 楊海東, 林凱煌, 謝克慶
【申請人】佛山市南海區廣工大數控裝備協同創新研究院