本实用新型专利技术涉及一种用于水下机器人的抗倾覆装置，其包括浮力桶、基座、A小臂、小臂驱动电机、A连杆、联动杆、大臂、B连杆、B小臂和大臂驱动电机；大臂驱动电机的输出轴与大臂的底部中间安装轴固定连接，大臂一端与A小臂的中部安装孔铰接，大臂另一端与B小臂的中部安装孔铰接；大臂中间安装轴与联动杆中间安装孔铰接，联动杆两端分别通过A连杆和B连杆的与A小臂和B小臂端部连接，A小臂另一端固定连接浮力桶；B小臂另一端连接重块。采用本实用新型专利技术可在浮力桶和重块的双重作用下产生稳定的抗倾覆反力矩，且响应快、精度高，该力矩可长时间保持且不消耗能源，与现有方法比较，减少了推进器的磨损，有很好的推广应用价值。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种抗倾覆装置，具体地说是一种用于水下机器人的抗倾覆装置。
技术介绍
随着海洋、江河的开发，水下工程的规模越来越大，水下环境恶劣危险，人的潜水深度有限，长时间进行潜水工作会对人身体造成损害，所以水下机器人已成为开发海洋的重要工具，其应用已越来越广泛。但水下机器人在工作时会受到暗流或工作时自身重心变化等的影响而产生倾覆，这对于水下机器人顺利完成工作是非常不利的，严重影响了其应用推广。随着技术的发展，科研人员提出了多种智能控制算法，主要是通过调整推进器的工作状态来获得抵抗倾覆的反力矩，但是这种方式会使推进器频繁的启停，加速了磨损，且不能从根本上解决重心偏移带来的倾覆影响。如何快速准确的产生稳定的抗倾覆反力矩是保证水下机器人高效工作的关键问题。因此设计一种用于水下机器人的抗倾覆装置变得非常必要，有利于推动水下机器人的研发与应用。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的不足，本技术提供的用于水下机器人的抗倾覆装置，能够快速的产生抗倾覆反力矩，且该力矩可根据需要长时间保持而不消耗能量。本技术所述的用于水下机器人的抗倾覆装置，包括浮力桶、基座、A小臂、小臂驱动电机、A连杆、联动杆、大臂、B连杆、B小臂和大臂驱动电机；大臂驱动电机的壳体固定安装到基座底部，大臂驱动电机的输出轴与大臂的底部中间安装轴固定连接，大臂一端与A小臂的中部安装孔铰接，大臂另一端与B小臂的中部安装孔铰接；大臂中间安装轴与联动杆中间安装孔铰接，联动杆两端分别与A连杆和B连杆的一端铰接;A连杆另一端与A小臂的一端铰接，A小臂另一端连接浮力桶连杆另一端与B小臂的一端铰接，B小臂另一端连接重块；小臂驱动电机的壳体固定安装在A小臂上，小臂驱动电机输出轴固定安装在大臂上。进一步地，所述小臂驱动电机和大臂驱动电机为带减速器步进电机，且可自锁，便于力矩的保持。进一步地，所述浮力桶与A小臂的连接方式为固定连接或转动连接。进一步地，浮力桶为流线型结构，转动安装到A小臂的一端，这样可以保证在水下机器人运动方向上，浮力桶始终处于流线型，减少行进阻力。进一步地，所述A连杆和B连杆长度相等。采用本技术的有益效果是，可在浮力桶和重块的双重作用下产生稳定的抗倾覆反力矩，且响应快、精度高，该力矩可长时间保持且不消耗能源，与现有方法比较，减少了推进器的磨损。有很好的推广应用价值。【附图说明】图1是本技术所述用于水下机器人的抗倾覆装置的三维结构图；图2是本技术所述用于水下机器人的抗倾覆装置的主视图；图3是本技术所述用于水下机器人的抗倾覆装置的俯视图；图4是本技术所述用于水下机器人的抗倾覆装置初始状态示意图。图中:1、浮力桶；2、基座；3、A小臂；4、小臂驱动电机；5、A连杆；6、联动杆；7、大臂；8、B连杆；9、B小臂；10、大臂驱动电机。【具体实施方式】下面结合附图和【具体实施方式】对本技术作进一步详细说明。如图1?图4所示，该装置包括浮力桶1、基座2、A小臂3、小臂驱动电机4、A连杆5、联动杆6、大臂7、B连杆8、B小臂9和大臂驱动电机10 ;大臂驱动电机10的壳体固定安装到基座2底部，大臂驱动电机10的输出轴与大臂7的底部中间安装轴固定连接，大臂7 一端与A小臂3的中部安装孔铰接，大臂7另一端与B小臂9的中部安装孔铰接；大臂中间安装轴与联动杆6中间安装孔铰接，联动杆6两端分别与A连杆5和B连杆8的一端铰接'k连杆5另一端与A小臂3的一端铰接，A小臂3另一端连接浮力桶I ;B连杆8另一端与B小臂9的一端铰接，B小臂9另一端连接重块；小臂驱动电机4的壳体固定安装在A小臂3上，小臂驱动电机4输出轴固定安装在大臂7上。其中，小臂驱动电机4和大臂驱动电机10为带减速器步进电机，且可自锁。浮力桶I为流线型结构，转动安装到A小臂3的一端。联动杆6的两端安装孔关于中心对称，A连杆5和B连杆8长度相等。将该装置通过基座2安装到水下机器人上，当水下机器人在水下未受到干扰平稳作业时，整个装置处于初始状态，既浮力桶I和重块位于基座2的中部，无附加力矩产生，当水下机器人受到水流等的作用发生倾覆时，控制器根据姿态传感器产生的角度偏差和加速度信号计算出所需抗倾覆反力矩的大小和方向，根据反力矩的大小计算出浮力桶I和重块的力臂，根据反力矩的的方向得出该力臂偏离初始位置的角度，至此浮力桶I和重块的位置就被确定下来，对由大臂7和A小臂3组成的串联机构进行位置反解，即可得到大臂7相对于初始位置的角度α和A小臂3相对于大臂7的角度β，控制大臂驱动电机10带动大臂7转过α角度，小臂驱动电机4带动A小臂3转过β角度，由于A小臂3、A连杆5、联动杆6、Β连杆8和B小臂9组成的联动机构，故B小臂9也会被带动转过相应的角度，这样就会在浮力桶I和重块的共同作用下产生抗倾覆反力矩，增强水下机器人的抗倾覆能力。浮力桶I为流线型结构，转动安装到A小臂3的一端，这样可以保证在水下机器人运动方向上，浮力桶I始终处于流线型，减少行进阻力；由于A小臂3、Α连杆5、联动杆6、Β连杆8和B小臂9组成的联动机构使得力矩的产生更加快速。故本技术可以产生稳定的抗倾覆反力矩，且响应快、精度高，该力矩可长时间保持且不消耗能源。须陈明，以上所述乃是本技术的较佳实施例，若以本技术的构想所作的改变，其产生的功能作用仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本技术的范围内。【主权项】1.一种用于水下机器人的抗倾覆装置，其特征在于:包括浮力桶(1)、基座(2)、A小臂(3)、小臂驱动电机⑷、A连杆(5)、联动杆(6)、大臂(7)、B连杆⑶、B小臂(9)和大臂驱动电机(10);所述大臂驱动电机(10)的壳体固定安装到基座(2)底部，大臂驱动电机(10)的输出轴与大臂(7)的底部中间安装轴固定连接，所述大臂(7) —端与A小臂(3)的中部安装孔铰接，所述大臂(7)另一端与B小臂(9)的中部安装孔铰接；所述大臂中间安装轴与联动杆￠)中间安装孔铰接，所述联动杆(6)两端分别与A连杆(5)和B连杆(8)的一端铰接；所述A连杆(5)另一端与A小臂(3)的一端铰接，所述A小臂(3)另一端连接浮力桶(I);所述B连杆⑶另一端与B小臂(9)的一端铰接，所述B小臂(9)另一端连接重块；所述小臂驱动电机(4)的壳体固定安装在A小臂(3)上，小臂驱动电机(4)输出轴固定安装在大臂(7)上。2.根据权利要求1所述的用于水下机器人的抗倾覆装置，其特征在于:所述小臂驱动电机⑷和大臂驱动电机(10)为带减速器步进电机，且可自锁。3.根据权利要求1所述的用于水下机器人的抗倾覆装置，其特征在于:所述浮力桶(I)与A小臂(3)的连接方式为固定连接或转动连接。4.根据权利要求3所述的用于水下机器人的抗倾覆装置，其特征在于:所述浮力桶(I)为流线型结构。5.根据权利要求1所述的用于水下机器人的抗倾覆装置，其特征在于:所述A连杆(5)和B连杆⑶长度相等。【专利摘要】本技术涉及一种用于水下机器人的抗倾覆装置，其包括浮力桶、基座、A小臂、小臂驱动电机、A连杆、联动杆、大臂、B连杆、B小臂和大臂驱动电机；大臂驱动电机的输出轴与大臂的底部中间安装轴固定连接，大臂一端与A小臂的中部安装孔铰接，大臂另一端与B小臂的中部安装孔铰接；本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于水下机器人的抗倾覆装置，其特征在于：包括浮力桶(1)、基座(2)、A小臂(3)、小臂驱动电机(4)、A连杆(5)、联动杆(6)、大臂(7)、B连杆(8)、B小臂(9)和大臂驱动电机(10)；所述大臂驱动电机(10)的壳体固定安装到基座(2)底部，大臂驱动电机(10)的输出轴与大臂(7)的底部中间安装轴固定连接，所述大臂(7)一端与A小臂(3)的中部安装孔铰接，所述大臂(7)另一端与B小臂(9)的中部安装孔铰接；所述大臂中间安装轴与联动杆(6)中间安装孔铰接，所述联动杆(6)两端分别与A连杆(5)和B连杆(8)的一端铰接；所述A连杆(5)另一端与A小臂(3)的一端铰接，所述A小臂(3)另一端连接浮力桶(1)；所述B连杆(8)另一端与B小臂(9)的一端铰接，所述B小臂(9)另一端连接重块；所述小臂驱动电机(4)的壳体固定安装在A小臂(3)上，小臂驱动电机(4)输出轴固定安装在大臂(7)上。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：朱建鑫，温亚楠，于军，
申请(专利权)人：青岛市光电工程技术研究院，
类型：新型
国别省市：山东;37
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