一种轻型无人水下机器人操舵装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及无人水下机器人领域，具体地说是一种轻型无人水下机器人操舵装置，包括水平舵叶、垂直舵叶、水平舵叉、垂直舵叉、水平舵叉连杆、垂直舵叉连杆、水平舵机和垂直舵机，其中水平舵叉和垂直舵叉相互垂直设置于轻型无人水下机器人尾部内，在所述垂直舵叉的中部设有一个折弯部，所示水平舵叉中部设置于所述折弯部中，水平舵机通过水平舵叉连杆与水平舵叉相连，垂直舵机通过垂直舵叉连杆与垂直舵叉相连，所述水平舵叉两端分别与水平舵叶相连，所述垂直舵叉两端分别与垂直舵叶相连。本发明专利技术利用两个异形舵叉实现垂直舵叶和水平舵叶的操纵，且所述两个舵叉相互垂直设置，转动时不会发生干涉，有效节省安装空间。

【技术实现步骤摘要】
一种轻型无人水下机器人操舵装置
本专利技术涉及无人水下机器人领域，具体地说是一种轻型无人水下机器人操舵装置。
技术介绍
无人水下机器人在水下主要是依靠操舵装置来实现其多个自由度的运动控制，如上浮、下潜、定深、定高等，故操舵装置在无人水下机器人中占据着至关重要的位置。操舵装置一般布置在无人水下机器人尾部推进器的前侧或后侧，而无人水下机器人尾部通常呈锥形，因此安装操舵装置的空间十分有限，特别是对于轻型无人水下机器人来说，由于其载体本身直径较小，再加上尾部的锥形结构，预留给操舵装置的安装空间就更加有限了，这对操舵装置的设计提出了严格的要求。目前，重型无人水下机器人的垂直舵和水平舵一般采用前后错开方式布置，在载体长度方向上需要较长的安装空间。便携式无人水下机器人的垂直舵和水平舵布置在载体同一截面，但一般都是采用三个舵机(水平舵采用联动方式、垂直舵采用单独舵机驱动)或四个舵机(水平舵和垂直舵采用单独舵机驱动)实现操舵控制，结构较复杂、重量大、可靠性低。对于空间狭小的轻型水下机器人来说，若采用这两种方式会出现空间利用率低、结构复杂、重量增大等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种轻型无人水下机器人操舵装置，利用两个异形舵叉实现垂直舵叶和水平舵叶的操纵，且所述两个舵叉相互垂直设置，转动时不会发生干涉，有效节省安装空间，另外两个舵机上的舵柄、舵叉连杆和舵叉分别形成一个平行四边形连杆机构来实现操舵，结构简单且驱动可靠。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种轻型无人水下机器人操舵装置，包括水平舵叶、垂直舵叶、水平舵叉、垂直舵叉、水平舵叉连杆、垂直舵叉连杆、水平舵机和垂直舵机，其中水平舵叉和垂直舵叉相互垂直设置于轻型无人水下机器人尾部内，在所述垂直舵叉的中部设有一个折弯部，所述水平舵叉中部设置于所述折弯部中，水平舵机通过水平舵叉连杆与水平舵叉相连，垂直舵机通过垂直舵叉连杆与垂直舵叉相连，所述水平舵叉两端分别与水平舵叶相连，所述垂直舵叉两端分别与垂直舵叶相连。所述水平舵叉上设有两个水平舵叶连接部和一个第一舵杆连接部，且所述两个水平舵叶连接部分设于所述水平舵叉同一侧两端，在所述水平舵叉另一侧的一端设有所述第一舵杆连接部，所述水平舵叶连接部与所述水平舵叶的舵轴相连，所述第一舵杆连接部与所述水平舵叉连杆相连。所述水平舵叉连杆通过一个舵柄与所述水平舵机的输出轴相连，且所述水平舵机输出轴上的舵柄、水平舵叉连杆和水平舵叉构成一竖直平面上的连杆机构。在所述水平舵叶连接部上设有与所述水平舵叶的舵轴相连的连接方孔，所述水平舵叶连接部外侧设有两个调整支板，且所述两个调整支板之间的空隙与所述连接方孔相通，在每个调整支板上均设有调整孔，所述连接方孔通过一螺栓穿过所述两个调整支板上的调整孔后与一螺母相连实现紧固。所述垂直舵叉上设有两个垂直舵叶连接部和一个第二舵杆连接部，所述两个垂直舵叶连接部分设于所述垂直舵叉同一侧两端，在所述垂直舵叉另一侧的一端设有所述第二舵杆连接部，所述垂直舵叶连接部与所述垂直舵叶的舵轴相连，所述第二舵杆连接部与所述垂直舵叉连杆相连。所述垂直舵叉连杆通过一个舵柄与所述垂直舵机的输出轴相连，且所述垂直舵机输出轴上的舵柄、垂直舵叉连杆和垂直舵叉构成一水平平面上的连杆机构。在所述垂直舵叶连接部上设有与所述垂直舵叶相连的连接方孔，所述垂直舵叶连接部外侧设有两个调整支板，且所述两个调整支板之间的空隙与所述连接方孔相通，在每个调整支板上均设有调整孔，所述连接方孔通过一螺栓穿过所述两个调整支板上的调整孔后与一螺母相连实现紧固。所述水平舵机和垂直舵机相互垂直设置于轻型无人水下机器人尾部内。所述水平舵叶和垂直舵叶上的舵轴通过密封铜套支承可转动地安装在所述轻型无人水下机器人的尾部。在所述水平舵机和垂直舵机的输出轴上均设有舵角传感器。本专利技术的优点与积极效果为：1、本专利技术利用两个异形舵叉实现垂直舵叶和水平舵叶的操纵，且所述两个舵叉相互垂直设置，转动时不会发生干涉，有效节省安装空间，结构更加紧凑，特别适用于空间狭小的中小型水下机器人和其他回转结构上。2、本专利技术中，水平舵机上的舵柄、水平舵叉连杆和水平舵叉构成一竖直平面上的平行四边形连杆机构，垂直舵机上的舵柄、垂直舵叉连杆和垂直舵叉构成一水平平面上的平行四边形连杆机构，应用平面平行四边形连杆机构运动原理驱动舵叶转动，其结构简单且运动可靠。3、本专利技术通过安装在舵机输出轴端的舵角传感器直接检测，可以准确获得每一个时刻垂直舵和水平舵的舵角。附图说明图1为本专利技术的结构示意图，图2为图1中本专利技术的机构运动简图；图3为图1中本专利技术的俯视图；图4为图1中水平舵叉的结构示意图；图5为图1中垂直舵叉的结构示意图；图6为图1中舵柄的结构示意图，图7为图6中舵柄的另一角度结构示意图。其中，1为垂直舵叶，2为舵轴，3为固定螺母，4为水平舵叉，5为水平舵叉连杆，6为舵柄，7为舵机安装座，8为垂直舵机，9水平舵机，10为垂直舵叉连杆，11为密封铜套，12为垂直舵叉，13为舵叶固定块，14为销轴，15为舵角传感器，16为连接方孔，17为舵叉舵杆连接孔，18为水平舵叶连接部，19为水平舵叶，20为第一舵杆连接部，21为垂直舵叶连接部，22为舵柄舵杆连接孔，23为第二舵杆连接部，24为折弯部，25为舵柄连接方孔，26为调整支板，27为调整孔，28为筋板,29为舵机连接部，30为舵杆连接部。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详述。如图1～3所示，本专利技术包括水平舵叶19、垂直舵叶1、水平舵叉4、垂直舵叉12、水平舵叉连杆5、垂直舵叉连杆10、水平舵机9和垂直舵机8，其中各个舵叶设置于轻型无人水下机器人的尾部外侧，水平舵机9和垂直舵机8相互垂直设置于轻型无人水下机器人尾部内，水平舵叉4和垂直舵叉12也相互垂直设置于轻型无人水下机器人尾部内，水平舵机9通过水平舵叉连杆5与水平舵叉4相连，所述水平舵叉4两端分别与水平舵叶19相连，垂直舵机8通过垂直舵叉连杆10与垂直舵叉12相连，所述垂直舵叉12两端分别与垂直舵叶1相连，水平舵机9通过所述水平舵叉连杆5驱动所述水平舵叉4转动，所述水平舵叉4带动所述水平舵叶19转动，垂直舵机8通过所述垂直舵叉连杆10驱动所述垂直舵叉12转动，所述垂直舵叉12带动所述垂直舵叶1转动。如图4所示，所述水平舵叉4上设有两个水平舵叶连接部18和一个第一舵杆连接部20，所述两个水平舵叶连接部18分设于所述水平舵叉4同一侧两端，在所述水平舵叉4另一侧的一端设有所述第一舵杆连接部20，在所述水平舵叶连接部18上设有连接方孔16用于与所述水平舵叶19相连，所述第一舵杆连接部20用于与所述水平舵叉连杆5相连，在所述第一舵杆连接部20上设有两个连接支板，每个连接支板上均设有舵叉舵杆连接孔17，如图1所示，安装时所述水平舵叉连杆5的头端置于所述两个连接支板之间，并通过一个销轴14同时穿过两个连接支板以及所述水平舵叉4头端，从而实现水平舵叉连杆5与所述水平舵叉4相连。如图5所示，所述垂直舵叉12上设有两个垂直舵叶连接部21和一个第二舵杆连接部23，所述两个垂直舵叶连接部21分设于所述垂直舵叉12同一侧两端，在所述垂直舵叉12另一侧的一端设有所述第二舵杆连接部23，在所述垂直舵叶连接部21上设有连接方孔16用于与所述垂直本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轻型无人水下机器人操舵装置，其特征在于：包括水平舵叶(19)、垂直舵叶(1)、水平舵叉(4)、垂直舵叉(12)、水平舵叉连杆(5)、垂直舵叉连杆(10)、水平舵机(9)和垂直舵机(8)，其中水平舵叉(4)和垂直舵叉(12)相互垂直设置于轻型无人水下机器人尾部内，在所述垂直舵叉(12)的中部设有一个折弯部(24)，所述水平舵叉(4)中部设置于所述折弯部(24)中，水平舵机(9)通过水平舵叉连杆(5)与水平舵叉(4)相连，垂直舵机(8)通过垂直舵叉连杆(10)与垂直舵叉(12)相连，所述水平舵叉(4)两端分别与水平舵叶(19)相连，所述垂直舵叉(12)两端分别与垂直舵叶(1)相连。

【技术特征摘要】
1.一种轻型无人水下机器人操舵装置，其特征在于：包括水平舵叶(19)、垂直舵叶(1)、水平舵叉(4)、垂直舵叉(12)、水平舵叉连杆(5)、垂直舵叉连杆(10)、水平舵机(9)和垂直舵机(8)，其中水平舵叉(4)和垂直舵叉(12)相互垂直设置于轻型无人水下机器人尾部内，在所述垂直舵叉(12)的中部设有一个折弯部(24)，所述水平舵叉(4)中部设置于所述折弯部(24)中，水平舵机(9)通过水平舵叉连杆(5)与水平舵叉(4)相连，垂直舵机(8)通过垂直舵叉连杆(10)与垂直舵叉(12)相连，所述水平舵叉(4)两端分别与水平舵叶(19)相连，所述垂直舵叉(12)两端分别与垂直舵叶(1)相连。2.根据权利要求1所述的轻型无人水下机器人操舵装置，其特征在于：所述水平舵叉(4)上设有两个水平舵叶连接部(18)和一个第一舵杆连接部(20)，且所述两个水平舵叶连接部(18)分设于所述水平舵叉(4)同一侧两端，在所述水平舵叉(4)另一侧的一端设有所述第一舵杆连接部(20)，所述水平舵叶连接部(18)与所述水平舵叶(19)的舵轴相连，所述第一舵杆连接部(20)与所述水平舵叉连杆(5)相连。3.根据权利要求2所述的轻型无人水下机器人操舵装置，其特征在于：所述水平舵叉连杆(5)通过一个舵柄(6)与所述水平舵机(9)的输出轴相连，且所述水平舵机(9)输出轴上的舵柄(6)、水平舵叉连杆(5)和水平舵叉(4)构成一竖直平面上的连杆机构。4.根据权利要求2所述的轻型无人水下机器人操舵装置，其特征在于：在所述水平舵叶连接部(18)上设有与所述水平舵叶(19)的舵轴相连的连接方孔(16)，所述水平舵叶连接部(18)外侧设有两个调整支板(26)，且所述两个调整支板(26)之间的空隙与所述连接方孔(16)相通，在每个调整支板(26)上均设有调整孔(27)，所述连接方孔(16)通过一螺栓...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈冰冰，朱兴华，林扬，郑荣，汤哲，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁,21