一种水面无人艇减摇减振及电池位置调节系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种水面无人艇减摇减振及电池位置调节系统，包括支撑板、信息处理模块和陀螺仪，所述支撑板的中间连接有丝杆，且丝杆的外端安装有步进电机，所述丝杆的外侧连接有滑块，且滑块的下侧连接有第一滑轨和第二滑轨，所述滑块的上侧安装有减振悬架结构，且减振悬架结构与滑块之间安装有弹簧及阻尼模组，所述电池支撑架的上侧固定设置有二级低刚度减震器，且二级低刚度减震器的上端固定安装有上层电子元件固定板。本发明专利技术充分利用了无人艇电池重量大以及自带核心控制模块的优点，解决了水面无人艇浮态难以调整的问题；并且采用二级减振模式，解决了精密电子器件和电池摇动振动大工作环境差的问题。动振动大工作环境差的问题。动振动大工作环境差的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种水面无人艇减摇减振及电池位置调节系统


[0001]本技术涉及船舶设备
，具体为一种水面无人艇减摇减振及电池位置调节系统。

技术介绍

[0002]水面无人艇，或称水面机器人，是一种无人操作的水面舰艇。一般的水面无人艇体积较小，吃水浅，通常无压载水舱，浮态难以调节。普通的水面无人艇在设计时，会根据所安装设备估算重心位置；并通过改变部分大重量的设备的沿船长方向(纵向)位置来调整重心，并以此改变浮态。但该方法无法对外部环境及自身变化作出反馈。所以该方法仅在外接设备重量不大、航行工况稳定的条件下有较好的作用。当外部安装设备重量变化、无人艇航行工况复杂时，重心与浮心位置均发生不可控变化，导致航态变差，进而影响无人艇的快速性、稳定性和操纵性。此外，无人艇常搭载复杂的传感器和控制系统，这些设备含有高精度的电子元件，其中部分对工作环境要求苛刻。大幅度的摇摆和震动会导致这些设备工作性能下降、无法正常工作甚至损坏。所以重要部件的减摇、减震在无人艇中非常重要。
[0003]目前国内对无人艇浮态已有研究，主要集中于无人艇稳性研究，对于自动调节浮态的应用较少。已有一种技术“无人艇自扶正装置”可用于浮态调节，但该装置主要针对大倾角、侧翻的问题，且装置结构大，不易于安装。国外对浮态自动调节的研究主要集中于水下机器人领域，对水面无人艇浮态自动调节研究不多。对于无人艇减振国内外研究较少，上海交通大学曾发表过关于无人艇非线性负刚度主动控制减振的研究。
[0004]电池是无人艇的主要能量来源，通常情况下无人艇对续航能力要求越高，电池重量越大；通常其重量可达到无人艇总重量的30％。所以调整电池位置是调节无人艇浮态的重要方法。此外对电池进行减摇可以改善电池工作环境，并增加无人艇的稳定性和整体结构强度。
[0005]本专利技术要研制一种集成机械结构和自动控制的系统，其目的是对电池进行减摇、对控制元件及传感器进行减摇减震，同时对电池位置进行实时调节以控制无人艇浮态。

技术实现思路

[0006]本技术的目的在于提供一种水面无人艇减摇减振及电池位置调节系统，以解决上述
技术介绍
提出的目前无人艇航行工况复杂时，重心与浮心位置均发生不可控变化，导致航态变差，进而影响无人艇的快速性、稳定性和操纵性的问题。
[0007]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种水面无人艇减摇减振及电池位置调节系统，包括支撑板、信息处理模块和陀螺仪，所述支撑板的下侧固定有第一滑轨和第二滑轨，所述支撑板的中间连接有丝杆，且丝杆的外端安装有步进电机，所述步进电机与丝杆之间通过传动齿轮组进行连接，所述丝杆的外侧连接有滑块，且滑块的下侧连接有第一滑轨和第二滑轨，所述滑块的上侧安装有减振悬架结构，且减振悬架结构与滑块之间安装有弹簧及阻尼模组，所述减振悬架结构的上端连接有连接杆，且连接杆的两端固定连
接在电池支撑架的内侧，所述电池支撑架的上侧两端固定安装有电池，所述电池支撑架的上侧固定设置有二级低刚度减震器，且二级低刚度减震器的上端固定安装有上层电子元件固定板，所述上层电子元件固定板的上侧固定安装有信息处理模块和陀螺仪。
[0008]优选的，所述第一滑轨和第二滑轨对称设置在丝杆的两侧下方，且丝杆贯穿滑块并与其螺纹连接，并且滑块与第一滑轨和第二滑轨之间为滑动卡合连接。
[0009]优选的，所述减振悬架结构和弹簧及阻尼模组在滑块上组成三角形支架，且减振悬架结构和弹簧及阻尼模组在滑块上设置有4组。
[0010]优选的，所述减振悬架结构与弹簧及阻尼模组和滑块之间为活动连接，所述弹簧及阻尼模组与滑块和连接杆之间也为活动连接。
[0011]优选的，所述电池支撑架的外形为“Ω”，且电池支撑架上的电池对称设置有2个。
[0012]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0013]本专利技术以无人艇为对象，机械结构为载体，由位移机构，减震机构，控制模块三部分组成，属于智能化无人艇与传统机械结构相结合的应用。本专利技术充分利用了无人艇电池重量大以及自带核心控制模块的优点，解决了水面无人艇浮态难以调整的问题；并且采用二级减振模式，第一级减小纵摇和幅度较大的低频振动，二级减小振幅小频率高的振动，解决了精密电子器件和电池摇动振动大工作环境差的问题。本专利技术既继承了传统机械可靠稳定的优点，也符合时代发展智能化的趋势。
附图说明
[0014]图1为本技术整体结构示意图；
[0015]图2为本技术主视结构示意图；
[0016]图3为本技术电池支撑架内侧结构示意图；
[0017]图4为本技术滑块外形结构示意图；
[0018]图5为本技术丝杆连接结构示意图；
[0019]图6为本技术系统控制流程图。
[0020]图中：1、支撑板；2、第一滑轨；3、第二滑轨；4、丝杆；5、步进电机；6、传动齿轮组；7、滑块；8、减振悬架结构；9、弹簧及阻尼模组；10、连接杆；11、电池支撑架；12、电池；13、二级低刚度减震器；14、上层电子元件固定板；15、信息处理模块；16、陀螺仪。
具体实施方式
[0021]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0022]请参阅图1
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6，本技术提供一种技术方案：一种水面无人艇减摇减振及电池位置调节系统，包括支撑板1、第一滑轨2、第二滑轨3、丝杆4、步进电机5、传动齿轮组6、滑块7、减振悬架结构8、弹簧及阻尼模组9、连接杆10、电池支撑架11、电池12、二级低刚度减震器13、上层电子元件固定板14、信息处理模块15和陀螺仪16，支撑板1的下侧固定有第一滑轨2和第二滑轨3，支撑板1的中间连接有丝杆4，且丝杆4的外端安装有步进电机5，步进电机5与
丝杆4之间通过传动齿轮组6进行连接，丝杆4的外侧连接有滑块7，且滑块7的下侧连接有第一滑轨2和第二滑轨3，滑块7的上侧安装有减振悬架结构8，且减振悬架结构8与滑块7之间安装有弹簧及阻尼模组9，减振悬架结构8的上端连接有连接杆10，且连接杆10的两端固定连接在电池支撑架11的内侧，电池支撑架11的上侧两端固定安装有电池12，电池支撑架11的上侧固定设置有二级低刚度减震器13，且二级低刚度减震器13的上端固定安装有上层电子元件固定板14，上层电子元件固定板14的上侧固定安装有信息处理模块15和陀螺仪16。
[0023]第一滑轨2和第二滑轨3对称设置在丝杆4的两侧下方，且丝杆4贯穿滑块7并与其螺纹连接，并且滑块7与第一滑轨2和第二滑轨3之间为滑动卡合连接。减振悬架结构8和弹簧及阻尼模组9在滑块7上组成三角形支架，且减振悬架结构8和弹簧及阻尼模组9在滑块7上设置有4组。减振悬架结构8与弹簧及阻尼模组9和滑块7本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水面无人艇减摇减振及电池位置调节系统，包括支撑板(1)、信息处理模块(15)和陀螺仪(16)，其特征在于：所述支撑板(1)的下侧固定有第一滑轨(2)和第二滑轨(3)，所述支撑板(1)的中间连接有丝杆(4)，且丝杆(4)的外端安装有步进电机(5)，所述步进电机(5)与丝杆(4)之间通过传动齿轮组(6)进行连接，所述丝杆(4)的外侧连接有滑块(7)，且滑块(7)的下侧连接有第一滑轨(2)和第二滑轨(3)，所述滑块(7)的上侧安装有减振悬架结构(8)，且减振悬架结构(8)与滑块(7)之间安装有弹簧及阻尼模组(9)，所述减振悬架结构(8)的上端连接有连接杆(10)，且连接杆(10)的两端固定连接在电池支撑架(11)的内侧，所述电池支撑架(11)的上侧两端固定安装有电池(12)，所述电池支撑架(11)的上侧固定设置有二级低刚度减震器(13)，且二级低刚度减震器(13)的上端固定安装有上层电子元件固定板(14)，所述上层电子元件固定板(14)的上侧固定安装有信息处理模块(15)和...

【专利技术属性】
技术研发人员：张胜，朱寒冰，刘永飞，姜俊涛，
申请(专利权)人：镇江元理创新科技有限公司，
类型：新型
国别省市：