本发明专利技术涉及水下测量平台，具体地说是一种水下滑翔机用姿态调节装置，横滚支撑前、后端盖分别设置在姿态调节耐压壳体的两端，俯仰前挡板可相对转动地安装在横滚支撑前端盖上；俯仰后挡板通过连接架与蜗轮相连接，蜗轮可相对转动地安装在横滚支撑后端盖上，横滚电机安装在横滚支撑后端盖上，横滚电机的输出轴连接有与蜗轮啮合传动的蜗杆；俯仰前、后挡板之间设有丝杠，该丝杠的一端通过锥齿轮组与安装在连接架上的俯仰电机相连，丝杠上螺纹连接有螺母，电池组与螺母接为一体；导轨位于俯仰前、后挡板之间，在导轨上设有与电池组接为一体的滑块。本发明专利技术具有结构简单、紧凑，能耗小，工作可靠等特点，俯仰角与横滚角的调节范围大。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水下测量平台，具体地说是一种水下滑翔机用姿态调节装置。
技术介绍
水下滑翔机是一种新型的水下测量平台，其结构简单、体积小、重量轻、成本低，维 护和使用方便，具有作业范围广、作业时间长、机动可控、可重复利用等特点。水下滑翔机 是通过改变自身的浮力状态和姿态角来实现滑翔运动的，即在保持其自身重力不变的条件 下，改变滑翔机的排水体积，从而改变滑翔机的浮力状态；通过改变滑翔机内部部件的位置 来改变重心的位置，从而改变载体的姿态角度(俯仰角和横滚角)。当水下滑翔机处于负浮 力状态且俯仰角为负时，滑翔机开始执行下潜运动；当水下滑翔机处于正浮力状态且俯仰 角为正时，滑翔机开始执行上浮运动；连续执行下潜、上浮运动，就形成一条锯齿形滑翔轨 迹。在下潜和上浮运动的过程中，通过改变载体的横滚角就可以实现对滑翔机航向的控制。 水下滑翔机的俯仰角和横滚角改变都是通过其内部的姿态调节装置实现的，因此姿态调节 装置是控制水下滑翔机运动状态的关键装置之一。目前，现有的姿态调节装置几乎都是通 过齿轮齿条传动来改变俯仰角，通过一对啮合的齿轮来改变横滚角。这两种传动都不具备 自锁功能，要保持姿态调节装置的状态，需要加制动器，或电机具备制动功能，而制动器的 使用会消耗一部分电能，这将直接影响水下滑翔机的最大工作时间。
技术实现思路
为了解决上述存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种结构紧凑、工作可靠、高效 的水下滑翔机用姿态调节装置，用于调节水下滑翔机的俯仰角和横滚角，实现水下滑翔机 的各种运动状态。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的本专利技术包括姿态调节耐压壳体、横滚支撑前端盖、俯仰前挡板、电池组、滑块、导 轨、螺母、丝杠、俯仰后挡板、锥齿轮组、俯仰电机、蜗轮、蜗杆、横滚电机及横滚支撑后端盖， 所述横滚支撑前、后端盖分别设置在姿态调节耐压壳体的两端，俯仰前挡板可相对转动地 安装在横滚支撑前端盖上；俯仰后挡板通过连接架与蜗轮相连接，蜗轮可相对转动地安装 在横滚支撑后端盖上，横滚电机安装在横滚支撑后端盖上，横滚电机的输出轴连接有与蜗 轮啮合传动的蜗杆；所述俯仰前、后挡板之间设有丝杠，该丝杠的一端通过锥齿轮组与安装 在连接架上的俯仰电机相连，丝杠上螺纹连接有螺母，电池组与螺母接为一体；所述导轨位 于俯仰前、后挡板之间，在导轨上设有与电池组接为一体的滑块。其中所述俯仰前、后挡板之间固接有俯仰拉杆，该俯仰拉杆位于丝杠的上方，俯 仰拉杆与固接于俯仰前、后挡板之间、位于丝杠两侧的导轨及俯仰前、后挡板形成用于支撑 的三棱柱结构；所述横滚支撑前端盖上通过调心轴承安装有可转动的轴，俯仰前挡板与轴 相固接；所述连接架由开口朝下的U形部及传动轴组成，该U形部及传动轴为一体结构， 传动轴与蜗轮相连接，U形部与俯仰后挡板固接；所述俯仰电机安装在连接架上的U形部，俯仰电机的输出轴上设有第二锥齿轮，该第二锥齿轮与安装在丝杠一端的第一锥齿轮相啮 合；蜗轮与连接架上的传动轴键连接，蜗轮外表面通过轴承安装在横滚支撑后端盖上；所 述螺母与丝杠的螺纹传动可自锁；所述蜗轮与蜗杆的啮合传动可自锁。本专利技术的优点与积极效果为1.本专利技术采用蜗轮、蜗杆传动与丝杠、螺母传动，能够实时调节水下滑翔机的俯仰 角与横滚角，俯仰调节和横滚调节都具备自锁功能，结构简单，能耗小，工作可靠。2.本专利技术将俯仰调节和横滚调节集成为一体，分别通过俯仰电机和横滚电机驱 动，结构紧凑。3.本专利技术将电池组作为姿态调节的重物，减轻了整个载体的重量。4.本专利技术俯仰角与横滚角的调节范围大。5.本专利技术成本低，无需特殊加工和特殊零部件，磨损零部件易于更换。 附图说明图1为本专利技术的结构原理图；图2为本专利技术的主视剖视图；图3为本专利技术的俯视剖视图；图如为本专利技术在水下滑翔机中的应用示意图之一；图4b为本专利技术在水下滑翔机中的应用示意图之二 ；图如为本专利技术在水下滑翔机中的应用示意图之三；图4d为本专利技术在水下滑翔机中的应用示意图之四；图如为本专利技术在水下滑翔机中的应用示意图之五；图4f为本专利技术在水下滑翔机中的应用示意图之六；其中1为姿态调节耐压壳体，2为横滚支撑前端盖，3为俯仰前挡板，4为俯仰拉 杆，5为电池组，6为滑块，7为导轨，8为螺母，9为丝杠，10为滑块固定件，11为电池固定板， 12为俯仰后挡板，13为第一锥齿轮，14为第二锥齿轮，15为俯仰电机，16为蜗轮，17为蜗 杆，18为横滚电机，19为横滚支撑后端盖，20为轴承，21为连接架，22为轴，23为调心轴承。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进一步详述。如图2、图3所示，本专利技术包括姿态调节耐压壳体1、横滚支撑前端盖2、俯仰前挡板 3、电池组5、滑块6、导轨7、螺母8、丝杠9、俯仰后挡板12、锥齿轮组、俯仰电机15、蜗轮16、 蜗杆17、横滚电机18及横滚支撑后端盖19，所述横滚支撑前、后端盖2、19分别通过螺钉固 定在姿态调节耐压壳体1的前、后两端，横滚支撑前端盖2上通过调心轴承23安装有可转 动的轴22，调心轴承23套设在轴22外，调心轴承23可对轴22的微小偏斜进行自动补偿； 轴22的一端通过螺钉固接在俯仰前挡板3上，另一端可套设有一旋转电位计，通过旋转电 位计的电信号来反映姿态调节装置的旋转角度。所述俯仰后挡板12上固接有连接架21，连 接架21由开口朝下的U形部及传动轴组成，该U形部及传动轴为一体结构，传动轴与蜗轮 16键连接，蜗轮16的外表面套设有轴承20、通过轴承20安装在横滚支撑后端盖19上；该 U形部与俯仰后挡板12通过螺钉固接。横滚电机18通过电机座安装在横滚支撑后端盖194上，横滚电机18的输出轴通过紧定螺钉连接有与蜗轮16啮合传动的蜗杆17，蜗轮16的轴 线与蜗杆17的轴线相垂直。连接架21上的传动轴可固接一压盖，该压盖的轴向截面为T 形，压盖的最大直径大于横滚支撑后端盖19上容置蜗轮16的孔的直径，这样当水下滑翔机 在下潜时，可保证蜗轮16不会从横滚支撑后端盖19上脱落。所述俯仰前、后挡板3、12之 间设有丝杠9，该丝杠9通过轴承安装在俯仰前、后挡板3、12上，丝杠9的一端(本实施例 为俯仰后挡板的一端)由俯仰后挡板12穿出、通过紧定螺钉连接有第一锥齿轮13。俯仰电 机15固定在连接架21的U形部上，俯仰电机15的输出轴上通过紧定螺钉连接有第二锥齿 轮14，该第二锥齿轮14与第一锥齿轮13相啮合。丝杠9的两侧分别设有位于俯仰前、后挡 板3、12之间的导轨7，两根导轨7的两端分别固接在俯仰前、后挡板3、12上。丝杠9上螺 纹连接有螺母8，实现了螺母8在丝杠9上的水平往复移动。电池组5通过电池固定板11 与螺母8连接为一体，并通过四个滑块固定件10经四个滑块6安装在两根导轨7上。俯仰 前、后挡板3、12之间还固接有俯仰拉杆4，该俯仰拉杆4位于丝杠9的上方，俯仰拉杆4与 两根导轨7及俯仰前、后挡板3、12形成封闭的三棱柱结构，起着对电池组5的支撑作用。电 池组5除了为系统提供电能之外，在姿态调节装置中还起到重物的作用，通过电池组5的前 后运动以及绕轴线的回转运动来改变系统的重心，用电池组5作为重物减轻了整个系统的 重量。本专利技术的工作原理为如图1 3所示，俯仰电机15工作，驱动第二锥齿轮14旋转，通过第一、二锥齿轮 13、14的啮合带动第一锥本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种水下滑翔机用姿态调节装置，其特征在于：包括姿态调节耐压壳体（１）、横滚支撑前端盖（２）、俯仰前挡板（３）、电池组（５）、滑块（６）、导轨（７）、螺母（８）、丝杠（９）、俯仰后挡板（１２）、锥齿轮组、俯仰电机（１５）、蜗轮（１６）、蜗杆（１７）、横滚电机（１８）及横滚支撑后端盖（１９），所述横滚支撑前、后端盖（２、１９）分别设置在姿态调节耐压壳体（１）的两端，俯仰前挡板（３）可相对转动地安装在横滚支撑前端盖（２）上；俯仰后挡板（１２）通过连接架（２１）与蜗轮（１６）相连接，蜗轮（１６）可相对转动地安装在横滚支撑后端盖（１９）上，横滚电机（１８）安装在横滚支撑后端盖（１９）上，横滚电机（１８）的输出轴连接有与蜗轮（１６）啮合传动的蜗杆（１７）；所述俯仰前、后挡板（３、１２）之间设有丝杠（９），该丝杠（９）的一端通过锥齿轮组与安装在连接架（２１）上的俯仰电机（１５）相连，丝杠（９）上螺纹连接有螺母（８），电池组（５）与螺母（８）接为一体；所述导轨（７）位于俯仰前、后挡板（３、１２）之间，在导轨（７）上设有与电池组（５）接为一体的滑块（６）。
【技术特征摘要】
1.一种水下滑翔机用姿态调节装置，其特征在于包括姿态调节耐压壳体(1)、横滚支 撑前端盖(2)、俯仰前挡板(3)、电池组(5)、滑块(6)、导轨(7)、螺母(8)、丝杠(9)、俯仰后 挡板(12)、锥齿轮组、俯仰电机(15)、蜗轮(16)、蜗杆(17)、横滚电机(18)及横滚支撑后端 盖(19)，所述横滚支撑前、后端盖O、19)分别设置在姿态调节耐压壳体(1)的两端，俯仰前 挡板( 可相对转动地安装在横滚支撑前端盖( 上；俯仰后挡板(1 通过连接架与 蜗轮(16)相连接，蜗轮(16)可相对转动地安装在横滚支撑后端盖(19)上，横滚电机(18) 安装在横滚支撑后端盖(19)上，横滚电机(18)的输出轴连接有与蜗轮(16)啮合传动的蜗 杆(17)；所述俯仰前、后挡板(3、1幻之间设有丝杠(9)，该丝杠(9)的一端通过锥齿轮组与 安装在连接架上的俯仰电机(1 相连，丝杠(9)上螺纹连接有螺母(8)，电池组(5) 与螺母(8)接为一体；所述导轨(7)位于俯仰前、后挡板(3、1幻之间，在导轨(7)上设有与 电池组(5)接为一体的滑块(6)。2.按权利要求1所述的水下滑翔机用姿态调节装置，其特征在于所述俯仰前、后挡板 (3,12)之间固接有俯仰拉杆(4)，该...
【专利技术属性】
技术研发人员：金文明，俞建成，张奇峰，
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：89[中国|沈阳]
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