应用于水下机器海豚的重心调节装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102632978A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102632978A(43)申请公布日2012.08.15(21)申请号201210142612.5(22)申请日2012.05.09(71)申请人北京理工大学地址100081北京市海淀区中关村南大街5号申请人中国科学院自动化研究所(72)发明人任光戴亚平赵鹏曹志强沈飞(74)专利代理机构北京理工大学专利中心11120代理人高燕燕张利萍(51)Int.Cl.B63C11/52(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书33页页附图附图22页(54)发明名称应用于水下机器海豚的重心调节装置(57)摘要本发明涉及水下仿生机器人技术领域，特别涉及一种重心调节装置。本发明公开了一种应用于水下机器海豚的重心调节装置，利用步进电机（3）正向及反向的转动，带动丝杠（1）转动，使与之啮合的丝杠螺母2移动，拖动滑块组前移实现重心的移动；编码器（4）记录丝杠（1）的旋转圈数和角速度，推算出滑块组的位置和平移速度。前限位开关（11）、后限位开关（12）用于实现滑块组的初始位置复位。本发明的重心调节装置的丝杠（1）和步进电机（3）所受径向负荷小，且本发明制作简单，控制方便，能够适应较大机器海豚三维运动重心调整的需求，在水质环境监测、水下设备检查等任务中具有重要的应用前景。CN10263978ACN102632978A权利要求书1/1页1.一种应用于水下机器海豚的重心调节装置，其特征是，它包括：丝杠（1）、丝杠螺母（2）、滑块组、步进电机（3）、编码器（4）、编码器传动套件、L型固定架（5）、左轴承杆（6）、右轴承杆（7）、底板（8）、前立板（9）、后立板（10）、前限位开关（11）以及后限位开关（12）；其中，所述滑块组包括：左直线轴承（13）、右直线轴承（14）、铜块(15)、左固定楔(16)和右固定楔(17)；所述铜块（15）通过所述左固定楔（16）、右固定楔（17）卡紧在所述左直线轴承（13）和所述右直线轴承（14）上；其连接关系为：所述前立板（9）和所述后立板（10）竖直固定在水平放置的所述底板（8）的前后两端，所述左轴承杆（6）和所述右轴承杆（7）的前后两端分别平行且水平固定在所述前立板（9）和所述后立板（10）上，所述滑块组中的所述左直线轴承（13）、所述右直线轴承（14）分别套装在所述左轴承杆（6）和所述右轴承杆（7）上；所述步进电机（3）和所述编码器（4）通过所述L型固定架（5）固定在所述底板（8）上，所述步进电机（3）水平设置；所述丝杠（1）同轴固定安装在所述步进电机（3）的转轴输出端上；所述丝杆螺母（2）与所述丝杠（1）啮合在一起，所述丝杠螺母（2）与所述滑块组的后端相连；所述前限位开关（11）以及后所述限位开关（12）固定在所述底板（8）上，所述编码器传动套件连接所述丝杠（1）和所述编码器（4）的转轴。2.一种如权利要求1所述的一种应用于水下机器海豚的重心调节装置，其特征是，所述前限位开关（11）和后所述限位开关（12）为红外对射管。3.一种如权利要求1或2所述的一种应用于水下机器海豚的重心调节装置，其特征是，所述滑块组中的铜块(15)数量为两个或两个以上，所述铜块（15）的个数与所述左固定楔（16）和所述右固定楔（17）的个数相同。4.一种如权利要求1或2所述的一种应用于水下机器海豚的重心调节装置，其特征是，所述编码器传动套件包括：皮带齿轮（18），主动皮带齿轮（19）和从动皮带齿轮（20）；所述主动皮带齿轮（19）固定在所述丝杠（1）上并与所述皮带齿轮（18）啮合，所述从动皮带齿轮（20）固定在所述编码器（4）的转轴上并与所述皮带齿轮（18）啮合。5.一种如权利要求3所述的一种应用于水下机器海豚的重心调节装置，其特征是，所述编码器传动套件包括：皮带齿轮（18），主动皮带齿轮（19）和从动皮带齿轮（20）；所述主动皮带齿轮（19）固定在所述丝杠（1）上并与所述皮带齿轮（18）啮合，所述从动皮带齿轮（20）固定在所述编码器（4）的转轴上并与所述皮带齿轮（18）啮合。2CN102632978A说明书1/3页应用于水下机器海豚的重心调节装置技术领域[0001]本发明涉及水下仿生机器人技术领域，特别涉及一种重心调节装置。背景技术[0002]水下仿生机器人已经成为机器人学的研究热点。由于海豚在游动性能、减阻机制和探测等方面具有比鱼类更为卓越的性能，使它更适于成为研究对象。东京工业大学开发了两关节机器海豚，第一关节由电机驱动，第二关节与第一关节通过弹簧连接，无动力驱动。伊斯坦布尔科技大学研发了一种气动驱动的四关节机器海豚。北京大学研制了一种装配有机械鳍肢的机器海豚。中国科学院自动化研究所研发了一种小型机器海豚，通过安装于