一种水下航行器的俯仰调节机构

本发明属于海洋环境观测和海底资源勘探领域，具体的说是一种水下航行器的俯仰调节机构。

背景技术：

1、水下航行器是一种水下观测、探测平台，目前已经广泛运用于海洋科学研究领域和军事探测领域。俯仰调节机构是水下航行器的核心功能单元之一，通过调节俯仰调节机构可以改变水下航行器的姿态，在定深巡航时能够有效保证水下航行器的姿态控制。目前水下航行器的俯仰调节机构一般采用移动电池包或其他重块的方式来实现目的，在结构设计方面存在着尺寸较大，结构不紧凑，推力与滑轨不同轴等问题，安全隐患大，耗能高，不利于水下航行器的长时间作业，亟需通过新的技术手段或发明装置进行解决。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，解决上述俯仰调节机构存在的尺寸大、结构不紧凑、推力与滑轨不同轴等问题，提供一种结构紧凑、小尺寸、推力方向与滑轨方向同轴的俯仰调节机构，该机构通过电机、减速器丝杠带动电池在方梁上滑动，电机、减速器丝杠内藏于方梁之内，丝杠旋转产生的推力与方梁滑动方向同轴，结构紧凑、简单，既能够保证水下航行器的俯仰调节要求，又能保证推力与方梁之间的同轴，减小了力矩的产生，降低了调节功耗。

2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

3、一种水下航行器的俯仰调节机构，其特征在于，包括壳体、前肋环、前肋环固定块、拉线传感器、电池包、后肋环固定块、后肋环、电机驱动器、后连接件、方梁、电机、减速器丝杠、锁紧螺母、丝杠固定罩、电机固定架、前连接件、螺母固定底座、螺母固定片、丝杠螺母；

4、所述前肋环与前肋环固定块通过螺栓固定连接，螺栓的拉紧作用使得前肋环与前肋环固定块夹紧在壳体的台阶上；所述拉线传感器固定在电池包上，拉线传感器的拉线固定在前肋环上；所述后肋环与后肋环固定块通过螺栓固定连接，螺栓的拉紧作用使得后肋环与后肋环固定块夹紧在壳体的台阶上；所述前连接件与前肋环通过螺栓固定连接，后连接件与后肋环通过螺栓固定连接；

5、所述方梁前端套接于前连接件上，方梁后端套接于后连接件上；所述电池包中间的方孔穿过方梁并与方梁滑动连接；方梁的前部两侧相对称开设有通孔，方梁的内部设有电机固定架，电机固定架的前端与前连接件的端部对接；电机固定架的末端与所述减速器丝杠通过螺栓固定连接；

6、所述电机与减速器丝杠连接；所述丝杠螺母可转动的安装在减速器丝杠上；所述丝杠固定罩与丝杠螺母固定连接；所述锁紧螺母与丝杠螺母固定连接；所述螺母固定底座与电池包固定连接，所述螺母固定片与螺母固定底座固定连接；螺母固定片与螺母固定底座之间形成有方形空间，将丝杠固定罩的两端限制在该方形空间内。

7、进一步的，当电机旋转，带动减速器丝杠的丝杠旋转，丝杠与丝杠螺母啮合，丝杠螺母被限制在方形空间内无法旋转，丝杠螺母随着丝杠的螺纹前后移动，带动螺母固定片和螺母固定底座一起移动，螺母固定底座带动电池包前后移动实现电池包位置的调节；减速器丝杠轴心与方梁的轴心重合；当电池包前后移动时，前肋环固定不动，拉线传感器的拉线被拉长或缩短，输出不同的电压信号以测量电池包的实时位置；所述电机驱动器用以驱动电机转动。

8、进一步的，前肋环和后肋环上设置有凸台结构，壳体上设置有与凸台结构相匹配的凸台孔结构，安装时凸台结构与凸台孔配合，使得前肋环和后肋环在壳体上无法旋转，实现前肋环和后肋环与壳体之间环向定位。

9、与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：

10、1.本发明结构紧凑，简单，能够有效增大水下航行器舱内的空间利用率，以便于布置更多的传感器或其他部件；

11、2.本发明通过丝杠来推动电池移动，丝杠内藏于方梁之内，电池也在方梁上滑动，保证了丝杠的推力与电池的滑动在同一水平轴上，消除了因推力与滑动不同轴带来的力矩，减小了摩擦力，降低了功耗，同时增大了机构的可靠性。

12、3.减速器丝杠轴心与方梁的轴心重合，使得推力的合力与方梁的轴心重合，不会在电池包上产生倾斜力矩，使得电池包的移动更加安全有效。

技术特征：

1.一种水下航行器的俯仰调节机构，其特征在于，包括壳体(1)、前肋环(2)、前肋环固定块(3)、拉线传感器(4)、电池包(5)、后肋环固定块(6)、后肋环(7)、电机驱动器(8)、后连接件(9)、方梁(10)、电机(11)、减速器丝杠(12)、锁紧螺母(13)、丝杠固定罩(15)、电机固定架(15)、前连接件(16)、螺母固定底座(17)、螺母固定片(18)、丝杠螺母(19)；

2.根据权利要求1所述一种水下航行器的俯仰调节机构，其特征在于，当电机(11)旋转，带动减速器丝杠(12)的丝杠旋转，丝杠(12)与丝杠螺母(19)啮合，丝杠螺母(19)被限制在方形空间内无法旋转，丝杠螺母(19)随着丝杠的螺纹前后移动，带动螺母固定片(18)和螺母固定底座(17)一起移动，螺母固定底座(17)带动电池包(5)前后移动实现电池包(5)位置的调节；减速器丝杠(12)轴心与方梁(10)的轴心重合；当电池包(5)前后移动时，前肋环(2)固定不动，拉线传感器(4)的拉线被拉长或缩短，输出不同的电压信号以测量电池包(5)的实时位置；所述电机驱动器(8)用以驱动电机(11)转动。

3.根据权利要求1所述一种水下航行器的俯仰调节机构，其特征在于，前肋环(2)和后肋环(7)上设置有凸台结构，壳体(1)上设置有与凸台结构相匹配的凸台孔结构，安装时凸台结构与凸台孔配合，使得前肋环(2)和后肋环(7)在壳体(1)上无法旋转，实现前肋环(2)和后肋环(7)与壳体(1)之间环向定位。

技术总结本发明公开一种水下航行器的俯仰调节机构，包括壳体、前肋环、前肋环固定块、拉线传感器、电池包、后肋环固定块、后肋环、电机驱动器、后连接件、方梁、电机、减速器、锁紧螺母、丝杠固定罩、电机固定架、前连接件、螺母固定底座、螺母固定片、丝杠螺母等，所述电池包可在方梁上滑动，方梁两端通过前连接件、后连接件固定在前肋环和后肋环上，前肋环和后肋环固定在壳体上，通过电机旋转带动减速器丝杠旋转，从而使电池在方梁上移动，以达到俯仰调节的目的。本发明能够通过移动电池包来调节水下航行器的俯仰角度，并且结构紧凑、简单，能够降低移动电池时产生的力矩，增加机构安全性能，有效降低能耗。技术研发人员：王延辉,孙通帅,马伟,杨绍琼,杨明,牛文栋受保护的技术使用者：天津大学技术研发日：技术公布日：2024/7/11