一种水下机器鱼重浮心调节装置及水下机器鱼的制作方法

2021-02-11 03:02:02|

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本发明涉及水下机器人技术领域，具体的说，是一种水下机器鱼重浮心调节装置及安装有该重浮心调节装置的水下机器鱼。

背景技术：

目前市面上的水下机器鱼的俯仰是靠重浮心调节装置前后调节重心来完成的，为了节省空间和减少设备的重量，多数重浮心调节装置都是直接把设备电源及电池组作为重浮心调节用的重块，靠前后移动电池组来改变机器鱼的重心和浮心的前后距离来使机器鱼在水中发生俯仰变化，来达到鱼的上浮下潜的动作。目前的重浮心调节装置前后运动的方式有丝杆推动的，有齿条推动和连杆摇臂这三种，它们各有利弊但都存在空间利用率不高、重量过大、结构复杂、抗震差的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于设计出一种水下机器鱼重浮心调节装置及水下机器鱼，采用单条同步带配合同步带轮的结构调节重浮心，具有空间利用率高、结构简单、重量轻和抗震性能好的特点，适合对设备重量和空间有要求的水下仿生设备。

本发明通过下述技术方案实现：

本发明提供了一种水下机器鱼重浮心调节装置，包括重块组件、静框组件、驱动舵机、同步带轮、滑轨组和同步带；

所述静框组件内空，其底部固定安装有滑轨组，其顶部固定安装有同步带，所述同步带为首尾未连接闭合的条带状同步带，所述滑轨组的导向方向与所述同步带的长度方向一致；

所述重块组件和所述驱动舵机设置于所述静框组件内空处并位于所述同步带与所述滑轨组之间，所述重块组件底部安装于所述滑轨组，所述驱动舵机固定安装于所述重块组件，所述同步带轮安装于所述驱动舵机，所述同步带轮啮合所述同步带；

所述驱动舵机能带动所述同步带轮绕其轴线旋转，进而通过所述同步带轮与所述同步带的啮合关系驱动所述重块组件与所述驱动舵机和所述同步带轮一同于所述静框组件内空处沿所述滑轨组的导向方向滑动。

采用上述设置结构时，采用同步带配合同步带轮来实现前后调节重心，具有结构简单重量轻特点，又因为同步带是柔性的，抗震能力好，很适合对设备重量和空间有要求的水下仿生设备。该同步带安装后以直线结构存在，且重块组件位于同步带与滑轨组之间，同步带的长度方向也即重块组件的移动方向和滑轨组的导向方向，这样，同步带与重块组件之间没有相互干涉、连接的地方，连接结构简单，可通过设置一个同步带轮实现重块组件的移动，能充分利用静框组件内给予重块组件移动的空间。同步带设置于静框组件的顶部也可方便更换同步带和同步带轮。

进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置结构：所述静框组件包括静框架、静框架前挡板和静框架后挡板；

所述静框架的长度方向上的两端分别固定连接所述静框架前挡板和所述静框架后挡板；

所述滑轨组的导向方向上的两端分别固定连接所述静框架前挡板和所述静框架后挡板；

所述同步带的长度方向上的两端分别固定连接所述静框架前挡板和所述静框架后挡板。

进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置结构：所述静框架后挡板固定安装有同步带后固定架，所述静框架前挡板固定安装有同步带前固定架，所述同步带的长度方向上的两端分别通过同步带固定扣连接于所述同步带后固定架和所述同步带前固定架。

进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置结构：所述重块组件包括动框组件和电池组；

所述动框组件内空，所述电池组固定安装于所述动框组件内空处，所述动框组件的底部安装于所述滑轨组，所述动框组件固定安装所述驱动舵机。

采用上述设置结构时，将电池组作为重块用以充分利用机器鱼的必需组件，能够控制机器鱼的总重量和体积。

进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置结构：所述动框组件安装有同步带压紧轮，所述同步带压紧轮抵压所述同步带于所述同步带轮处。

进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置结构：所述驱动舵机安装于所述动框组件的滑动方向上的一端。

采用上述设置结构时，驱动舵机的设置部位可避免占用重块组件的侧方空间，可节约静框组件内的空间。

进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置结构：所述同步带压紧轮安装于所述动框组件的安装有所述驱动舵机的一端。

采用上述设置结构时，同步带压紧轮与驱动舵机位于同一端则可进一步节约静框组件内的空间。

进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置结构：所述动框组件固定安装有同步带轮支架，所述同步带轮安装于所述同步带轮支架。

进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置结构：所述静框组件设置有减重工艺孔，所述重块组件设置有减重工艺孔。

本发明还提供了一种水下机器鱼，包括机器鱼主体和安装于所述机器鱼主体的上述的水下机器鱼重浮心调节装置。

本发明具有以下优点及有益效果：

本发明中，采用同步带配合同步带轮来实现前后调节重心，具有结构简单重量轻特点，又因为同步带是柔性的，抗震能力好，很适合对设备重量和空间有要求的水下仿生设备。该同步带安装后以直线结构存在，且重块组件位于同步带与滑轨组之间，同步带的长度方向也即重块组件的移动方向和滑轨组的导向方向，这样，同步带与重块组件之间没有相互干涉、连接的地方，连接结构简单，可通过设置一个同步带轮实现重块组件的移动，能充分利用静框组件内给予重块组件移动的空间。同步带设置于静框组件的顶部也可方便更换同步带和同步带轮。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是水下机器鱼重浮心调节装置的一侧结构示意图；

图2是水下机器鱼重浮心调节装置的另一侧结构示意图；

图中标记为：

1、驱动舵机；2、同步带轮支架；3、同步带轮；4、同步带压紧轮；5、动框组件；6、电池组；7、滑轨组；8、静框架；9、静框架前挡板；10、静框架后挡板；11、同步带后固定架；12、同步带前固定架；13、同步带。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

实施例1：

一种水下机器鱼重浮心调节装置，采用单条同步带配合同步带轮的结构调节重浮心，具有空间利用率高、结构简单、重量轻和抗震性能好的特点，适合对设备重量和空间有要求的水下仿生设备，如图1、图2所示，特别设置成下述结构：

基本的，该水下机器鱼重浮心调节装置包括一重块组件、一静框组件、一驱动舵机1、一同步带轮3、一滑轨组7和一同步带13。同步带13为具有两端且首尾未连接闭合的条带状同步带，使用时不成环。静框组件为具有内空的框架体结构，其内空用于容纳重块组件、驱动舵机1、同步带轮3、滑轨组7以及同步带13。

具体的，静框组件包括两块静框架8、一块静框架前挡板9和一块静框架后挡板10。静框架前挡板9和静框架后挡板10分别设置在静框组件整体的前侧和后侧，两块静框架8分别设置在静框组件整体的左侧和右侧，静框架8的长度方向上的两端分别与相应的静框架前挡板9和静框架后挡板10的左右侧通过卡扣结构卡接并通过螺栓固定连接，构成一个具有内孔的框架体结构。

滑轨组7整体设置在静框组件的内侧，滑轨组7包括相互装配的轨道和滑块，滑轨组7的轨道的导向方向上的两端分别通过螺栓固定连接在静框架前挡板9和静框架后挡板10的内侧处。同时，滑轨组7整体安装于静框组件的底部。

静框架后挡板10固定安装有同步带后固定架11，静框架前挡板9固定安装有同步带前固定架12，同步带13的长度方向上的两端分别通过同步带固定扣扣接于同步带后固定架11和同步带前固定架12。同步带固定扣则通过螺栓固定安装在同步带后固定架11和同步带前固定架12。同时，同步带13整体安装于静框组件的顶部。

驱动舵机1通过螺栓固定安装于重块组件，重块组件和驱动舵机1整体设置于静框组件内空处并位于同步带13与滑轨组7之间，重块组件底部安装于滑轨组7的滑块，同步带轮3与驱动舵机1的竖向设置的转轴安装，同步带轮3与同步带13啮合。同步带13的长度方向与重块组件的移动方向和滑轨组7的导向方向一致。

本实施例中，该重块组件的主要配重重块选择为电池组6，将电池组6作为重块用以充分利用机器鱼的必需组件，能够控制机器鱼的总重量和体积。该重块组件包括动框组件5和电池组6。该动框组件5的包括两块动框架、一块动框架前挡板、一块动框架后挡板和一块动框架底板，两块动框架分别设置在动框组件5整体的左侧和右侧，动框架前挡板和动框架后挡板分别设置在动框组件5整体的前侧和后侧，动框架的长度方向上的两端分别与相应的动框架前挡板和动框架后挡板的左右侧通过螺栓固定连接，动框架底板的长度方向上的两端则通过螺栓分别固定连接于动框架前挡板和动框架后挡板的底部，构成一具有内孔的动框组件5。电池组6固定安装于动框组件5的内空处，动框组件5的动框架底板固定安装于滑轨组7的滑块处，动框组件5固定安装驱动舵机1，动框组件5固定安装有同步带轮支架2，驱动舵机1的转轴固定在同步带轮支架2处，同步带轮3安装于同步带轮支架2与转轴连接。动框组件5安装有同步带压紧轮4，同步带压紧轮4抵压同步带13于同步带轮3处。

为了减轻该水下机器鱼重浮心调节装置的重量，优选的，静框组件中的静框架8和重块组件的动框架设置有减重工艺孔。

采用同步带配合同步带轮来实现前后调节重心，具有结构简单重量轻特点，又因为同步带是柔性的，抗震能力好，很适合对设备重量和空间有要求的水下仿生设备。该同步带13安装后以直线结构存在，且重块组件位于同步带13与滑轨组7之间，同步带13的长度方向也即重块组件的移动方向和滑轨组7的导向方向，这样，同步带13与重块组件之间没有相互干涉、连接的地方，连接结构简单，可通过设置一个同步带轮3实现重块组件的移动，能充分利用静框组件内给予重块组件移动的空间。同步带13设置于静框组件的顶部也可方便更换同步带和同步带轮。

调节重浮心时，使驱动舵机1运转，通过其转轴带动同步带轮3绕其轴线旋转，同步带13倍同步带压紧轮4压紧在同步带轮3处，通过同步带轮3与同步带13的啮合关系驱动重块组件与驱动舵机1和同步带轮3一同于静框组件内空处沿滑轨组7的导向方向往复滑动，完成重浮心的前后移动的调节尽而满足仿生设备在水中的俯仰调节。

实施例2：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本发明，特别采用下述设置结构：

驱动舵机1安装于动框组件5的滑动方向上的一端，比如安装于动框架后挡板的外壁处，并且，同步带压紧轮4也安装于动框架后挡板的外壁处。

采用上述设置结构时，驱动舵机1的设置部位可避免占用重块组件的侧方空间，可节约静框组件内的空间，同步带压紧轮4与驱动舵机1位于同一端则可进一步节约静框组件内的空间。

实施例3：

本实施例在上述实施例的基础上进一步提供了一种水下机器鱼，特别采用下述设置结构：

该种水下机器鱼包括机器鱼主体和安装于机器鱼主体的实施例2中的水下机器鱼重浮心调节装置。

该种水下机器鱼采用同步带配合同步带轮来实现前后调节重心，具有结构简单重量轻特点，又因为同步带是柔性的，抗震能力好，很适合对设备重量和空间有要求的水下仿生设备。该同步带13安装后以直线结构存在，且重块组件位于同步带13与滑轨组7之间，同步带13的长度方向也即重块组件的移动方向和滑轨组7的导向方向，这样，同步带13与重块组件之间没有相互干涉、连接的地方，连接结构简单，可通过设置一个同步带轮3实现重块组件的移动，能充分利用静框组件内给予重块组件移动的空间。同步带13设置于静框组件的顶部也可方便更换同步带和同步带轮。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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