專利名稱：一種水面自行載體的推進(jìn)器的變位裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及船舶自動化技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種適用于水面機(jī)器人 和水面無人艇的自航載體的推進(jìn)器變位裝置。
背景技術(shù)：
抗傾覆一直是船舶和水面機(jī)器人等水上航行載體的重要問題。為了使水上 航行載體在風(fēng)浪中具有更好的抗傾覆性能，現(xiàn)有技術(shù)中的方法是使水上航行載 體具有足夠的穩(wěn)心高。但是，即使航行載體具有足夠的穩(wěn)心高，在大風(fēng)大浪中 仍有傾覆的可能。 一旦發(fā)生傾覆，推進(jìn)器將從甲板下側(cè)翻轉(zhuǎn)到甲板上側(cè)，暴露 于空氣中，航行載體失去推進(jìn)動力。自航載體由于未載人，甲板上下部分都可 設(shè)計為流線形的船體結(jié)構(gòu)，傾覆后如果還能獲得推進(jìn)動力，那么將可繼續(xù)航行。 為了使傾覆后的自航載體重新獲得推進(jìn)動力，恢復(fù)航行能力，本領(lǐng)域需要將傾 覆后暴露于空氣中的推進(jìn)器重新移動到水下的方法與裝置。
公開號為CN101003300的專利申請?zhí)峁┝艘环N六自由度水下機(jī)器人變向 旋轉(zhuǎn)軸推進(jìn)器，其特征在于它包括水下機(jī)器人主體和設(shè)置在水下機(jī)器人主體 側(cè)面的推進(jìn)器主體，推進(jìn)器主體包括支架、電機(jī)、電機(jī)和推進(jìn)電機(jī)，支架通 過連接機(jī)構(gòu)與水下機(jī)器人主體相連，電機(jī)固定在支架內(nèi)并與連接機(jī)構(gòu)相連；電 機(jī)和推進(jìn)電機(jī)設(shè)置于支架內(nèi)通過連接機(jī)構(gòu)與支架連接。但其主要是運(yùn)用于水下 航行機(jī)器人推進(jìn)器的位置調(diào)整，很難運(yùn)用在水面航行載體傾覆后推進(jìn)器的位置 的調(diào)整。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種適用于水面機(jī)器人和水面無人艇等自航載體 的推進(jìn)器的變位裝置，使傾覆后的自航載體重新獲得推進(jìn)動力，進(jìn)而恢復(fù)航行 能力。
本發(fā)明所解決的技術(shù)問題可以采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn) 一種自航載體的推進(jìn)器的變位裝置，其特征在于，包括-一安裝在自航載體甲板上可在豎直平面旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上設(shè)有 連接推進(jìn)器的連接件；
一能在自航載體正常航行狀態(tài)下鎖定所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)并在傾覆狀態(tài)下松開
旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的鎖閉機(jī)構(gòu)；
一在自航載體傾覆狀態(tài)下驅(qū)動所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動的驅(qū)動元件。 本發(fā)明中，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，包括 安裝在自航載體甲板上的軸承，軸承外設(shè)有軸承殼體； 設(shè)置在軸承中的轉(zhuǎn)動軸，所述轉(zhuǎn)動軸端部設(shè)有安裝盤。 所述安裝盤的側(cè)面設(shè)有徑向孔，所述軸承殼體和轉(zhuǎn)動軸上開有相配合的徑
向狹槽。
所述連接件較好的是采用細(xì)長連接桿，所述連接件通過包裹其的卡環(huán)和將 卡環(huán)固定在安裝盤上的固定件固定在安裝盤上。
為了便于向推進(jìn)器供電，所述轉(zhuǎn)動軸和連接件內(nèi)設(shè)有相通的容納推進(jìn)器電 纜的容納槽。
本發(fā)明中，所述鎖閉機(jī)構(gòu)，包括
一安裝在自航載體甲板上的電磁鎖，其包含鎖銷，通過將鎖銷伸入安裝盤 側(cè)面的徑向孔內(nèi)而鎖定旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；
與電磁鎖連接的位置傳感器，其在自航載體傾覆后發(fā)出控制信號，將電磁 鎖開啟。
本發(fā)明中，所述驅(qū)動元件采用安裝在所述轉(zhuǎn)動軸上的扭轉(zhuǎn)彈簧，扭轉(zhuǎn)彈簧 的兩端為外射線腳，扭轉(zhuǎn)彈簧兩端的外射線腳伸入軸承殼體和轉(zhuǎn)動軸的徑向狹 槽中，并在自航載體正常行駛狀態(tài)下處于預(yù)緊狀態(tài)。
這樣，本發(fā)明的自航載體的推進(jìn)器的變位裝置，首先通過連接件和緊固件 將推進(jìn)器連接到具有安裝盤的轉(zhuǎn)動軸上，轉(zhuǎn)動軸安裝在軸承上，并可繞甲板上
的一條縱向軸線轉(zhuǎn)動，進(jìn)而可以帶動推進(jìn)器在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動；在鄰近轉(zhuǎn)動軸 的甲板上的電磁鎖將轉(zhuǎn)動軸鎖定在工作位置；轉(zhuǎn)動軸上的扭轉(zhuǎn)彈簧的預(yù)緊力在 電磁鎖開啟后推動轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動。
正常航行時，推進(jìn)器沉沒于水中產(chǎn)生推力，當(dāng)自航載體傾覆后，推進(jìn)器被 翻轉(zhuǎn)到甲板上側(cè)，暴露于空氣中，失去推力，自航載體的控制器將電磁鎖開啟， 扭轉(zhuǎn)彈簧使轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動，將推進(jìn)器從甲板上側(cè)翻轉(zhuǎn)到甲板下側(cè)，重新沉沒于水 中，而電磁鎖將推進(jìn)器鎖定在新的工作位置，因此，推進(jìn)器可繼續(xù)產(chǎn)生推進(jìn)動 力，使自航載體恢復(fù)正常航行。
本發(fā)明的自航載體的推進(jìn)器的變位裝置可在水面自航載體出現(xiàn)傾覆后改 變推進(jìn)器的安裝位置，使自航載體重新獲得推進(jìn)動力，回復(fù)正常航行。因此， 使自航載體具有很強(qiáng)的抗風(fēng)浪能力。


圖1為本發(fā)明自航載體的推進(jìn)器的變位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為圖1的左視圖。
圖3為圖1的A-A剖視圖。
圖4為本發(fā)明自航載體的推進(jìn)器的變位裝置工作過程示意圖。
具體實(shí)施例方式
為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解， 下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
如圖1至圖3所示， 一種自航載體的推進(jìn)器的變位裝置，包括由具有安裝 盤12的轉(zhuǎn)動軸1和支撐轉(zhuǎn)動軸的軸承3構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)動軸1可繞軸線 L在豎直平面轉(zhuǎn)動。安裝盤12的側(cè)面設(shè)有徑向孔14，軸承3外設(shè)有軸承殼體 4，軸承3和軸承殼體4安裝在自航載體的甲板8上，軸承殼體4和轉(zhuǎn)動軸1 上開有相配合的徑向狹槽A和B，連接件10采用細(xì)長連接桿，其一端通過包 裹其的卡環(huán)6固定在安裝盤12上，卡環(huán)6上設(shè)有固定件7，以確保連接件固定 的穩(wěn)定性，連接件10的另一端連接自航載體的推進(jìn)器9，這樣推進(jìn)器9可在連 接件10的帶動下在豎直平面轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動軸1和連接件10內(nèi)設(shè)有相通的容納槽， 以容納推進(jìn)器9的電纜11，對推進(jìn)器9供電。
安裝在自航載體甲板8上的電磁鎖5和與電磁鎖5連接的位置傳感器(未 示意)構(gòu)成鎖閉機(jī)構(gòu)。電磁鎖5包含鎖銷13，電磁鎖5通過將鎖銷13伸入安 裝盤12側(cè)面的徑向孔14內(nèi)而鎖定安裝盤12，使整個裝置處于工作狀態(tài)，位置 傳感器在自航載體傾覆后發(fā)出控制信號，將電磁鎖5的鎖銷13縮回，進(jìn)而開 啟電磁鎖5。
驅(qū)動元件采用安裝在所述轉(zhuǎn)動軸上的扭轉(zhuǎn)彈簧2，其兩端為外射線腳，扭 轉(zhuǎn)彈簧2兩端的外射線腳伸入軸承殼體4和轉(zhuǎn)動軸1的徑向狹槽A和B中， 當(dāng)轉(zhuǎn)動軸1被鎖定在工作位置時，扭轉(zhuǎn)彈簧2被扭轉(zhuǎn)，因此具有預(yù)緊力。
參見圖4，當(dāng)自航載體正常航行時，推進(jìn)器9沉沒于水中產(chǎn)生推力，處于
狀態(tài)I所示位置。當(dāng)自航載體傾覆后，推進(jìn)器9被翻轉(zhuǎn)到甲板8上側(cè)，處于狀
態(tài)m所示位置，暴露于空氣中，失去推力。這時，自航載體的控制器根據(jù)物
位傳感器發(fā)出的上下倒置信號將電磁鎖5開啟，鎖銷13從安裝盤12側(cè)面的徑 向孔14中退出，扭轉(zhuǎn)彈簧2的預(yù)緊力使轉(zhuǎn)動軸1旋轉(zhuǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)動軸l旋轉(zhuǎn)到狀 態(tài)II所示的位置時，扭轉(zhuǎn)彈簧2的預(yù)緊力為零。由于推進(jìn)器9的重力和轉(zhuǎn)動的 慣性，轉(zhuǎn)動軸1繼續(xù)向狀態(tài)I所示位置轉(zhuǎn)動，扭轉(zhuǎn)彈簧2產(chǎn)生與轉(zhuǎn)動方向相反 的扭轉(zhuǎn)力，該扭轉(zhuǎn)力與水的阻力一起對轉(zhuǎn)動軸l的轉(zhuǎn)動起到阻尼作用。電磁鎖 5開啟并經(jīng)過預(yù)定的延時后關(guān)閉，因此在大約從狀態(tài)II所示的位置向狀態(tài)I所 示位置轉(zhuǎn)動期間，電磁鎖5的鎖銷13在轉(zhuǎn)動軸1的安裝盤12側(cè)面滑動，當(dāng)轉(zhuǎn) 動軸1轉(zhuǎn)動到狀態(tài)I所示位置時，電磁鎖5的鎖銷13滑入安裝盤12側(cè)面的徑 向孔14內(nèi)，將轉(zhuǎn)動軸1鎖定在新的工作位置。這時，推進(jìn)器9己重新沉沒于 水中，可繼續(xù)產(chǎn)生推力，使自航載體恢復(fù)正常航行。
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè) 的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中 描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明 還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本 發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求
1.一種自航載體的推進(jìn)器的變位裝置，其特征在于，包括一安裝在自航載體甲板上可在豎直平面旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上設(shè)有連接推進(jìn)器的連接件；一能在自航載體正常航行狀態(tài)下鎖定所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)并在傾覆狀態(tài)下松開旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的鎖閉機(jī)構(gòu)；一在自航載體傾覆狀態(tài)下驅(qū)動所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動的驅(qū)動元件。
2. 如權(quán)利要求1所述的自航載體的推進(jìn)器的變位裝置，其特征在于所 述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，包括安裝在自航載體甲板上的軸承，軸承外設(shè)有軸承殼體； 設(shè)置在軸承中的轉(zhuǎn)動軸，所述轉(zhuǎn)動軸端部設(shè)有安裝盤。
3. 如權(quán)利要求2所述的自航載體的推進(jìn)器的變位裝置，其特征在于所 述安裝盤的側(cè)面設(shè)有徑向孔。
4. 如權(quán)利要求2所述的自航載體的推進(jìn)器的變位裝置，其特征在于所 述軸承殼體和轉(zhuǎn)動軸上開有相配合的徑向狹槽。
5. 如權(quán)利要求2所述的自航載體的推進(jìn)器的變位裝置，其特征在于所述轉(zhuǎn)動軸內(nèi)設(shè)有容納推進(jìn)器電纜的容納槽。
6. 如權(quán)利要求1所述的自航載體的推進(jìn)器的變位裝置，其特征在于所述連接件通過包裹其的卡環(huán)和將卡環(huán)固定在安裝盤上的固定件固定在安裝盤 上。
7. 如權(quán)利要求1或6所述的自航載體的推進(jìn)器的變位裝置，其特征在于:所述連接件為細(xì)長連接桿，其內(nèi)設(shè)有容納推進(jìn)器電纜的容納槽。
8. 如權(quán)利要求2所述的自航載體的推進(jìn)器的變位裝置，其特征在于所述容納槽與轉(zhuǎn)動軸內(nèi)設(shè)置的容納槽相通。
9. 如權(quán)利要求1所述的自航載體的推進(jìn)器的變位裝置，其特征在于所 述鎖閉機(jī)構(gòu)，包括一安裝在自航載體甲板上的電磁鎖，其包含鎖銷，通過將鎖銷伸入安裝盤 側(cè)面的徑向孔內(nèi)而鎖定旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；與電磁鎖連接的位置傳感器，其在自航載體傾覆后發(fā)出控制信號，將電磁 鎖開啟。
10. 如權(quán)利要求l所述的自航載體的推進(jìn)器的變位裝置，其特征在于所 述驅(qū)動元件采用安裝在所述轉(zhuǎn)動軸上的扭轉(zhuǎn)彈簧，扭轉(zhuǎn)彈簧的兩端為外射線 腳，扭轉(zhuǎn)彈簧兩端的外射線腳伸入軸承殼體和轉(zhuǎn)動軸的徑向狹槽中，并在自航 載體正常行駛狀態(tài)下處于預(yù)緊狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種適用于水面機(jī)器人和水面無人艇等自航載體的推進(jìn)器的變位裝置，使傾覆后的自航載體重新獲得推進(jìn)動力，進(jìn)而恢復(fù)航行能力。該變位裝置，其特征在于，包括一安裝在自航載體甲板上可在豎直平面旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上設(shè)有連接推進(jìn)器的連接件；一能在自航載體正常航行狀態(tài)下鎖定所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)并在傾覆狀態(tài)下松開旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的鎖閉機(jī)構(gòu)；一在自航載體傾覆狀態(tài)下驅(qū)動所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動的驅(qū)動元件。本發(fā)明可在水面自航載體出現(xiàn)傾覆后改變推進(jìn)器的安裝位置，使自航載體重新獲得推進(jìn)動力，回復(fù)正常航行。因此，使自航載體具有很強(qiáng)的抗風(fēng)浪能力。
文檔編號B63H23/32GK101342940SQ200710173860
公開日2009年1月14日 申請日期2007年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月29日
發(fā)明者偉 康, 燕 張, 王建華, 褚建新, 偉 顧 申請人:上海海事大學(xué)