[发明专利]水下滑翔机运动姿态控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及水下滑翔机，尤其涉及一种水下滑翔机的运动姿态控制装置。

背景技术

水下滑翔机在水下的运动方式可以分解为仰俯、横滚以及沉浮动作，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，因此水下滑翔机运动姿态控制装置是控制水下滑翔机运动状态的关键装置之一。由于滑翔机内部部件比较精密，能改变位置的部件较轻，导致滑翔机整体重心位置变化不大，影响俯仰和横滚的角度，所以急需选择一个重量较大的部件作为移动部件成为提高水下滑翔机运动倾角的重中之重。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种水下滑翔机运动姿态控制装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：水下滑翔机运动姿态控制装置，包括电池包、电池托架、端板、支撑轴、俯仰运动控制机构、横滚运动控制机构；电池包安装在电池托架上且重量偏于一侧，电池托架的中心套在支撑轴上且电池托架可绕支撑轴转动而使得滑翔机产生横滚，电池托架也可沿支撑轴的轴向移动而使得滑翔机重心移动；

俯仰运动控制机构通过控制电池包沿支撑轴的轴向移动，以实现滑翔机的重心沿中心轴移动，使得滑翔机的头部呈现抬起或俯下运动姿态；

横滚运动控制机构通过控制电池包绕支撑轴的中心轴转动，以实现滑翔机的重心绕中心轴偏转，使得滑翔机机身呈现横向滚动运动姿态。

作为优选，俯仰运动控制机构包括俯仰控制电机、俯仰齿轮传动机构、直线齿条；俯仰控制电机与电池托架的外侧固接，直线齿条固定在支撑轴中部；俯仰控制电机通过俯仰齿轮传动机构与直线齿条啮合并带动电池托架沿支撑轴前后移动，从而使得电池包沿着支撑轴前后移动，造成滑翔机重心移动从而改变滑翔机仰俯姿态。

作为优选，还包括用于测量滑翔机重心移动距离的直线电位器、直线电位器支架和测量细杆；直线电位器通过螺丝固定在直线电位器支架上，直线电位器支架固定在电池托架上；测量细杆固定安装在固定装在支撑轴上的后转动支板上；直线电位器随电池包沿支撑轴轴向移动，并与测量细杆相对移动。

作为优选，横滚运动控制机构包括横滚控制电机、横滚齿轮传动机构；横滚控制电机通过横滚齿轮传动机构驱动电池托架绕着支撑轴旋转，电池的运动造成了滑翔机重心沿着轴旋转从而造成滑翔机整体旋转，由于水的浮力重力以及滑翔机尾翼的联合作用使滑翔机转弯。

作为优选，还包括用于测量滑翔机旋转角度的旋转电位器；旋转电位器通过齿轮与横滚控制电机的输出轴啮合，横滚控制电机通过齿轮带动旋转电位器同步旋转并测量到横滚旋转的角度数据。

本发明的有益效果是：

由于电池包为滑翔机内重量最大部件，通过驱动电池包在滑翔机内部移动或偏转而使得滑翔机重心改变，从而达到控制滑翔机仰俯或横滚姿态的目的。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明水下滑翔机运动姿态控制装置实施例的立体结构示意图。

图2是本发明水下滑翔机运动姿态控制装置实施例的主视图。

图3是本发明水下滑翔机运动姿态控制装置实施例的俯视图。

图中，1-支撑轴，2-前转动支板，3-拉杆，4-电池包，5-电池托架，6-后支撑板，7-旋转电位器，8-横滚小齿轮，9-横滚大齿轮，10-横滚电机，11-直线齿条，12-第一俯仰齿轮，13-直线位移传感器，14-俯仰电机，15-直线位移传感器支架，16-第二俯仰齿轮，17-第三俯仰齿轮，18-俯仰齿轮支板，19-后转动支板，20-测量细杆。

具体实施方式

图1是水下滑翔机运动姿态控制装置，由电池包4、电池托架5、端板、支撑轴、俯仰运动控制机构、横滚运动控制机构组成。