[发明专利]自主水下航行器及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及水下航行器领域，特别是涉及一种自主水下航行器及其控制方 法。

背景技术

随着世界人口膨胀和地球资源的紧张，同时计算机技术、人工智能技术、 微电子技术和软件行业的发展，人们越来越注重海洋相关产业的发展。海洋环 境错综复杂，不适合人工长期作业，但在海洋开发中经常会遇到海洋环境检测、 海上设备结构故障检测、人员船只搜救、港口安全巡航等问题，因此，自主水 下航行器的研制对于海洋产业的发展格外重要。

目前，常用的水下航行器分为载人潜水器和无人潜水器两种。无人潜水器 又分为远程遥控潜水器(ROV，RemotelyOperatedVehicle)和自主水下航行器 (AUV，AutonomousUnderwaterVehicle)。远程遥控潜水器是一种通过线缆与 水面母船相连实现潜水器的远程遥控的潜水器，而自主水下航行器则是一种在 水下实现自主补给和自主决策的潜水器。

现有的自主水下航行器在水中难以精确且实时调整平衡，容易在不同方向 上发生倾斜，从而难以平稳运行，影响工作。

发明内容

基于此，有必要针对自主水下航行器无法灵活地保持平衡的问题，提供一 种可灵活地保持平衡的自主水下航行器及其控制方法。

一种自主水下航行器，所述自主水下航行器包括平衡调节舱，所述平衡调 节舱内设有翻滚平衡调节机构、俯仰平衡调节机构及配重块，所述配重块可沿 第一方向移动并绕第二方向转动地设于所述平衡调节舱内，所述俯仰平衡调节 机构可驱动所述配重块在所述第一方向上移动，以改变所述自主水下航行器在 所述第一方向上的重心位置；所述翻滚平衡调节机构可驱动所述配重块绕所述 第二方向转动，以改变所述翻滚平衡调节机构在第三方向的重心位置，所述第 三方向垂直于所述第一方向。

上述自主水下航行器，通过改变翻滚平衡调节机构在不同方向上重心，以 对自主水下航行器适时进行自动平衡调节，从而增加该自主水下航行器的运行 稳定性，避免自主水下航行器发生不同方向上的倾斜，影响自主水下航行器100 的工作。

在其中一个实施例中，所述俯仰平衡调节机构包括俯仰调节驱动件与滑动 组件，所述配重块设置于所述翻滚平衡调节机构上，所述翻滚平衡调节机构包 括用于驱动所述配重块转动的翻滚调节驱动件，所述滑动组件连接于所述翻滚 调节驱动件，所述俯仰调节驱动件驱动所述滑动组件运动，以带动所述翻滚平 衡调节机构移动。

在其中一个实施例中，所述俯仰平衡调节机构还包括传动连接所述俯仰调 节驱动件与所述滑动组件的第一传动组件，所述俯仰调节驱动件转动以驱动所 述第一传动组件运动，以带动所述滑动组件沿所述第一方向移动；所述翻滚调 节机构还包括传动连接所述翻滚调节驱动件与所述配重块的第二传动组件，所 述翻滚调节驱动件转动以驱动所述第二传动组件运动，以带动所述配重块转动。

在其中一个实施例中，所述第一传动组件包括丝杆及丝杆螺母，所述丝杆 一端固接于所述俯仰调节驱动件，另一端安装所述丝杆螺母；所述滑动组件包 括移动面板及与所述丝杆平行延伸、并穿过所述移动面板的滑动轴，所述移动 面板一侧与所述翻滚平衡调节结构连接，另一侧与丝杆螺母固接，所述移动螺 母沿所述丝杆移动并带动所述移动面板沿所述滑动轴移动；所述第一传动组件 包括小齿轮轴、小齿轮、大齿轮及穿过所述大齿轮与所述配重块的传动轴，所 述小齿轮轴一端固接于所述翻滚调节驱动件，另一端固接于所述小齿轮，所述 大齿轮与所述小齿轮啮合，并通过所述传动轴连接于所述配重块。

在其中一个实施例中，所述自主水下航行器还包括：

视觉舱，所述视觉舱内设有摄像头；

垂直推进舱，所述垂直推进舱内设有用于推动所述自主水下航行器沿所述 第三方向运动的垂直推进器；

电控舱，所述电控舱内设有控制系统；及

水平推进装置，所述水平推进装置安装于所述自主水下航行器的外壁上， 且沿平行于所述第一方向的方向设置；

其中，所述平衡调节舱、视觉舱、垂直推进舱及电控舱可拆卸连接。

在其中一个实施例中，所述视觉舱内设有云台固定板及安装于所述云台固 定板的云台机构，所述云台机构包括云台连接件及与所述云台连接件传动连接， 以驱动所述云台连接件运动的云台电机，所述云台连接件与所述摄像头连接， 以在所述云台电机的驱动下带动所述摄像头运动。