[发明专利]一种水下机器人浮沉装置和浮沉方法

说明书

本发明公开了一种水下机器人浮沉装置和浮沉方法，其中一种水下机器人浮沉装置包括水下机器人、活塞和活塞杆组件、驱动电机、螺杆体、螺杆密封件、缸筒组件、充气阀及活塞密封件等。本发明在水下机器人上加设水下机器人浮沉装置，调整一种水下机器人浮沉装置的排水体积，调节水下机器人浮沉装置的浮力，实现水下机器人的上浮和下沉。本发明结构简单，操作方便，控制灵活，可以在一种水下机器人浮沉方面进行推广。

技术领域

本发明涉及一种水下机器人浮沉装置和浮沉方法，属于电气与机电技术领域。

背景技术

目前，水下机器人的上浮和下沉，普遍采用加设重物实现下沉，抛弃重物实现上浮的方法。水下机器人这种上浮和下沉的方法，一方面很难控制水下机器人上浮和下沉的速度和位置，另一方面，加设重物的重物一旦抛弃后，无法实现重复使用。为了解决这一问题，本发明提出一种技术方案，通过对一种水下机器人加设水下机器人浮沉装置，调整一种水下机器人浮沉装置的排水体积，调节水下机器人浮沉装置的浮力，实现水下机器人的上浮和下沉。

发明内容

发明目的：通过对一种水下机器人加设水下机器人浮沉装置，调整一种水下机器人浮沉装置的排水体积，调节水下机器人浮沉装置的浮力，实现水下机器人的上浮和下沉。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种水下机器人浮沉装置，包括水下机器人、活塞和活塞杆组件、驱动电机、螺杆体、螺杆密封件、缸筒组件、充气阀及活塞密封件；

所述活塞和活塞杆组件包括活塞杆筒、活塞、活塞杆底板、活塞杆内腔和活塞杆内腔导向槽，活塞设置在活塞杆筒的上端，活塞的外周开设有密封件沟槽，活塞杆底板与活塞杆筒的下端紧密连接，活塞杆内腔导向槽对称开设在活塞杆筒的左右内壁上，活塞杆筒、活塞和活塞杆底板组装成活塞和活塞杆组件；所述驱动电机的左端包括驱动电机轴；所述螺杆体的下端设置有螺杆凸台，螺杆凸台的内部开设有轴孔，螺杆体的上部为螺杆；所述缸筒组件包括缸筒下法兰、缸筒、缸筒上端盖、螺纹套、导向块和缸筒内腔，缸筒上端盖开设有充气阀安装孔，充气阀安装孔的下端和缸筒内腔相连通，螺纹套可靠连接在缸筒上端盖的下部，螺纹套的下端左右两侧对称安装有导向块；所述螺杆体下端的螺杆凸台安装在活塞杆底板的轴孔内，螺杆体上部的螺杆旋转拧入螺纹套内，螺杆和螺纹套之间形成螺纹传动，螺杆凸台和活塞杆底板的轴孔之间安装有螺杆密封件；所述驱动电机安装在活塞杆底板的下部，驱动电机轴插入螺杆凸台内部的轴孔内，并通过键相互连接；所述活塞的外周安装有活塞密封件，活塞和活塞密封件一起安装在缸筒内腔中，并与缸筒的内壁之间形成滑动配合，螺纹套左右两侧的导向块分别插入活塞杆内腔导向槽内，缸筒组件相对于活塞和活塞杆组件能够实现上下移动；所述充气阀通过充气阀安装孔安装在缸筒上端盖上；当各零部件完成相互装配连接后，通过充气阀向缸筒内腔及活塞杆内腔充入压力气体。

一种水下机器人浮沉方法，利用上述的装置，包括如下步骤：

1、首先控制驱动电机实现顺时针旋转，通过驱动电机轴带动螺杆体实现顺时针旋转，由于螺杆和螺纹套之间存在螺纹传动关系，推动缸筒组件相对于活塞和活塞杆组件向上移动，并到达最高位置，水下机器人浮沉装置形成最大体积，水下机器人进入水中后，产生最大的浮力，水下机器人在这个浮力的作用下，漂浮在水面上；

2、当水下机器人下沉时，此时水下机器人在浮力的作用下，漂浮在水面上，首先控制驱动电机实现逆时针旋转，驱动电机通过驱动电机轴带动螺杆体一起实现逆时针旋转，由于螺杆和螺纹套之间存在螺纹传动关系，带动缸筒组件相对于活塞和活塞杆组件向下移动，水下机器人浮沉装置的体积逐步减小，当水下机器人浮沉装置所产生的浮力小于水下机器人的总重量时，水下机器人及水下机器人浮沉装置一起实现下沉，其下沉的位置和速度通过驱动电机进行控制；