[发明专利]一种水下拖体姿态调节结构及其控制方法

说明书

本发明公开了一种水下拖体姿态调节结构及其控制方法，其中，调节结构包括拖缆、拖体控制系统和拖曳体，拖曳体上左右对称式安装有拖曳机构结构件、姿态传感器和伸缩驱动件，拖缆与拖曳机构结构件连接，拖体控制系统与姿态传感器连接，拖体控制系统与伸缩驱动件连接、以驱动拖曳机构结构件沿着拖曳体前后运动。本发明既可以保持设备下放和回收过程中的姿态，也可以通过调节拖曳点的位置，从而调节水下设备在拖曳工作时的姿态，获得更好的工作性能。

技术领域

本发明属于水下装备技术领域，具体为一种水下拖体姿态调节结构及其控制方法。

背景技术

目前，水下装备的运动方式可分为两种，一种是自行式，采用自带的驱动机构提供动力进行移动，如履带式、螺旋桨式或者阿基米德螺旋等机构行走；另一种是拖曳式，依靠拖曳缆的拉力拖动水下装备在水下移动，其本身不具有行走机构或动力。

其中，水下装备承担的水下勘探或取样工作，大多对其工作时的设备本身的姿态要求很高。姿态主要包括两个方面，俯仰角和横滚角。拖曳体一般为左右对称结构，所以拖曳运功过程中横滚方向变化很小。但是，拖曳体由于前后非对称或者由于前后方向存在动态机械臂等诸多原因，拖曳体的重心在前后方向上处于运动状态，这无法满足拖曳体对前后移动方向上俯仰姿态的高要求。

发明内容

本发明目的在于提供水下拖体姿态调节结构及其控制方法，既可以保持设备下放和回收过程中的姿态，也可以通过调节拖曳点的位置，调节水下设备在拖曳工作时的姿态，从而解决上述问题。

为实现上述目的，本发明首先公开了一种水下拖体姿态调节结构，包括拖缆、拖体控制系统和拖曳体，所述拖曳体上左右对称式安装有拖曳机构结构件、姿态传感器和伸缩驱动件，所述拖缆与所述拖曳机构结构件连接，所述拖体控制系统与所述姿态传感器连接，所述拖体控制系统与所述伸缩驱动件连接、以驱动所述拖曳机构结构件沿着拖曳体前后运动。

进一步的，还包括一承重头，所述拖缆与承重头的一端连接，所述承重头的另一端与所述拖曳机构结构件枢接，且承重头的枢接轴沿着所述拖曳体的左右方向设置。

进一步的，还包括对称安装在拖曳机构结构件两侧的导轨和滑块，所述导轨和滑块滑接，所述滑块与所述拖曳机构结构件固接，所述导轨与所述拖曳体固接。

进一步的，所述伸缩驱动件为驱动油缸，所述驱动油缸的缸体与所述拖曳体枢接，所述驱动油缸的活塞杆与所述拖曳机构结构件枢接。

进一步的，所述拖曳机构结构件包括横板、立板和加强肋，所述立板竖直固接在所述横板上且沿着所述拖曳体的左右方向延伸，所述横板的两侧与所述滑块固接，所述加强肋设置在所述立板的两侧，且该加强肋的一侧与所述横板固接，另一侧与所述立板固接，所述承重头与所述立板枢接，所述驱动油缸与所述横板枢接。

进一步的，还包括均带有销孔的两个竖向耳板和两个横向耳板，两个所述竖向耳板左右对称式固定在所述立板上，且相对形成一用于承重头内线缆通过的避空槽，所述两个横向耳板左右对称式固接在所述横板上。

进一步的，所述拖曳体为左右对称的框架式结构。

进一步的，所述拖曳体为通过拖曳而行走在海底细软底质上的采矿设备。

然后，本发明公开了水下拖体姿态调节结构的控制方法，若姿态传感器所测量拖曳体的俯仰角与最佳俯仰角之间的差值的绝对值在目标范围内时，所述拖体控制系统控制驱动油缸静止；

若姿态传感器所测量拖曳体的俯仰角与最佳俯仰角之间的差值的绝对值在目标范围外时，所述拖体控制系统控制驱动油缸动作，当差值的绝对值减少且到达目标范围内时，拖体控制系统控制驱动油缸静止，当差值的绝对值增大，拖体控制系统控制驱动油缸反向运动，直到差值的绝对值减少且到达目标范围内后，拖体控制系统控制驱动油缸静止。

与现有技术相比，本发明的优点在于：