[发明专利]一种水下机器人的稳定性调节系统及方法

说明书

本发明公开了一种水下机器人的稳定性调节系统及方法，包括输入单元、第一计算单元、判断单元和调节单元。通过计算水下机器人各个组件的重力、浮力、重心位置和浮心位置，能够准确得到水下机器人的正浮力和平衡心位置，再通过正浮力与水下机器人设计的浮力进行比较，能够判断水下机器人是否还存在剩余正浮力，通过判断重心位置和浮心位置是否处于水下机器人的中心垂线上，浮心是否在重心上方，重心与浮心是否存在间距，能够判断出平衡心位置是否正确，如果不存在剩余正浮力且平衡心位置正确，结束调节，否则就基于存在的剩余正浮力进行调节，通过调节压载的输入，使得水下机器人的平衡心位置处于水下机器人的中心垂线上，提高水下机器人的稳性。

技术领域

本发明涉及水下机器人领域，特别涉及一种水下机器人的稳定性调节系统及方法。

背景技术

近年来，水下机器人越来越受到各个国家的重视，无论是在民用还是在军用上，都扮演着重要的角色。

对于任何一种水下机器人来说，水下航行的稳定性是至关重要的，它决定着水下机器人航行的安全性，而浮心与重心的位置决定着水下航行器的稳定性，位置距离过大或过小都会导致航行器失稳，造成严重后果，因此准确测量出浮心与重心的位置，以及调节浮心与重心是非常关键的。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种准确性高、调节容易的自主更新的水下机器人的稳定性调节系统及方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种水下机器人的稳定性调节系统，包括：

输入单元，用于输入各组件的重力、浮力、重心位置和浮心位置；

第一计算单元，用于计算水下机器人的正浮力和平衡心位置；

判断单元，用于判断水下机器人是否存在剩余正浮力，以及平衡心位置是否正确；

调节单元，用于控制压载的输入或输出，使得水下机器人平衡心位置处于水下机器人的中心垂线上。

作为所述水下机器人的稳定性调节系统的进一步可选方案，所述系统还包括：

第二计算单元，用于计算复原水下机器人平衡需要施加的作用力。

作为所述水下机器人的稳定性调节系统的进一步可选方案，所述第一计算单元包括：

水下机器人重力重心计算单元，用于计算水下机器人的重力和重心位置；

水下机器人浮力浮心计算单元，用于计算水下机器人的浮力和浮心位置；

水下机器人正浮力平衡心计算单元，用于计算水下机器人的正浮力和平衡心位置。

作为所述水下机器人的稳定性调节系统的进一步可选方案，所述判断单元包括：

第一判断单元，用于判断实际计算出的水下机器人的正浮力与设计的水下机器人的正浮力是否相同；

第二判断单元，用于判断重心位置和浮心位置是否处于水下机器人的中心垂线上，浮心是否在重心上方，重心与浮心是否存在一定间距。

作为所述水下机器人的稳定性调节系统的进一步可选方案，所述第二计算单元包括：

检测单元，用于检测水下机器人是否发生倾斜；

获取单元，用于获取水下机器人的倾斜度、排水量、浮心位置和重心位置；

复原作用力计算单元，用于计算复原水下机器人平衡需要施加的作用力。

一种水下机器人的稳定性调节方法，具体包括以下步骤：

步骤S1，获取水下机器人各组件的重力、浮力、重心位置和浮心位置；