[发明专利]一种矢量推进器及无缆水下机器人

说明书

本发明公开了一种矢量推进器及无缆水下机器人。该矢量推进器包括矢量装置和推进装置，其中矢量装置包括动平台、静平台和三个液压缸；在矢量装置中，静平台作为固定液压缸的基座，与液压缸盖转动副连接，使得液压缸可以在这个面的固定点进行转动；液压缸产生的液压驱动力使得液压缸沿轴向进行伸缩运动，通过液压缸的活塞杆与动平台球面副连接，使与之相连接的动平台姿态和位置发生改变，进而使固定于动平台之上的推进装置的姿态发生改变，从而产生不同的偏摆角度。因此，与传统的鳍舵式推进器相比，矢量推进器具有更好的灵活性。

技术领域

本发明涉及一种海洋探测工具，尤其涉及一种矢量推进器及安装有该矢量推进器的无缆水下机器人。

背景技术

水下机器人主要分为两大类：一类是有缆水下机器人，习惯称为遥控潜器(RemoteOperated Vehicle，简称ROV)；另一类是无缆水下机器人，习惯称为自主式水下潜器(Autonomous Underwater Vehicle，简称AUV)。AUV是新一代水下机器人，具有活动范围大、机动性好、安全、智能化等优点，成为完成各种水下任务的重要工具。矢量推进也称为推力转向技术，是指空间移动物体的推进系统，除了提供向前推力之外，还可以同时或单独地提供推进力，以推动身体的俯仰、偏航、滚转和推力方向。矢量推进技术首先应用于航空航天领域，而在AUV方面的应用是近几年才兴起的。

目前，现有的AUV大多数采用传统的鳍舵式控制方法，该方法操控简单，能够很好地适应水下各种恶劣地环境；在中高速巡航时有较好地舵效率，使机体较为灵活地完成转向和俯仰动作。

但是，这样的方法还存在不足。因为AUV在运行时大部分时间处于2-4knots的低速运行状态。而在鳍舵式AUV动力模型中，推力只与螺旋桨转速有关，为一常量；在低速情况下，舵面控制的效率会急剧降低甚至失效，灵活性差。所以，传统的鳍舵式控制方法在一定程度上已经不能满足AUV在水下运动的复杂程度和灵活性要求了，尤其在低速运动的情况下。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种矢量推进器，该矢量推进器与传统的鳍舵式控制器相比，具有更好的灵活性。

本发明的目的之二在于提供一种安装有上述矢量推进器的无缆水下机器人，该无缆水下机器人与鳍舵式控制的无缆水下机器人相比，具有更好的灵活性。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

本发明一种矢量推进器，包括矢量装置和推进装置；所述的矢量装置包括动平台、静平台和三个液压缸；所述的三个液压缸沿动平台的周向均布；所述液压缸的活塞杆与所述动平台通过球面副连接，所述液压缸的液压缸盖与所述静平台通过转动副连接；所述的推进装置固定在所述动平台上。

优选地，所述的推进装置使用螺旋桨推进器。

优选地，还包括封装外壳，所述的封装外壳开设有用于安装矢量装置的凹形槽。

优选地，还包括球头杆端关节轴承；动平台的第一孔、第二孔和第三孔均用于固定球头杆端关节轴承的球窝，液压缸活塞杆上的螺纹孔与球头杆端关节轴承的球头杆固定。

优选地，还包括缸筒端轴承；静平台均布固定有三个连接件；所述缸筒端轴承的内圈与螺栓的光轴段配合，螺栓穿过连接件与螺母连接；焊接在缸筒端轴承外圈上的螺套与液压缸底盖上的螺杆连接。

优选地，所述动平台的中间孔用于安装推进装置。

本发明的目的之二采用如下技术方案实现：

一种无缆水下机器人，所述无缆水下机器人的机体上安装有矢量推进器。

优选地，所述无缆水下机器人的机体上安装有三个所述矢量推进器，分别位于所述无缆水下机器人的机体两侧和尾部。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：