[实用新型]一种模拟UVMS运动控制和水下作业的实验装置

说明书

本实用新型公开了一种模拟UVMS运动控制和水下作业的实验装置，装置部分包括：水槽；造波部件，用于激发水槽中的水体产生波浪；三坐标运动机构和支撑三坐标运动机构的外基座，三坐标运动机构用以驱使UVMS系统整体进行XYZ三方向运动；其中，在Z向升降座安装伺服驱动电机，驱使UVMS系统整体进行旋转以模拟偏航运动。使用时执行造波步骤、机械手运动步骤和实验执行步骤，通过三坐标运动机构的变位驱动动作和/或伺服驱动电机带动旋转座进行的旋转动作，驱使UVMS系统整体产生XYZ三方向的直线移动和/或围绕Z轴进行的自旋运动，设计具体的运动控制策略和设置具体的水下作业任务，使UVMS系统在水槽中进行相应的运动，完成水下作业模拟实验。

技术领域

本实用新型涉及UVMS技术领域，具体来说，是一种模拟水下机器人-机械手系统运动控制和水下作业的实验装置。

背景技术

水下机器人-机械手系统主要由水下运动艇体和作业机械手两部分组成，是人类进行海洋环境探索和开发的智能设备，广泛应用于深海科学探索、海底资源勘测和水下作业等领域。由于复杂的环境因素和水下机器人自身的特性，开展水下机器人-机械手系统运动控制和水下作业的实际实验十分困难，对于刚研制的水下机器人-机械手系统，如果直接在海洋中实验，也会产生很大的风险。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种模拟UVMS运动控制和水下作业的实验装置，以模拟UVMS系统在水下环境中的运行情况。

本实用新型的目的是这样实现的：一种模拟UVMS运动控制和水下作业的实验装置，包括：

水槽，其上部为开口结构，其内盛装有水体；

固定在水槽上的造波部件，用于以预设的频率输出往复运动来激发水槽中的水体产生波浪；

由旋转座和水下机械手构成的UVMS系统，所述旋转座用于模拟水下艇体，所述水下机械手连接旋转座，在实验时旋转座和水下机械手均处于水槽的水体中；

三坐标运动机构和支撑三坐标运动机构的外基座，所述三坐标运动机构用以驱使UVMS系统整体进行XYZ三方向运动。

其中，外基座独立于水槽固定设置，并具有两个，两个外基座分别正对水槽两长边侧；

所述三坐标运动机构的X向部分有两个，并分别对应两个外基座，每个X向部分均包括X向导轨座、X向驱动电机、X向丝杆，所述X向导轨座水平架设在外基座上并平行于水槽的长边侧，所述X向驱动电机安装在X向导轨座上，所述X向丝杆平行于X向导轨座，所述X向丝杆一端同轴传动连接X向驱动电机的输出轴，所述X向丝杆另一端旋转连接X向导轨座；

所述三坐标运动机构的Y向部分包括Y向导轨座、Y向驱动电机、Y向丝杆，所述Y向导轨座两端分别滑动连接两X向导轨座，所述Y向导轨座水平延伸并垂直于水槽的长边侧，所述Y向驱动电机安装在Y向导轨座上，所述Y向丝杆平行于Y向导轨座，所述Y向丝杆一端同轴传动连接Y向驱动电机的输出轴，所述Y向丝杆另一端转动连接Y向导轨座；

所述三坐标运动机构的Z向部分包括Z向导轨座、Z向驱动电机、Z向丝杆、Z向升降座，所述Z向导轨座竖直延伸并处于水槽之中，所述Z向导轨座套装Y向丝杆并与Y向丝杆传动配合，所述Z向驱动电机安装在Z向导轨座上端，所述Z向丝杆竖直延伸，其上端同轴传动连接Z向驱动电机的输出轴，其下端转动连接Z向导轨座，所述Z向升降座套装Z向丝杆并滑动连接Z向导轨座；

所述Z向升降座顶部安装有受控制系统控制的伺服驱动电机，所述Z向升降座底部转动连接旋转座，所述旋转座的转动轴与伺服驱动电机的输出轴同轴传动连接，在伺服驱动电机的驱动下所述旋转座和水下机械手一同在整体上进行水平的自转。

本实用新型的有益效果在于：

1、可以用于水下机器人-机械手系统(UVMS系统)进行前期的水下模拟实验，减少在真实水下环境实验带来的相应损失和风险；