基于auv的折叠天线装置
阅读说明：本技术 基于auv的折叠天线装置 (Folding antenna device based on AUV ) 是由 姚金涛 严天宏 陈航 于 2021-09-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于AUV(水下机器人)设计的折叠天线装置,包括底座、天线、前舱、传动舱和后舱,设有蜗轮蜗杆自锁机构、传动机构和密封机构。本装置通过蜗轮蜗杆控制天线的放出与回收,利用蜗轮蜗杆的自锁可以防止天线因航行阻力而失去控制,所述底座通过钢扎带可与不同型号AUV进行固定使用,天线回收后与前舱相贴合,以此减少AUV的航行阻力。(The invention discloses a folding antenna device designed based on an AUV (underwater robot), which comprises a base, an antenna, a front cabin, a transmission cabin and a rear cabin, and is provided with a worm and gear self-locking mechanism, a transmission mechanism and a sealing mechanism. This device is through emitting and retrieving of worm gear control antenna, utilizes the auto-lock of worm gear can prevent that the antenna from losing control because of the navigation resistance, the base can be fixed with different model AUV through the steel ribbon and use, and the antenna is retrieved the back and is laminated mutually with the front deck to this navigation resistance that reduces AUV.)
技术领域
本发明涉及海洋与水文调查设备领域，具体涉及一种具有减少水下航行阻力的折叠天线装置。
背景技术
天线是传统AUV中不可缺少的重要功能部件，主要为AUV实现无线电通信(数传电台、Wifi通信、卫星通信或4G通信)和GPS/北斗全球定位功能。
如今，市场上大部分的AUV上的天线都具有流线型的类似鱼鳍外形，以水下传输和接收信号为主要任务功能。但是鱼鳍外形的天线高度较高，增大了AUV在水下的航行阻力，不利于航行性能的提升。
针对现有的AUV上的天线存在的水下航行时的阻力大的缺陷，亟待提出一种基于AUV的可折叠的装置，以增加AUV的作业能力，并同时提升其航行性能。
发明内容
本发明提出一种基于AUV的可折叠的装置，以增加AUV的作业能力，并同时提升其航行性能。
本发明是采用以下的技术方案实现的：本装置共由天线、前舱、传动舱和后舱组成，设计了蜗杆自锁机构，传动机构和密封机构，蜗轮蜗杆自锁机构和传动机构设置在天线传动舱中，电机通过传动机构驱动天线的收放动作。
所述的前舱、传动舱和后舱具有流线型的设计，中间凹槽部分安照天线的形状来加工，使得天线在平放状态与前舱贴合，且装置整体具有减少AUV水下航行的阻力。
所述的蜗轮蜗杆自锁机构在装置的传动舱中，利用蜗轮蜗杆的自锁来对抗AUV在水下运动时的阻力对天线的力，使天线可以在稳定的位置。
进一步的，当天线与前舱上端面平齐时处于回收状态，当天线与前舱上端面垂直时处于放出状态。
进一步的，电机正转为放天线，电机负转为收天线，通过选定的齿轮的传动比与蜗轮蜗杆的转动比可通过计算出电机按额定转速需要多少时间可实现天线进行一次收放动作，以此来控制天线的收放。
所述的传动机构贯穿了后舱和传动舱，通过螺栓连接将电机轴与齿轮轴相连，通过一对齿轮啮合将电机的转速适当降低后，传递到蜗轮蜗杆机构，通过蜗轮蜗杆的转动传递至天线。
所述的密封机构主要通过静密封与动密封，在电机轴的转轴处为动密封，在电机后端信号接收处为水密插头进行密封。在凸台与盖板之间设计一个o型槽进行密封。
本发明的有益效果是：
1、该装置实现了将天线收入前舱，有效的减少了天线与水的接触面积，大大地提升了AUV的航行效率。
2、该装置在结构上实现了通过控制电机转动时间和转动方向来控制天线的收放功能。
3、该装置适用于多种大小的AUV，只需通过改变底板的圆弧度，再运用钢扎带将其与AUV固定即可。
4、该装置结构紧凑，安装维护方便，制造成本低，并且占用面积小，大幅提升了海上作业的深度和效率。
附图说明
图1是折叠天线装置的整体示意图；
图2是折叠天线装置的半剖图；
图3是折叠天线装置去传动舱后的天线收回图；
图4是是折叠天线装置去传动舱后的天线放出图。
图中：1天线2前舱3传动舱4后舱5底板6水密插头7电机8角接触轴承Ⅰ9角接触轴承Ⅱ10螺栓11角接触轴承Ⅲ12齿轮轴13角接触轴承Ⅳ14大齿轮15角接触轴承Ⅴ16蜗杆17蜗轮18角接触轴承19天线轴20角接触轴承Ⅵ21角接触轴承Ⅶ22凸台23盖板24支撑架Ⅰ25支撑架Ⅱ26支撑架Ⅲ
具体实施方施
为了使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的
具体实施方式
做详细的说明。
在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。
如图1所示，本发明所述的基于AUV的可折叠的装置主要由天线1、前舱2、传动舱3、后舱4和底板5组成，底板5通过钢轧带与AUV的天线舱固定，前舱2、传动舱3和后舱4组装在底板的上方，天线1的末端与传动舱3内部的涡轮19相连，天线可实现90°转动，当天线与前舱2上端面平齐时，天线处于回收状态，当天线与前舱2上端面垂直时，天线处于放出状态。
如图2所示，电和信号从水密插头6传入到电机7，电机轴通过角接触轴承Ⅰ，通过螺栓10将转速传递到齿轮轴13，齿轮轴13通过角接触轴承Ⅱ后与大齿轮15接触，齿轮轴末端连接角接触轴承Ⅲ，大齿轮15通过键将力传递到蜗杆18，通过蜗轮蜗杆机构将力从蜗杆18传递到涡轮19，涡轮19通过螺栓连接将天线轴20与涡轮19相连接将力传递至天线1，当电机7正转时，天线1瞬时针转动，当电机7反转时，天线1逆时针转动实现天线1的放与收。
如图3、4所示，在凸台22与端盖23之间设有两道静密封槽，防止海水通过端盖23进入后舱5，在螺栓10连接与22凸台之间，设有两圈动密封槽，防止海水通过电机7轴对应的孔进入后舱5，在后舱的尾端，设有水密插头7，防止海水通过线的孔进入后舱。为了避免电机轴与凸台之间产生过大的摩擦力，设置了角接触轴承Ⅰ和角接触轴承Ⅱ，为了避免齿轮轴与支撑架Ⅱ和支撑架Ⅲ之间产生较大的摩擦力，设置了角接触轴承Ⅲ和角接触轴承Ⅳ，为了避免蜗杆轴与支撑架Ⅰ、支撑架Ⅱ产生较大的摩擦，设置了角接触轴承Ⅴ和角接触轴承Ⅵ。
该装置的工作过程如下所述，当AUV需要在水下快速航行时，电机反转，天线逆时针转动直至天线上端面与前舱上端面平齐，使AUV在水下航行时受到海水阻力的面积减少；当AUV需要在水下发出或者接收信号时，AUV减速后，电机正转，天线顺时针转动至天线与前舱上端面垂直状态，竖直的天线利于接收和放出信号。
以上对本发明所提供的基于AUV的折叠天线装置进行了详细介绍。本文中应用了具体例子对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
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