一种快速救援无人艇的姿态自动平衡装置的制作方法

本发明涉及快速救援船舶装备技术领域，具体的说，是涉及一种快速救援无人艇的姿态自动平衡装置。

背景技术：

目前，现有技术的调整船舶平衡的是减摇陀螺装置，但是对于带伸缩折臂的救援艇来说，现有技术的减摇陀螺装置并不能适用。因为减摇陀螺装置是通过电机带动陀螺转子高速旋转提供陀螺力矩，将陀螺力矩转化为船身的复原力矩，这段调整时间比较长，由于不能及时的提供复原力矩，所以对于快速救援艇的平衡并不适用。

上述缺陷，值得解决。

技术实现要素：

为了克服现有的技术的不足，本发明提供一种快速救援无人艇的姿态自动平衡装置。

本发明技术方案如下所述：

一种快速救援无人艇的姿态自动平衡装置，包括艇体，所述艇体上设置有伸缩折臂，所述艇体内设置有可移动的平衡水箱、电机、导轨、plc控制器以及平衡传感器，所述平衡水箱设置于所述导轨上，且所述平衡水箱与所述电机传动连接，所述电机以及所述平衡传感器均与所述plc控制器连接，

所述平衡水箱通过所述电机传动在所述导轨上进行左右移动，用于平衡所述艇体的姿态。

进一步的，所述平衡水箱与所述电机通过传动链条连接。

进一步的，所述平衡水箱上设置有滚动轴承，所述平衡水箱通过所述滚动轴承在所述导轨上进行移动。

进一步的，所述滚动轴承镶嵌设置于所述导轨内。

进一步的，所述平衡传感器分别设置于所述艇体的左右两舷侧。

进一步的，所述平衡水箱内设置有液位传感器，所述液位传感器与所述plc控制器连接。

进一步的，所述平衡水箱上分别设置有供水泵以及抽水泵。

进一步的，所述供水泵以及所述抽水泵均与所述plc控制器连接。

进一步的，所述导轨呈横向分布设置。

根据上述方案的本发明，其有益效果在于，本发明通过平衡水箱的横向位置，提供复原力矩以平衡船艇的姿态，保证船艇的稳定性，本发明采用链传动所需张紧力小，作用于轴上的压力小，传递功率大，过载能力强，大大降低了无弹性滑动和打滑现象，从而有效的保证了该装置的可靠性，本发明采用的导轨方式能有效的防止由于船艇的颠簸而引起水箱的上下跳动，跑出导轨外，返航时，本发明可根据实船的实际状态来调整平衡水箱的水量，或直接通过泵将水全部排出船外，保证船艇的快速返航，本发明结构简单，成本低，方便操作控制，能够自动调整平衡，安全性好，实用价值高。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的平衡水箱示意图。

图3为本发明的某一具体实施例图。

图4为本发明的另一具体实施例图。

图5为本发明中plc控制器连接示意图。

图6为本发明中平衡水箱连接示意图。

在图中，1、艇体；2、plc控制器；3、平衡传感器；4、主动齿轮；5、传动链条；6、导轨；7、从动齿轮；8、平衡水箱；9、供水泵；10、滚动轴承；11、抽水泵；12、短轴；13、伸缩折臂；14、落水人员或其他负重；15、透气口。

具体实施方式

下面结合附图以及实施方式对本发明进行进一步的描述：

如图1-6所示，一种快速救援无人艇的姿态自动平衡装置，包括艇体1，所述艇体1上设置有伸缩折臂13以及透气口15，所述艇体1内设置有可移动的平衡水箱8、电机、导轨6、plc控制器2以及平衡传感器3，所述导轨6呈横向分布设置，所述平衡水箱8设置于所述导轨6上，且所述平衡水箱8与所述电机传动连接，所述平衡水箱8上分别设置有供水泵9以及抽水泵11，所述plc控制器2分别与所述电机以及所述平衡传感器3连接，所述平衡水箱8通过所述电机传动在所述导轨6上进行左右横向移动，用于平衡所述艇体1的姿态。

优选的，本发明某一具体实施例中，所述电机上设置有主动齿轮4，所述平衡水箱8上设置有从动齿轮7，所述平衡水箱8与所述电机通过传动链条5连接。

优选的，本发明某一具体实施例中，所述平衡水箱8的前后两侧分别设置有滚动轴承10，所述平衡水箱8通过所述滚动轴承8与所述导轨6连接，且所述滚动轴承10镶嵌设置于所述导轨6内。

所述平衡水箱设置有短轴12，所述短轴12上安装设置有从动齿轮7以及滚动轴承10。

优选的，本发明某一具体实施例中，所述平衡传感器3分别设置于所述艇体1的左右两舷侧。

优选的，本发明某一具体实施例中，所述平衡水箱8内设置有液位传感器，所述液位传感器与所述plc控制器2连接。

优选的，本发明某一具体实施例中，所述平衡水箱上分别设置有供水泵9以及抽水泵11，所述供水泵9以及所述抽水泵11均与所述plc控制器2连接.

本发明工作原理：

当艇体1到达任务目的地后，启动供水泵9快速给平衡水箱8供水，平衡水箱8内的液位传感器监测液位实时情况，当供水泵9供水冲满平衡水箱8后，关闭供水泵9停止供水，伸缩折臂13伸出船外左侧后，吊起落水人员或其他负重14时，由于力矩的原因艇体1会立刻向左侧（或者向右侧）发生倾斜，此时艇体1上左右两舷侧传感器3发出信号反馈给plc控制器2，plc控制器2通过分析计算后发出指令控制电机工作，电机上的主动齿轮4运转，通过传动链条5带动平衡水箱8上的从动齿轮7沿着导轨6的向右侧（向左侧）方向移动，从而达到移动平衡水箱8到达船艇右侧（左侧）位置平衡由伸缩折臂13上的负载产生的倾覆力矩，来自动调整船艇达到平衡的姿态。

当伸缩折臂9从船左侧（右侧）外面慢慢回收时，由于吊臂处力矩的不断变小，此时船艇自身的复原力矩会让船艇的左倾状态慢慢的向右侧（左侧）回复，此时艇体上左右两舷侧传感器3不断的发出信号反馈给plc控制器2，plc控制器2通过分析计算后发出指令控制电机工作，电机上的主动齿轮4运转，通过传动链条5带动平衡水箱8上的从动齿轮7沿着导轨6向船舯方向移动，从而达到移动平衡水箱8平衡由伸缩折臂13上收回时不断变化的倾覆力矩，来自动调整船艇达到平衡的姿态。

当伸缩折臂工作任务完成，落水人员或其他负重14完全安装放置于艇上时，启动抽水泵11快速将平衡水箱8的水排出舷外，平衡水箱8内的液位传感器监测液位实时情况，当平衡水箱8的水排空后，关闭抽水泵11停止抽水，减轻艇体1的负载保证艇体1的高航速，达到快速返航。

本发明能够解决快速救援无人艇在实时救援任务的时候能快速保证船艇的稳定性问题。船艇上的伸缩折臂工作时，船舶受到外力矩作用会产生横倾，为改善这一状态，在船艇艇体内部设有一个平衡水箱，通过调整平衡水箱来抵消船艇外力矩作用产生的横倾（起吊重量×起吊力矩=平衡水箱重量×水箱的力矩）。该平衡水箱在出航时处于空载状态，以便船艇的快速性。到达目的地后通过电动泵，吸入足量的海水，根据船上的传感信号，通过plc控制器分析计算，并控制电机的启动停止，用来控制传动链条，带动平衡水箱的横向位置，提供复原力矩以平衡船艇的姿态，保证船艇的稳定性，本发明采用链传动所需张紧力小，作用于轴上的压力小，传递功率大，过载能力强，大大降低了无弹性滑动和打滑现象，从而有效的保证了该装置的可靠性，本发明采用的导轨方式能有效的防止由于船艇的颠簸而引起水箱的上下跳动，跑出导轨外，返航时，本发明可根据实船的实际状态来调整平衡水箱的水量，或直接通过泵将水全部排出船外，保证船艇的快速返航。

总而言之，本发明结构简单，成本低，方便操作控制，能够自动调整平衡，安全性好，实用价值高。

另外，上述稳定性为船舶在外力（或外力矩）的作用下偏离原平衡位置时，当外力（或外力矩）消除后船舶回复到原平衡位置的能力；

上述复原力矩为船舶受外力作用发生横倾时，若货物不移位，则重心位置不变。但由于水下体积形状发生变化，而浮心则发生了变化。此时重力和浮力组成一个反抗倾斜的力偶。当外力矩消失后，船舶在上述力偶所产生的力矩作用下恢复到初始位置。此力矩称为复原力矩。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

上面结合附图对本发明专利进行了示例性的描述，显然本发明专利的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明专利的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明专利的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。