复合带传动的紧凑型水下航行器部件收放装置及方法   0    0

本发明公开了复合带传动的紧凑型水下航行器部件收放装置及方法，包括动力装置、伸缩装置和安装基板；伸缩装置由前端带轮传动组件、中间带轮传动组件和末端执行带轮传动组件组成；动力装置驱动前端带轮传动组件，前端带轮传动组件经中间带轮传动组件和末端执行带轮传动组件带动安装基板伸展或收缩。本发明在初始状态时，所有部件折叠在一起，占用空间小，有利于水下设备的空间布局；无论在伸出还是收回时，末端的安装基板始终保持水平状态，不会发生翻转，保证部件的稳定性；可根据实际需要以及水下航行器内仓收纳空间大小增减带轮组件的数量，从而改变最大可伸长距离。

1.复合带传动的紧凑型水下航行器部件收放装置，包括固定底座、动力装置、伸缩装置和安装基板；所述的动力装置由电机、主动齿轮和从动齿轮组成；电机的壳体固定在固定底座上，电机的输出端与主动齿轮固定；所述的从动齿轮与主动齿轮啮合；其特征在于：所述的伸缩装置由前端带轮传动组件、中间带轮传动组件和末端执行带轮传动组件组成；中间带轮传动组件设有若干个；所述的前端带轮传动组件包括前端主动带轮、前端主动轴、前端从动带轮、前端从动轴和前端连杆；所述的前端主动轴固定在固定底座上；所述的前端主动带轮固定在前端主动轴上；所述的从动齿轮与前端主动轴构成转动副；前端连杆一端与从动齿轮的端面固定；前端从动轴固定在前端连杆另一端；所述的前端从动带轮与前端从动轴构成转动副，并与前端主动带轮通过同步带连接；所述的中间带轮传动组件包括中间从动带轮、中间主动带轮、中间连杆和传动轴；所述的传动轴固定在中间连杆后端；所述的中间从动带轮与传动轴构成转动副，并与中间主动带轮通过同步带连接；所述的末端执行带轮传动组件包括末端主动带轮、末端从动轴、末端从动带轮和末端连杆；所述的末端从动轴固定在末端连杆后端；所述的末端从动带轮与末端从动轴构成转动副，并与末端主动带轮通过同步带连接；所述的安装基板与末端从动带轮固定；
若中间带轮传动组件只有一个，则中间带轮传动组件与前端带轮传动组件和末端执行带轮传动组件的装配关系如下：中间主动带轮固定在前端从动轴上；中间连杆的前端套置在前端从动轴上，并与前端从动带轮固定；末端主动带轮固定在传动轴上；末端连杆的前端套置在传动轴上，并与中间从动带轮固定；若中间带轮传动组件有n个，n≥2，则第一级中间带轮传动组件与前端带轮传动组件的装配关系如下：中间主动带轮固定在前端从动轴上；
中间连杆的前端套置在前端从动轴上，并与前端从动带轮固定；第k级中间带轮传动组件与第k‑1级中间带轮传动组件的装配关系如下，2≤k≤n：第k级中间带轮传动组件的中间主动带轮固定在第k‑1级中间带轮传动组件的传动轴上；第k级中间带轮传动组件的中间连杆前端套置在第k‑1级中间带轮传动组件的传动轴上，并与第k‑1级中间带轮传动组件的中间从动带轮固定；最后一级中间带轮传动组件与末端执行带轮传动组件的装配关系如下：末端主动带轮固定在最后一级中间带轮传动组件的传动轴上；末端连杆的前端套置在最后一级中间带轮传动组件的传动轴上，并与最后一级中间带轮传动组件的中间从动带轮固定；
所述前端主动带轮的直径为2D，前端从动带轮的直径为D，前端从动带轮与前端主动带轮的中心距为L；中间主动带轮和中间从动带轮的直径均为D，中心距为L；末端主动带轮的直径为D，末端从动带轮的直径为2D，末端主动带轮和末端从动带轮的中心距为L；所述的安装基板包括一体成型的尾部杆和前部面板；所述的尾部杆与末端从动带轮固定；前部面板的几何中心与末端从动带轮的中心距为L，且前部面板的几何中心与末端主动带轮的几何中心重合状态下，前部面板沿尾部杆杆长方向超出末端主动带轮几何中心的尺寸为D。

2.根据权利要求1所述复合带传动的紧凑型水下航行器部件收放装置，其特征在于：所述的固定底座包括底板、立板和限位杆；立板固定在底板上；所述的前端主动轴与立板固定；所述的限位杆位于前端主动带轮一侧，并与底板固定。

3.根据权利要求1或2所述复合带传动的紧凑型水下航行器部件收放装置，其特征在于：所述的安装基板为矩形或L形。

4.根据权利要求1所述复合带传动的紧凑型水下航行器部件收放装置的收放方法，其特征在于：该方法具体步骤如下：
步骤一：将固定底座固定在水下航行器上；初始状态下，前端连杆、中间连杆、末端连杆和安装基板的尾部杆均处于水平状态，使得前端带轮传动组件、中间带轮传动组件、末端执行带轮传动组件和安装基板收缩在水下航行器的内仓中；
步骤二：当水下航行器部件需要开始工作时，电机带动主动齿轮转动，从动齿轮与主动齿轮啮合带动前端带轮传动组件的前端连杆正向转动角度α，由于前端主动带轮固定不动，前端带轮传动组件的同步带随前端连杆转动过程中带动前端从动带轮反向转动角度2α；若中间带轮传动组件只有一个，前端从动带轮转动带动中间带轮传动组件的中间连杆反向转动角度2α，由于中间带轮传动组件的中间主动带轮相对前端连杆不动，中间带轮传动组件的同步带随中间连杆转动过程中带动中间从动带轮正向转动角度2α；中间从动带轮带动末端执行带轮传动组件的末端连杆正向转动角度2α，由于末端主动带轮相对中间连杆固定不动，末端执行带轮传动组件的同步带随末端连杆转动过程中带动末端从动带轮和安装基板反向转动角度α；若中间带轮传动组件设有n个，前端从动带轮转动带动第一级中间带轮传动组件的中间连杆，第一级中间带轮传动组件的同步带带动第一级中间带轮传动组件的中间从动带轮正向转动角度2α；第k级中间带轮传动组件与第k‑1级中间带轮传动组件的传动如下，2≤k≤n：第k‑1级中间带轮传动组件的中间从动带轮带动第k级中间带轮传动组件的中间连杆，使得第k级中间带轮传动组件的同步带带动第k级中间带轮传动组件的中间从动带轮转动角度2α；最后一级中间带轮传动组件的中间从动带轮带动末端执行带轮传动组件的末端连杆转动角度2α，末端执行带轮传动组件的同步带带动末端从动带轮和安装基板转动角度α；
步骤三：当水下航行器部件工作完成需要收回水下航行器的内仓时，电机经主动齿轮和从动齿轮带动前端带轮传动组件的前端连杆反向转动角度α，前端带轮传动组件再经中间带轮传动组件带动末端执行带轮传动组件和安装基板，使得前端带轮传动组件、中间带轮传动组件、末端执行带轮传动组件和安装基板收缩在水下航行器的内仓中。

5.根据权利要求4所述复合带传动的紧凑型水下航行器部件收放装置的收放方法，其特征在于：n为偶数，安装基板相对末端执行带轮传动组件的末端连杆转动方向与前端连杆的转动方向相同，且在伸缩装置伸展的整个过程中，安装基板的姿态始终保持水平；完全展开状态下，安装基板的最大纵向平移距离为(n+2)L。

6.根据权利要求4所述复合带传动的紧凑型水下航行器部件收放装置的收放方法，其特征在于：α＝90°。