升jiangxi统水下用图传设计

 

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yin言

水下图传升jiangxi统zhu要由剪叉shi升jiangji构,搭配图传xi统组成,yi完成水下监控画面的shi时传输。作weixi统中的关键,包括剪叉shi升jiang平台yiji图传xi统。剪叉shi升jiangji构不仅广fan应用于仓库、ji场、che站、ma蚮an凸こeng地的货wu起升、装卸ji搬运作ye,而且shi用于各类工程的高kongwei护与装修,因ci从过去yinjin技术的合资欢乐斗棋舙in较衷谧詚hupin舙in墓鷆han化发展迅速。而图传xi统,在wu人jidenglingyu应用比较成熟,在水下ji器人上尚处于起步阶段,wei了满足低成ben要求,yijishi时的jin行画面传输,weici,自行设计搭jian了图传xi统。

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剪叉shi升jiangji构设计

1.1?剪叉ji构组成ji原理

剪叉shijie构juyoujie构jin凑、cheng载量大、驱dong装置通过性qiang和cao控性好的特dian,由于工作于水下,传蚦he囊簓a驱dong方shi不能满足要求,因ci,自zhu开展了丝杠传dongshi的剪叉升jiangji构设计。剪叉ji构zhu要从低起升到高起升,zhu要由底座(仿生ji器人基座)、zhi撑杆、长横杆、短横杆、丝杠、图传平台deng组成,长横杆和短横杆与zhi撑杆之间形成铰接,zhi撑杆长度junxiangdeng,这种多ge平行四边形伸缩架,可huode较大的伸缩形成,dang丝杠运dong使de丝杠螺母前houyidong时,带dong长横杆在底座导槽na滑dong和zhi撑杆运dong,使de图传平台在qian垂方向升jiang。

1.2?运dong分析

剪叉ji构由两gen中间用枢zhou连接,可在平面naxiang互转dong的剪杆组成,没gen剪杆又可yi认wei由两端一端铰接和一端固接的liang单yuan连接而成。剪杆作weiji构zhedie变化的对象,铰dian约束剪杆的变化,zhedie过程即剪杆围绕铰dian旋转,最hou达到指定位置,从而完成一gezhedie过程。

yi单片剪叉shi升jiang台wei例jin行设计研究,如图1所示,分析滑块B水平速度VB与升jiang平台CD在垂直速度v之间的关xi。该运dong平面运dong,采用速度shun心法jin衳ing蠼狻Ⅻ/p>

图 1剪叉shi升jiang台原理图

因weiDdian速度垂直向上,Bdian速度水平向左,所yi剪杆BD运dongshun心weiCdian,零qishun时角速度weiw,则D、Bdian的速度wei:

由上述两shi可de:

由几he关xi可de:

将shi(1-4)代入(1-3)可de:

shi中,Kwei速度放大xi数。

由shi(1-5)可yide出,dangBdian的运dong速度确定,即v

B

wei已知时,某一时刻t对应的L

AB

确定,则t时刻平台的升jiang速度v确定。因ci,diao整v

B

可使升jiangji构ju备良好的运dong性能。

1.3 ji构设计

剪叉ji构zhu要是cheng载叉架和图传平台并做升jiang运dong,由于工作于水下,you一定的fu力,受载荷小,经过gusuan,升jiang平台cheng受的载荷是10kg。

我们所设紁in募舨嫔齤iangji构由直驱shidianjijin衳ing齞ong,通过丝杠传dongwei升jiangji构提供横向驱dong,一对单片剪叉jie构俯蕐ou己颓笆you既缤?所示。

图 2单片剪叉jie构俯蕐ou己颓笆you稽/span>

小型丝杠与AB水平方向平行,zhouBB

通过丝杠螺母沿AB水平方向运dong。AB作weiji构zhedie变化的对象,铰dian0约束剪杆的变化,zhedie过程即剪杆围绕铰dian旋转,最hou达到指定位置,从而完成一gezhedie过程,如图3所示。

图 3ji构zhedie过程

设定设计条件,一对单片剪叉每条连杆长度L=400mm,B处wei可沿前hou方向yidong的滑块,平台处于最低dian时连杆AB与水平面夹角wei15°,最大横向滑dong距离wei195mm。如图所示

L=360,D=350,则单ge连杆最小高度

S1=400×sin15°=103.5? ? ? ? ? ? ? ?       ? ? ? ? ? ??(1-6)

伸缩架yidong到横向最大距离时连杆与水平面的夹角

单ge连杆最大高度

S2=400×sin60.91=314.6mm? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??(1-8)

设可升jiang距离weiH=3000mm,则需要连杆ge数wein,

S2×n-S1×n=H? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (1-9)

那么

由上述计suan可知至少需要2ge连杆ji构。

1.4 安全与自锁

wei保证水中的工作平台不会tu然失灵下jiang,dang工作平台收缩到极限位置时,驱dong用的dianji处于自锁状态,工作平台静止,剪叉shijie构就不会絛e洌ぷ髌教ň筒换嵯耲iang。同时,滑dong丝杆juyou一定的自锁性,即使在停dian时,也能保证工作平台不会絛e洹Ⅻ/p>

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图传xi统设计

图传xi统搭载于剪叉ji构下端,在需要guan察水下情况时,通过水下ji器人的运dongji剪叉ji构的升jiang来完成。图像传输xi统采用摄像tou、视pin转换器、视pin发射端、视pin接收端deng组成,xi统通过水下摄像tou把水下图像采集yihou,通过视pin转换器转成HDMIxin号转gei发射端,发射端通过5G高清xin号,发gei地面接收端,最终shi现shi时视pin图像蝕an叽鋑ei地面站,完成一次传输过程。

图像传输xi统采用5G全高清数字传输,输入最高zhi持1920×1080P@60fps,输出高达1920×1080P@30fps,使用5G射pin技术,发射gong率200mW,地面站搭配5dbl全向天线,地面接收设备可yi使用安卓、windowsdian脑做wei地面站显示设备,youxiao传输距离1km。

图 4图传xi统组成bu件

下图wei某养殖基地采用ben文提出的蝕an咄枷翊鋢i统huode的hai下2米位置hai参shi时图像截图,图像清晰度1920*1080P,shi现了高清蝕an叽洹Ⅻ/p>

图 5hai下2米hai参shi时图像

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jie论

该xi统yi剪叉shijie构jin行升jiang,yi丝杠装置来来jin衳ing齞ong,所用祅an低城齞ong力wei自行设紁in乃轮眏inshi一体化永磁diandongji,benxi统hen好的解决了图传平台工作于水下的xin号传输难ti。该xi统jie构简单,受力状况良好,wu液ya装置,成ben絰i停杓菩掠保琷uyouhen好的应用前景。