1.一种欠驱动浮力调节装置,其特征在于,包括动力模块(65)和至少两个调节模块,所述动力模块(65)包括一个驱动电机(2)、连接于驱动电机(2)输出端的蜗杆(14),驱动电机(2)带动蜗杆(14)转动,所述调节模块包括调节浮力的伸缩筒、传动轴(17)、套设于传动轴(17)上且与蜗杆(14)啮合的蜗轮(11)、周向定位于传动轴(17)上的第一花键齿轮(25),所述伸缩筒包括滑动筒(8)和套设于滑动筒(8)外侧的固定筒(9),滑动筒(8)在固定筒(9)内滑动改变伸缩筒的体积,所述传动轴(17)设置于固定筒(9)远离滑动筒(8)的一端,传动轴(17)延伸方向垂直于滑动筒(8)的滑动方向,且传动轴(17)绕轴线相对固定筒转动,所述滑动筒(8)通过连接装置与传动轴(17)连接,第一花键齿轮(25)转动带动传动轴(17)转动从而带动滑动筒(8)滑动,所述蜗轮(11)一侧设置与第一花键齿轮(25)大小形状相同的凹槽,凹槽侧面设置花键齿,且凹槽底面设置电磁控制装置(28),所述第一花键齿轮(25)一侧与传动轴(17)之间设置弹性部件(24),另一侧设置磁性金属(26),所述电磁控制装置(28)得电时吸附磁性金属(26),弹性部件(24)产生形变,第一花键齿轮(25)与蜗轮(11)凹槽内的花键齿啮合,此时蜗轮(11)转动带动第一花键齿轮(25)转动;所述电磁控制装置(28)失电时,弹性部件(24)恢复形状,第一花键齿轮(25)脱离蜗轮(11)的凹槽;
所有调节模块的蜗轮(11)均匀分布于蜗杆(14)的圆周上。
2.根据权利要求1所述的欠驱动浮力调节装置,其特征在于,所述连接装置包括第二连接组件(77),第二连接组件包括固定套设于传动轴(17)上的第二传动齿轮(22)、第二柔性臂(30),所述第二柔性臂(30)一端与第二传动齿轮(22)连接,另一端与滑动筒(8)连接,所述第二柔性臂(30)包括若干依次铰接的链节、设置于链节上的自锁装置,所述第二传动齿轮(22)沿第一方向转动时,第二传动齿轮(22)接触第二柔性臂(30),将自锁装置解锁,链节之间相互转动,使第二柔性臂(30)缠绕在第二传动齿轮(22)上;所述第二传动齿轮(22)沿第二方向转动时,第二柔性臂(30)离开第二传动齿轮(22),链节通过自锁装置自锁,链节之间不再相互转动。
3.根据权利要求2所述的欠驱动浮力调节装置,其特征在于,所述弹性部件(24)一侧与第二传动齿轮(22)固定连接,另一侧与第一花键齿轮(25)固定连接。
4.根据权利要求2所述的欠驱动浮力调节装置,其特征在于,所述第二柔性臂(30)包括两个前后铰接的前链节(50)和后链节(56),所述自锁装置包括棘轮(55)、棘轮轴(53)、容纳棘轮(55)的棘轮外壳(52)、棘齿(57)和制动件(45),所述棘轮外壳(52)套设在棘轮轴(53)上,且棘轮外壳(52)固定设置于前链节(50)上,所述前链节(50)后端和后链节(56)前端通过棘轮轴(53)铰接,棘轮轴(53)与后链节(56)固定连接,所述棘轮(55)固定套设于棘轮轴(53)上,棘齿(57)一端压在棘轮(55)的齿上,棘齿(57)另一端与制动件(45)固定连接,所述制动件(45)包括制动连接杆和制动板,所述制动连接杆一端穿过前链节(50)与棘齿(57)固定连接,制动连接杆另一端与制动板连接,制动板接触第二传动齿轮(22)时,第二传动齿轮(22)带动制动板转动,从而制动连接杆带动棘齿(57)转动,棘齿(57)脱离棘轮(55)。
5.根据权利要求4所述的欠驱动浮力调节装置,其特征在于,每个链节均包括面对面设置的第一链节板(87)和第二链节板(88),所述第一链节板(87)和第二链节板(88)中间上下两端分别通过两个滚子轴(51)固定连接,两个滚子轴(51)上均套设有滚子(43),滚子(43)位于第一链节板(87)和第二链节板(88)之间,且滚子(43)边缘位于第一链节板(87)和第二链节板(88)边缘外侧,第二柔性臂(30)缠绕在第二传动齿轮(22)上时,链节靠近第二传动齿轮(22)一侧的滚子(43)位于第二传动齿轮(22)的齿槽内。
6.根据权利要求5所述的欠驱动浮力调节装置,其特征在于,所述第一链节板(87)和第二链节板(88)均设置自锁装置,且第一链节板(87)和第二链节板(88)上自锁装置的棘轮(55)旋转方向相反。
7.根据权利要求6所述的欠驱动浮力调节装置,其特征在于,所述连接装置还包括第一连接组件(76),所述第一连接组件(76)包括套设于传动轴(17)上的第一传动齿轮(31)、第一柔性臂(10),传动轴(17)转动带动第一传动齿轮(31)转动,所述第一柔性臂(10)一端与第一传动齿轮(31)固定连接,另一端与滑动筒(8)固定连接,第一柔性臂(10)与第二柔性臂(30)结构相同,第一传动齿轮(31)和第一柔性臂(10)的连接方式与第二传动齿轮(22)和第二柔性臂(30)的连接方式相同。
8.根据权利要求7所述的欠驱动浮力调节装置,其特征在于,所述第一连接组件(76)还包括第一齿轮(40)、第二齿轮(33)和齿轮传动轴(39),所述第二齿轮(33)固定套设与传动轴(17)上,第一齿轮(40)和第二齿轮(33)相互外啮合,所述传动齿轮轴(39)包括轴部和齿部,所述轴部延伸方向与齿部齿轮的中心轴线重合,所述第一齿轮(40)固定套设于齿轮传动轴(39)轴部上,所述第一传动齿轮(31)围绕传动轴(17)开设有齿轮槽,所述齿轮传动轴(39)的齿部与第一传动齿轮(31)的齿轮槽相互啮合,且第一齿轮(40)齿数和第一传动齿轮(31)齿轮槽齿数的乘积与第二齿轮(33)齿数和齿轮传动轴(39)齿部齿数的乘积相同。
9.根据权利要求2所述的欠驱动浮力调节装置,其特征在于,还包括与固定筒(9)固定设置的第二固定外壳(23)、套设于传动轴(17)上的第二花键齿轮(21),所述第二花键齿轮(21)通过滑杆(20)与第一花键齿轮(25)固定连接,所述滑杆(20)穿过第二传动齿轮(22),滑杆(20)相对第二传动齿轮(22)周向定位,并相对第二传动齿轮(22)轴向滑动,所述第二固定外壳(23)套设在传动轴(17)上,且第二固定外壳(23)围绕传动轴(17)开设圆槽,圆槽侧壁设置花键齿,当电磁控制装置(28)失电时,第二花键齿轮(21)与圆槽内的花键齿啮合,传动轴(17)无法转动,形成制动。
10.一种如权利要求1‑9中任一项所述欠驱动浮力调节装置的调节方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:采集欠驱动浮力调节装置的姿态信息;
步骤2:建立浮力调节装置空间坐标系oxyz:以动力模块(65)的几何中心作为坐标原点O,以蜗杆(14)轴线作为z轴,以其中一个调节模块的中心轴线作为x轴,以垂直于x轴和z轴的轴线作为y轴;
步骤3:设定欠驱动浮力调节装置的目标姿态信息,得到调节需要的目标浮力F、浮力矩M;
步骤4:将目标浮力F、浮力矩M向坐标轴进行分解,得到各坐标轴上的分力及分力距,根据得到的分力及分力距计算每个调节模块的调节量;
步骤5:根据计算的调节量对调节模块进行调节,使欠驱动浮力调节装置达到目标姿态。