本实用新型涉及水下机器人浮力调节技术领域，尤其涉及滚珠丝杠带动活塞缸式的浮力调节领域。
背景技术：
无人无缆自治水下航行器(AUV)是一种可以依靠自身携带能源作自主航行的水下机器人，是水下机器人发展的主要方向。而水下浮力调节又是AUV发展的一个重点和难点，通过对水下机器人浮力调节系统的研究可以很好地避免AUV依靠操纵尾舵或螺旋桨推动而产生额外的水阻力或螺旋桨功耗等问题，并且AUV在海洋资源探索，海洋信息数据采集，军事探索，海洋救援等方面具有极为广泛的应用前景。目前丝杠带动活塞的浮力调节方式：1、电机加抱闸2、梯形丝杠自锁，以上几种调节方式，电机加抱闸扭矩小，梯形丝杠效率低，不适合微小型水下机器人浮力调节系统。
技术实现要素：
本实用新型提供了一种微小型水下机器人浮力调节系统防止滚珠丝杠反转的装置，采用齿轮释放锁死进行控制，丝杆电机通过带动下防反转轮与上防反转轮啮合来防止齿轮转动，齿轮与滚珠丝杠固连的齿轮啮合从而防止滚珠丝杠反转，方式独特可靠，结构简单紧凑，提供扭矩大，另外通过微动开关可对下防反转轮上下位置进行准确的计量，从而达到准确释放锁死的目的。
为解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种微小型水下机器人浮力调节系统防止滚珠丝杠反转的装置，包括齿轮、丝杆电机、丝杆螺母、下防反转轮、上防反转轮、电机安装架、限位杆左、限位杆右、下微动开关、上微动开关、O型圈、平垫片、波形环、轴套、反转轴、轴端挡圈，所述的电机安装架是后端面为弧形面，前面为中空长方体的结构形式，电机安装架的上端面中心位置设有通孔，与通孔同轴心的上端面上还设有凹槽，下端面中心位置也设有通孔，上下通孔同轴心，左右端面上各有一个矩形通孔，电机安装架下端面与丝杠电机上的法兰固定连接，所述的丝杠电机的输出轴为螺纹轴，并与丝杆螺母相匹配，所述的下防反转轮为圆柱形，中心为一个圆形的通孔，上端面均匀分布着齿，下防反转轮的下端面上设有与丝杆螺母相匹配的螺钉孔，通过螺钉进行固定连接，所述的下防反转轮的侧壁面上成对称结构设有分别与左限位杆与右限位杆相固定连接的螺纹孔，所述的下微动开关安装在电机安装架左端面矩形通孔的左下端，上微动开关安装在电机安装架左端面矩形通孔的左上方，所述的上防反转轮为圆柱形，圆柱形中心设有一个通孔，上端面与通孔同心位置设有的凹槽，下端面均匀分布着齿，O型圈平放在凹槽内，所述的上防反转轮上底面的中心处通过螺钉与反转轴相连接，所述的反转轴中间偏上的位置设有轴肩，反转轴轴肩以上的部分对称设有两个平面，轴肩以下端部也对称设有两个平面，轴肩以下端部的平面中间分别设有凹槽，平垫片和波形环套在反转轴的轴上位于O型圈的上方，所述的轴套套在反转轴上通过螺钉与电机安装架上端面的凹槽相连，所述的轴套的顶端设有轴端挡圈，通过螺钉与反转轴和齿轮相连。
作为本方案的优选实施例，所述的电机安装架后端面为直径74mm，弧度为90度的弧形面，上端面通孔直径8mm，凹槽直径28mm深1mm，下端面通孔直径24mm，上下通孔同轴心，左右端面上的矩形通孔长10mm宽5mm。
作为本方案的优选实施例，所述的丝杆电机为步进电机，丝杆电机的输出轴的螺纹大径为5mm，导程2mm。
作为本方案的优选实施例，所述的电机安装架的下端面与丝杆电机的法兰通过螺钉连接。
作为本方案的优选实施例，所述的下防反转轮的圆弧面上有两个对称的M4的螺纹孔，左限位杆与右限位杆的端头有M4的螺纹，左限位杆与右限位杆通过端头M4的螺纹与下防反转轮相连。
作为本方案的优选实施例，所述的上防反转轮中心的通孔为两端为弧形，中间为平行直线的形状。
作为本方案的优选实施例，所述的下微动开关和上微动开关垂直间距为15mm，距电机安装架前端面12mm。
作为本方案的优选实施例，所述的O型圈为内径12mm，截面直径2.25mm的O型圈，材料为丁晴橡胶。
作为本方案的优选实施例，所述的平垫片平放在O型圈之上，波形环平放在平垫片之上，波形环为内径16mm，外径21mm的波形环。
作为本方案的优选实施例，所述的轴端挡圈中间有直径2.4mm的通孔，反转轴的顶端有M2的螺纹孔，轴端挡圈通过M2的螺钉与反转轴相连。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
采用齿轮释放锁死进行控制，丝杆电机通过带动下防反转轮与上防反转轮啮合来防止齿轮转动，齿轮与滚珠丝杠固连的齿轮啮合从而防止滚珠丝杠反转，方式独特可靠，结构简单紧凑，提供扭矩大，另外通过微动开关可对下防反转轮上下位置进行准确的计量，从而达到准确释放锁死的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例的滚珠丝杠防反转装置结构示意图；
图2是本申请实施例的电机安装架结构示意图；
图3是本申请实施例的下防反转轮结构示意图；
图4是本申请实施例的上防反转轮结构示意图；
图5是本申请实施例的反转轴结构示意图；
图1-图5中：1、齿轮，2、丝杆电机，3、丝杆螺母，4、下防反转轮，5、上防反转轮，6、电机安装架，7、左限位杆，8、右限位杆，9、下微动开关，10、上微动开关，11、O型圈，12、平垫片，13、波形环，14、轴套，15、反转轴，16、轴端挡圈。
具体实施方式
本实用新型提供了一种微小型水下机器人浮力调节系统滚珠丝杠防反转装置，采用齿轮释放锁死进行控制，丝杆电机通过带动下防反转轮与上防反转轮啮合来防止齿轮转动，齿轮与滚珠丝杠固连的齿轮啮合从而防止滚珠丝杠反转，方式独特可靠，结构简单紧凑，提供扭矩大，另外通过微动开关可对下防反转轮上下位置进行准确的计量，从而达到准确释放锁死的目的。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
如图1-图4所示，一种微小型水下机器人浮力调节系统滚珠丝杠防反转装置，包括齿轮1，丝杆电机2，丝杆螺母3，下防反转轮4，上防反转轮5，电机安装架6，左限位杆7，右限位杆8，下微动开关9，上微动开关10，O型圈11，平垫片12，波形环13，,轴套14，反转轴15，轴端挡圈16，所述的电机安装架6是后端面为弧形面，前面为中空长方体的结构形式，电机安装架6的上端面中心位置设有通孔，与通孔同轴心的上端面上还设有凹槽，下端面中心位置也设有通孔，上下通孔同轴心，左右端面上各有一个矩形通孔，电机安装架6下端面与丝杠电机2上的法兰固定连接，所述的丝杠电机2的输出轴为螺纹轴，并与丝杆螺母3相匹配，所述的下防反转轮4为圆柱形，中心为一个圆形的通孔，上端面均匀分布着齿，下防反转轮4的下端面上设有与丝杆螺母3相匹配的螺钉孔，通过螺钉进行固定连接，所述的下防反转轮4的侧壁面上成对称结构设有分别与左限位杆7与右限位杆8相固定连接的螺纹孔，所述的下微动开关9安装在电机安装架6左端面矩形通孔的左下端，上微动开关10安装在电机安装架6左端面矩形通孔的左上方，所述的上防反转轮5为圆柱形，圆柱形中心设有一个通孔，上端面与通孔同心位置设有的凹槽，下端面均匀分布着齿，O型圈11平放在凹槽内，所述的上防反转轮5上底面的中心处通过螺钉与反转轴15相连接，所述的反转轴15中间偏上的位置设有轴肩，反转轴15轴肩以上的部分对称设有两个平面，轴肩以下端部也对称设有两个平面，轴肩以下端部的平面中间分别设有凹槽，平垫片12和波形环13套在反转轴15的轴上位于O型圈的上方，所述的轴套14套在反转轴15上通过螺钉与电机安装架6上端面的凹槽相连，所述的轴套14的顶端设有轴端挡圈16，通过螺钉与反转轴15和齿轮1相连。
其中，在实际应用中，所述的丝杆电机为步进电机，丝杆电机的输出轴的螺纹大径为5mm，导程2mm，精度高，可以更好的控制垂直方向的行程。
其中，在实际应用中，所述的电机安装架(6)的下端面与丝杆电机(2)的法兰通过螺钉连接。
其中，在实际应用中，所述的下防反转轮的圆弧面上有两个对称的M4的螺纹孔，左限位杆与右限位杆的端头有M4的螺纹，左限位杆与右限位杆通过端头M4的螺纹与下防反转轮相连，左限位杆与右限位杆分别从电机安装架左右孔穿过，起到限位作用，并且能提供很大的扭矩。
其中，在实际应用中，所述的上防反转轮中心的通孔为两端为弧形，中间为平行直线的形状。
其中，在实际应用中，所述的下微动开关和上微动开关通过螺钉安装在电机安装架上，垂直安装间隔距离为15mm，使下防反转轮与上防反转轮在有足够的空间进行啮合和释放的同时不做多余的垂向运动。
其中，在实际应用中，所述的O型圈放在上防反转轮上端面的凹槽内，O型圈为内径12mm，截面直径2.25mm的O型圈，材料为丁晴橡胶。平垫片平放在O型圈上，波形环平放在平垫片之上，平垫片为内径8mm，外径24mm，厚度2mm的垫片，波形环为内径16mm，外径21mm的波形环，从而使上防反转轮与下防反转轮的齿的上端面相对的时候有一定的弹性活量，从而在很小的外力作用下就实现很好的啮合。
其中，在实际应用中，所述的轴端挡圈中间有直径2.4mm的通孔，反转轴的顶端有M2的螺纹孔，轴端挡圈通过M2的螺钉与反转轴相连。
其中，在实际应用中，所述的下防反转轮做上下运动触发上微动开关和下微动开关实现丝杆电机的启动和停止。
工作原理：使用时，当浮力调节系统不需要工作，需要防止滚珠丝杠反转时，通过控制丝杆电机2带动丝杆螺母3旋转，丝杆螺母3与下防反转轮4固连，下防反转轮向上运动与上防反转轮啮合，从而将其锁死使齿轮1不能转动，齿轮1与滚珠丝杠固连的齿轮啮合来防止滚珠丝杠反转，当浮力调节系统需要工作，不需要锁死滚珠丝杠时，丝杆电机带动下防反转轮向下运动，释放上防反转轮，使齿轮1随滚珠丝杠固连的齿轮转动，从而正常工作，通过微动开关控制下防反转轮的上下移动量实现精确控制。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。