[發(fā)明專利]一種自調(diào)節(jié)式變浮力水下平臺

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210514375.0
• 申請日: 2012-12-03
• 公開（公告）號: CN102975832A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曾軍財;苗建明;任宏偉;王德亮;高頻;楊江濤;甘文兵;劉書峰;孫暢;楊小輝;張素偉;李莉;楊勇;王松;張晉斌
• 申請（專利權(quán)）人: 中國船舶重工集團公司第七一○研究所
• 主分類號: B63C11/52
• 分類號: B63C11/52
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心 11120
• 代理人: 楊志兵;李愛英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種自調(diào)節(jié)變浮力水下平臺，屬于海洋監(jiān)測領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

隨著內(nèi)陸礦產(chǎn)的不斷開發(fā)，儲存量越來越少，為確保戰(zhàn)爭儲備需求，世界各國逐步向海洋發(fā)展。為探索海洋秘密，就必須對海洋環(huán)境進行探測和觀察，收集海洋相關(guān)數(shù)據(jù)與資料。因而需要開發(fā)出一種用于水下監(jiān)測的平臺，用于搭載各種海洋環(huán)境監(jiān)測儀，同時對海洋各個層面進行監(jiān)測。盡管目前所述平臺種類繁多，但存在如下問題：一是將平臺通過錨系固定在某一區(qū)域范圍內(nèi)對海洋各層面進行探測，但監(jiān)測范圍有限；二是將平臺投放于海洋中隨波逐流，依據(jù)設(shè)定時間使其下沉至水下一定深度進行探測作業(yè)或上升到水面發(fā)射數(shù)據(jù)，但平臺上升或下降所用驅(qū)動機構(gòu)是由電機驅(qū)動絲桿帶動活塞在液壓缸內(nèi)運動，實現(xiàn)對平臺深度調(diào)節(jié)機構(gòu)的注油或抽油，從而改變其體積大小。然而當(dāng)平臺在水下工作會受到外界水壓的作用，工作環(huán)境越深，深度調(diào)節(jié)機構(gòu)受到的背壓就越大，導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)能力不夠。而且其采用的電機驅(qū)動絲桿的方式導(dǎo)致自鎖性能差，在大深度常會出現(xiàn)電機反轉(zhuǎn)、定深精度不準以及調(diào)節(jié)能力差等問題。為此，有必要研制一種自調(diào)節(jié)變浮力水下平臺，實現(xiàn)自動沉浮，且能定期將采集數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂浦笓]中心。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種自調(diào)節(jié)變浮力水下平臺，所述平臺采用電機驅(qū)動雙向定量液壓泵對深度調(diào)節(jié)機構(gòu)進行注油或抽油，實現(xiàn)平臺上升或下沉的自調(diào)節(jié)功能；同時設(shè)有脈沖控制閥保證驅(qū)動電機的自鎖性，防止在大深度海洋環(huán)境中出現(xiàn)電機反轉(zhuǎn)。?

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：?

一種自調(diào)節(jié)式變浮力水下平臺，所述平臺包括發(fā)射裝置、水下監(jiān)測儀、穩(wěn)定盤、控制單元、電池組、耐壓殼體、儲油箱、深度傳感器、深度調(diào)節(jié)機構(gòu)、?液壓脈沖控制閥、雙向定量液壓泵和電機；?

耐壓殼體為頂部封閉，底部開口的的圓柱筒狀結(jié)構(gòu)，在耐壓殼體頂部裝有發(fā)射裝置和水下監(jiān)測儀，耐壓殼體上部外側(cè)裝有穩(wěn)定盤；耐壓殼體內(nèi)部裝有控制單元、電池組、儲油箱、深度傳感器、液壓脈沖控制閥、雙向定量液壓泵和電機，控制單元通過電纜分別與水下監(jiān)測儀、電機和液壓脈沖控制閥連接，耐壓殼體底部通過液壓脈沖控制閥與深度調(diào)節(jié)機構(gòu)連接；?

深度調(diào)節(jié)機構(gòu)包括接頭體、油囊端蓋、油囊和油囊護罩；接頭體位于油囊開口密封端面處的凸出部分，接頭體和油囊成一體，油囊通過接頭體與液壓脈沖控制閥聯(lián)通；在油囊與接頭體的連接面上設(shè)有油囊端蓋，油囊通過油囊端蓋與耐壓殼體固定連接；油囊護罩固定在油囊端蓋上，包覆在油囊外；?

在液壓脈沖控制閥內(nèi)設(shè)有箭頭管道和錐形單向閥，所述箭頭管道和錐形單向閥均與液壓脈沖控制閥上的兩個連接端口相通；所述液壓脈沖控制閥一端的連接端口通過接頭體與油囊聯(lián)通，另一端的連接端口依次與雙向定量液壓泵和儲油箱聯(lián)通。在液壓脈沖控制閥內(nèi)設(shè)計有錐形單向閥的目的是使所述平臺在大深度海洋環(huán)境進行監(jiān)測作業(yè)時不出現(xiàn)電機反轉(zhuǎn)，可保證液壓脈沖控制閥在未通電的狀態(tài)下，液壓油只能從儲油箱流向油囊內(nèi)，反向則不聯(lián)通，這種結(jié)構(gòu)形式解決了驅(qū)動機構(gòu)在深海環(huán)境大背壓下的自鎖問題，實現(xiàn)了平臺在水下的精確調(diào)節(jié)功能；?

其中，穩(wěn)定盤的作用是使平臺在水下保持穩(wěn)定，防止波動；?

水下監(jiān)測儀的作用是完成水下測量任務(wù)，可根據(jù)海洋監(jiān)測需求選取不同類型的傳感器。?

穩(wěn)定盤的作用是確保平臺在水下運動過程中姿態(tài)的穩(wěn)定性，實現(xiàn)平臺在水下的垂直剖面測量；?

電池組的作用是為平臺內(nèi)的元器件提供電源，確保平臺正常運行；?

控制單元的作用是分別對水下監(jiān)測儀、電機和液壓脈沖控制閥進行供電和控制；?

為確保平臺實現(xiàn)自調(diào)節(jié)變浮力功能，達到在水中上升或下降的要求，由控制單元、電機、儲油箱、雙向定量液壓泵、液壓脈沖控制閥、深度調(diào)節(jié)機構(gòu)和深度傳感器組成液壓驅(qū)動機構(gòu)，其中控制單元與電機、儲油箱、雙向定量液壓泵、液壓脈沖控制閥、深度調(diào)節(jié)機構(gòu)和深度傳感器依次順序連接，形成閉環(huán)結(jié)?構(gòu)；?

所述液壓脈沖控制閥的工作原理為：當(dāng)不對電機供電時，單向閥打開，箭頭管道關(guān)閉，液壓油從儲油箱中經(jīng)過單向閥流入油囊中；當(dāng)對電機供電時，單向閥關(guān)閉，箭頭管道打開，液壓油從油囊經(jīng)過箭頭管道流入儲油箱中；當(dāng)平臺下潛到設(shè)定深度，電機關(guān)閉，在壓差作用下箭頭管道打開，液壓油從油囊經(jīng)過箭頭管道流入儲油箱中；?

所述液壓驅(qū)動機構(gòu)的工作方式如下：?