[發明專利]水下彈簧活塞式浮力補償裝置

有效

• 申請號: 201410509841.5
• 申請日: 2014-09-28
• 公開（公告）號: CN104443320B
• 公開（公告）日: 2016-10-19
• 發明（設計）人: 付佳杰;胡玉梅;楊海鵬;呂志剛;牛群峰;江國金
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七一〇研究所
• 主分類號: B63G8/00
• 分類號: B63G8/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 仇蕾安;楊志兵

技術領域

本發明涉及一種補償裝置，具體涉及一種浮力補償裝置，屬于水下機器人技術領域。

背景技術

水下無人航行器(UUV)作為一種載荷運載工具目前已得到了廣泛關注。其載荷可以是水下勘探設備、監控設備、偵查設備等。載荷作為航行器的一部分，其被釋放后，航行器通常會由于浮力發生變化而失去平衡，若該浮力變化沒有得到及時補償，航行器的水中狀態會失控，發生危險。目前常用的解決方法是把所釋放的載荷配成零浮力(重力等于浮力)。但是，一些載荷由于功能要求不能配成零浮力，使得該方法的使用具有一定的局限性；另外，零浮力載荷的釋放通常需要較復雜的彈射機構為其提供初始動能。因此，為了解決UUV釋放負浮力(重力大于浮力)載荷后航行不穩定的問題，需要一種浮力補償裝置對UUV釋放載荷后的浮力進行補償。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種水下彈簧活塞式浮力補償裝置，能夠有效保證水下無人航行器釋放負浮力載荷后能夠穩定航行，且整個裝置結構簡單。

該水下彈簧活塞式浮力補償裝置包括：耐壓殼體和N套彈簧活塞式運動機構，N為大于等于1的整數；所述彈簧活塞式運動機構包括活塞桿、彈簧、萬向壓頭和限位拔銷；外圍設備為與該浮力補償裝置配合的載荷。

所述耐壓殼體為密閉的環形腔體；在所述耐壓殼體上加工有N組貫穿其壁厚的活塞孔，每組中的兩個活塞孔沿耐壓殼體的徑向對稱；每套彈簧活塞式運動機構安裝在一組活塞孔內。

所述活塞孔內固接有用于和活塞桿配合的套筒；所述活塞桿的兩端直徑增大形成軸肩，活塞桿沿耐壓殼體的徑向貫穿耐壓殼體后，其兩個軸肩分別位于同一組活塞孔的兩個套筒內；在活塞桿與套筒配合的圓周面上設置有密封件；所述活塞桿的一端伸出套筒后與萬向壓頭匹配連接，萬向壓頭能夠在活塞桿的端部自由轉動；另一端伸出套筒后用于安裝限位拔銷；所述載荷裝配到位后壓緊萬向壓頭；

在活塞桿與萬向壓頭匹配連接的一端套裝有彈簧，所述彈簧的一端與萬向壓頭抵觸，另一端和位于該端的套筒抵觸。

作為本發明的一種優選方式，在所述活塞桿安裝限位拔銷一端的端部設置有止位螺釘；當載荷釋放后，活塞桿向萬向壓頭所在方向運動，所述止位螺釘的位置應保證活塞桿的位移能夠使活塞桿與套筒之間的密封失效。

作為本發明的一種優選方式，在所述耐壓殼體上加工有一個以上放水孔，在所述放水孔內設置有堵頭。

作為本發明的一種優選方式，在所述耐壓殼體上設置有真空閥。

有益效果：

(1)該浮力補償裝置結構簡單，適用范圍廣，能夠通過抽真空和增加活塞桿數量的方式快速補償較大浮力；能夠根據載荷的重量來設置耐壓殼體的容積，以適應各種大小載荷的浮力補償，從而有效解決水下無人航行器載荷釋放后航行不穩定的問題；且該浮力裝置能夠被重復利用。

(2)采用萬向壓頭與活塞桿配合，由于萬向壓頭能夠自由轉動，與載荷適配性好。

(3)整個補償動作采用純機械結構，為水下無人航行器的遠距離航行節約電能。

附圖說明

圖1為該浮力補償裝置的結構示意圖。

其中：1-耐壓殼體、2-活塞桿、3-0形密封圈、4-萬向壓頭、5-彈簧、6-載荷、7-堵頭、8-真空閥、9-限位拔銷、10-止位螺釘

具體實施方式

下面結合附圖并舉實施例，對本發明進行詳細描述。

本實施例提供一種水下彈簧活塞式浮力補償裝置，能夠解決水下無人航行器(UUV)釋放負浮力載荷后航行狀態不穩定的問題。

該補償裝置包括耐壓殼體1、活塞桿2、萬向壓頭以及限位拔銷等，外圍設備為水下無人航行器上的負載，如圖1所示。其中耐壓殼體1采用圓柱形殼身加球形封頭的結構形式，耐壓殼體1上加工有四個貫穿其壁厚的活塞孔，其中每兩個活塞孔為一組，沿耐壓殼體1的徑向對稱。每個活塞桿對應一組活塞孔；每個活塞孔內焊接有用于和活塞桿配合的套筒。所需的活塞桿的個數依據補償速度的要求設置，本實施例中即設置了兩個活塞桿。