[發明專利]一種用于自治水下機器人的高精度浮力調節裝置

在審

• 申請號: 201611077917.7
• 申請日: 2016-11-30
• 公開（公告）號: CN108116644A
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發明（設計）人: 李陽;徐會希;尹遠;王福利;李吉旭
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: B63G8/14
• 分類號: B63G8/14;B63C11/52
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 汪海

本發明涉及自治水下機器人領域，具體地說是一種用于自治水下機器人的高精度浮力調節裝置，包括透水殼體和密封殼體，其中在透水殼體內設有外油囊，在密封殼體內設有內油缸、直流電機、齒輪泵、閥組A和閥組B，其中齒輪泵通過直流電機驅動旋轉，內油缸的出油端口與所述齒輪泵的入油端口相連，所述齒輪泵的出油端口與閥組A上的第一端口相連，所述閥組A上的第二端口與外油囊的油口相連，所述外油囊的油口同時還與閥組B的入油端口相連，所述閥組B的出油端口與內油缸與齒輪泵之間的連接管路相連，在閥組A內并聯設有單向閥和電磁閥A，在閥組B內串聯設有電磁閥B和節流閥。本發明可自主調整水下機器人的浮力，體積小，能耗低，噪音低，可靠性高。

技術領域

本發明涉及自治水下機器人領域，具體地說是一種用于自治水下機器人的高精度浮力調節裝置。

背景技術

自治水下機器人是一種自帶能源、自主控制、能夠回收和反復使用的水下航行器。自治水下機器人已經廣泛應用于軍事、海洋水文和氣象調查、海洋環境監測、海底地形探測和測繪、區域內水下障礙物的搜索、復雜海底地形環境下的科學考察等領域。

隨著海域和深度的變化，海水的密度及壓力均會產生變化，其直接影響自治水下機器人的浮力狀態，通常自治水下機器人為了保持正常航行或懸浮作業，需要推進器和舵板配合克服多余的浮力，為了降低能耗并提高自治水下機器人的作業能力和適應性，通常還需要配置浮力調節裝置以方便調整自治水下機器人的浮力。

現有技術中，為了保證自治水下機器人在預定深度自主作業，需要在每次作業前人為調整配重，計算繁瑣，操作復雜，可靠性較低，而且某些水下機器人裝載的浮力調節裝置體積較大，成本高，調節精度有限。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于自治水下機器人的高精度浮力調節裝置，可根據不同的作業深度，自主地調整自治水下機器人的浮力，并且能夠進行雙向浮力調節，體積小，能耗低，噪音低，可靠性高。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

一種用于自治水下機器人的高精度浮力調節裝置，包括透水殼體和密封殼體，其中透水殼體的一端開口，另一端與所述密封殼體連接，在所述透水殼體內設有外油囊，在所述密封殼體內設有內油缸、直流電機、齒輪泵、閥組A和閥組B，其中所述齒輪泵通過所述直流電機驅動旋轉，所述內油缸的出油端口與所述齒輪泵的入油端口相連，所述齒輪泵的出油端口與所述閥組A上的第一端口相連，所述閥組A上的第二端口與所述外油囊的油口相連，所述外油囊的油口同時還與所述閥組B的入油端口相連，所述閥組B的出油端口與所述內油缸與齒輪泵之間的連接管路相連，在所述閥組A內并聯設有單向閥和電磁閥A，在所述閥組B內串聯設有電磁閥B和節流閥。

所述內油缸中的油在所述齒輪泵正轉時經所述單向閥進入外油囊中，所述外油囊中的油在所述齒輪泵反轉且所述電磁閥A通電時經所述電磁閥A進入內油缸中。

當所述齒輪泵靜止時，外油囊中的油在海水壓力達到系統設定值且所述電磁閥B通電時經所述電磁閥B和節流閥進入內油缸中。

在所述密封殼體內設有一個框架，所述內油缸、直流電機、齒輪泵、閥組A和閥組B均安裝在所述框架上。

所述直流電機與齒輪泵連接并垂直設置于所述內油缸一側，所述閥組A和閥組B分設所述內油缸下方兩側，在所述密封殼體遠離所述透水殼體一端設有水密接插件。

所述閥組A和閥組B與所述外油囊通過一個三通管接頭連接。

所述外油囊通過一壓蓋固定在所述透水殼體上。

在所述內油缸內設有拉繩傳感器，所述內油缸包括缸體、透氣端蓋、活塞和外接端蓋，所述透氣端蓋和外接端蓋分設于缸體兩端，活塞在所述缸體內移動，拉繩傳感器固定在所述透氣端蓋上，在所述活塞靠近所述透氣端蓋一側設有測量端子，所述拉繩傳感器通過拉繩與所述測量端子相連。

所述內油缸的缸體為圓柱狀。