[發(fā)明專利]一種水下機(jī)器人用被動(dòng)排油式浮力調(diào)節(jié)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710165338.6
• 申請(qǐng)日: 2017-03-20
• 公開（公告）號(hào): CN106741765B
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 俞建成;王振宇;金文明;譚智鐸
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所
• 主分類號(hào): B63G8/22
• 分類號(hào): B63G8/22;B63C11/52
• 代理公司: 沈陽(yáng)科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 白振宇

本發(fā)明涉及一種水下機(jī)器人用被動(dòng)排油式浮力調(diào)節(jié)裝置，外皮囊安裝在艏部端蓋上、位于水下機(jī)器人外部，內(nèi)皮囊容置于由內(nèi)皮囊端蓋及內(nèi)皮囊套筒連接而形成的空間內(nèi)，內(nèi)、外皮囊之間并聯(lián)有抽油管路及回油管路，抽油管路及回油管路均與外皮囊及內(nèi)皮囊相連通；抽油管路上設(shè)有由動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)的單向高壓柱塞泵及只能向外皮囊流動(dòng)的單向閥，回油管路上設(shè)有帶壓力補(bǔ)償?shù)墓?jié)流閥和截止式電磁閥；內(nèi)皮囊中的液壓油通過單向高壓柱塞泵抽出，并經(jīng)單向閥向外皮囊中充油，進(jìn)而增加水下機(jī)器人的浮力；外皮囊中的液壓油通過截止式電磁閥及帶壓力補(bǔ)償?shù)墓?jié)流閥回流至內(nèi)皮囊中，進(jìn)而減小水下機(jī)器人的浮力。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高、安全可靠、功耗小等特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水下機(jī)器人浮力調(diào)節(jié)設(shè)備，具體地說(shuō)是一種水下機(jī)器人用被動(dòng)排油式浮力調(diào)節(jié)裝置。

背景技術(shù)

水下機(jī)器人作為一種水下測(cè)量、工作平臺(tái)，是人類探索海洋最重要的手段，已經(jīng)廣泛應(yīng)用在海洋科學(xué)研究、海洋工程、海洋資源勘探、救援打撈、海底探測(cè)、海洋生物研究與追蹤等領(lǐng)域。通常水下機(jī)器人在作業(yè)工程中要保護(hù)穩(wěn)定的浮力狀態(tài)，如中性浮力狀態(tài)，以保證正常穩(wěn)定的工作狀態(tài)。然而，海水密度會(huì)隨著深度變化而發(fā)生變化，水下機(jī)器人的浮力狀態(tài)也會(huì)隨之變化，進(jìn)而影響水下機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。水下機(jī)器人通常都由固體材料組成，比海水更加難以壓縮，由于水下機(jī)器人與海水壓縮率的不匹配，造成水下機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)浮力不斷減小，使其在運(yùn)行過程中需要額外消耗能源來(lái)克服海水密度變化的影響。因此，研究模塊化、結(jié)構(gòu)緊湊、穩(wěn)定可靠的水下機(jī)器人用浮力調(diào)節(jié)裝置，對(duì)提高水下機(jī)器人整體性能具有重要作用。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決水下機(jī)器人因浮力狀態(tài)不穩(wěn)定而導(dǎo)致整體性能受影響和浮力調(diào)節(jié)裝置功耗較大的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種水下機(jī)器人用被動(dòng)排油式浮力調(diào)節(jié)裝置。該被動(dòng)排油式浮力調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、高效率、回油無(wú)動(dòng)力，水下機(jī)器人需要下潛時(shí)，被動(dòng)排油式浮力調(diào)節(jié)裝置利用外界的壓力將液壓油壓回內(nèi)皮囊，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)無(wú)動(dòng)力回油的目的；該被動(dòng)排油式浮力調(diào)節(jié)裝置通過調(diào)節(jié)水下機(jī)器人的排水體積實(shí)現(xiàn)對(duì)水下機(jī)器人浮力狀態(tài)的調(diào)節(jié)。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明包括外皮囊、與水下機(jī)器人筒體密封連接的艏部端蓋及分別安裝在水下機(jī)器人筒體內(nèi)的內(nèi)皮囊端蓋、內(nèi)皮囊套筒、帶壓力補(bǔ)償?shù)墓?jié)流閥、截止式電磁閥、單向高壓柱塞泵、減速齒輪、動(dòng)力源、內(nèi)皮囊和單向閥，其中外皮囊安裝在艏部端蓋上、位于水下機(jī)器人外部，所述內(nèi)皮囊容置于由內(nèi)皮囊端蓋及內(nèi)皮囊套筒連接而形成的空間內(nèi)，該內(nèi)皮囊與所述外皮囊之間并聯(lián)有抽油管路及回油管路，所述抽油管路及回油管路均與外皮囊及內(nèi)皮囊相連通；所述抽油管路上設(shè)有由動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)的單向高壓柱塞泵及只能向外皮囊流動(dòng)的單向閥，所述回油管路上設(shè)有帶壓力補(bǔ)償?shù)墓?jié)流閥和截止式電磁閥；所述內(nèi)皮囊中的液壓油通過單向高壓柱塞泵抽出，并經(jīng)所述單向閥向外皮囊中充油，進(jìn)而增加水下機(jī)器人的浮力；所述外皮囊中的液壓油通過截止式電磁閥及帶壓力補(bǔ)償?shù)墓?jié)流閥回流至內(nèi)皮囊中，進(jìn)而減小水下機(jī)器人的浮力；

其中：所述外皮囊內(nèi)的液壓油由外界水下壓力作用通過液壓油通過截止式電磁閥及帶壓力補(bǔ)償?shù)墓?jié)流閥回流至內(nèi)皮囊，該液壓油的流量通過所述帶壓力補(bǔ)償?shù)墓?jié)流閥被動(dòng)控制；所述水下機(jī)器人艙內(nèi)抽設(shè)定真空度，實(shí)現(xiàn)水面回油；

所述內(nèi)皮囊端蓋上設(shè)有液壓閥塊，所述帶壓力補(bǔ)償?shù)墓?jié)流閥及截止式電磁閥分別安裝在該液壓閥塊上、且串聯(lián)連接；所述單向閥與單向高壓柱塞泵相連接；

所述液壓閥塊上分別安裝有第一調(diào)向彎頭、第一接頭及第二調(diào)向彎頭，所述單向高壓柱塞泵上分別安裝有三通及第二接頭，該第一調(diào)向彎頭的一端固接在液壓閥塊上、另一端通過液壓管路與所述外皮囊相連通，所述第一接頭的一端固接在液壓閥塊上、另一端通過管路與所述第二接頭的一端相連通，該第二接頭的另一端經(jīng)所述單向閥與所述單向高壓柱塞泵相連通，所述第二調(diào)向彎頭的一端固接在液壓閥塊上、另一端通過管路與所述三通的一個(gè)接口相連通，該三通的第二個(gè)接口通過管路與所述內(nèi)皮囊相連通，所述三通的第三個(gè)接口與單向高壓柱塞泵相連通；