[實(shí)用新型]一種用于欠驅(qū)動(dòng)UUV的定深懸浮系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720283989.0
• 申請日: 2017-03-22
• 公開（公告）號(hào): CN206644972U
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉保根;鄧新文;鄧南明;李飛;羅曉強(qiáng);陳勇;陳遙沛;游修東;侯發(fā)林
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍91388部隊(duì)
• 主分類號(hào): B63G8/24
• 分類號(hào): B63G8/24
• 代理公司: 廣州市南鋒專利事務(wù)所有限公司44228
• 代理人: 李慧

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及UUV控制領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于欠驅(qū)動(dòng)UUV的浮力調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在海洋作業(yè)的過程中，有時(shí)需要UUV能夠懸浮在水下預(yù)定的深度范圍，這就要求UUV應(yīng)具有水下定深懸浮功能。欠驅(qū)動(dòng)UUV的控制是通過3個(gè)控制輸入(軸向推力、水平舵俯仰力矩、垂直舵偏航力矩)控制6個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)。其中欠驅(qū)動(dòng)UUV的深度改變，主要依靠軸向推進(jìn)器與水平舵實(shí)現(xiàn)，海水的密度在不同的海域、不同的深度上均可能有所不同，當(dāng)沒有水平航速時(shí)，欠驅(qū)動(dòng)UUV難以實(shí)現(xiàn)深度的控制，定深懸浮難以實(shí)現(xiàn)。而通過在欠驅(qū)動(dòng)UUV上安裝浮力調(diào)節(jié)裝置，調(diào)節(jié)剩余浮力，便可在沒有水平推力情況下進(jìn)行深度調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)定深懸浮。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型提供一種用于欠驅(qū)動(dòng)UUV的定深懸浮系統(tǒng)，有利于克服欠驅(qū)動(dòng)UUV在沒有軸向速度情況下難以實(shí)現(xiàn)深度調(diào)節(jié)、無法實(shí)現(xiàn)長時(shí)間定深懸浮工作的缺點(diǎn)，通過在設(shè)計(jì)UUV時(shí)加裝定深懸浮系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)欠驅(qū)動(dòng)UUV在沒有軸向速度情況下的深度調(diào)節(jié)與定深懸浮。

本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種用于欠驅(qū)動(dòng)UUV的定深懸浮系統(tǒng)，由控制系統(tǒng)、電源、深度傳感器及浮力調(diào)節(jié)裝置組成，所述的浮力調(diào)節(jié)裝置包括艏部浮力調(diào)節(jié)裝置和艉部浮力調(diào)節(jié)裝置，艏、艉部浮力調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)相同，成對(duì)稱安裝，關(guān)于UUV過浮心的橫截面對(duì)稱，其中艏部浮力調(diào)節(jié)裝置安裝于UUV的艏部，艉部浮力調(diào)節(jié)裝置安裝于UUV的艉部，艏、艉部浮力調(diào)節(jié)裝置均安裝于UUV的底部，艏、艉部浮力調(diào)節(jié)裝置縱軸線與UUV縱軸線平行，且關(guān)于UUV縱剖面對(duì)稱。

進(jìn)一步地，艏、艉部浮力調(diào)節(jié)裝置共用一套控制系統(tǒng)與電源。

進(jìn)一步地，所述的浮力調(diào)節(jié)裝置由海水液壓系統(tǒng)、液位傳感器、活塞、海水艙、氣艙及導(dǎo)軌組成；其中氣艙與海水艙均為耐壓艙，中間利用活塞進(jìn)行隔離。

進(jìn)一步地，所述的海水液壓系統(tǒng)、液位傳感器、活塞、海水艙、氣艙及導(dǎo)軌均采用耐海水腐蝕組件。

進(jìn)一步地，所述的海水液壓系統(tǒng)由海水泵、海水泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)、集成閥組、海水管路、過濾器及控制器組成。

本實(shí)用新型的有益效果：

本實(shí)用新型能使欠驅(qū)動(dòng)UUV在沒有軸向速度的情況下實(shí)現(xiàn)深度的調(diào)節(jié)，在軸向推進(jìn)器關(guān)閉的情況下實(shí)現(xiàn)定深懸浮，特別適用于UUV需要關(guān)閉推進(jìn)器并調(diào)節(jié)深度以及在預(yù)定深度定深懸浮工作的場合。由于達(dá)到預(yù)定深度且穩(wěn)定后可以通過關(guān)閉海水液壓系統(tǒng)保持欠驅(qū)動(dòng)UUV在無動(dòng)力情況下長時(shí)間定深懸浮，可有效節(jié)約能源，特別適用于UUV需在預(yù)定深度長時(shí)間懸浮的場合。

附圖說明

圖1本實(shí)用新型欠驅(qū)動(dòng)UUV的定深懸浮系統(tǒng)原理框圖。

圖2本實(shí)用新型浮力調(diào)節(jié)裝置安裝及結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

參照圖1所示，一種用于欠驅(qū)動(dòng)UUV的定深懸浮系統(tǒng)由控制系統(tǒng)、電源、深度傳感器及浮力調(diào)節(jié)裝置組成；參照圖2所示，所述的浮力調(diào)節(jié)裝置包括艏部浮力調(diào)節(jié)裝置與艉部浮力調(diào)節(jié)裝置，艏、艉部浮力調(diào)節(jié)裝置關(guān)于UUV過浮心的橫截面對(duì)稱，其中艏部浮力調(diào)節(jié)裝置安裝于UUV的艏部，艉部浮力調(diào)節(jié)裝置安裝于UUV的艉部；艏、艉部浮力調(diào)節(jié)裝置均安裝于UUV的底部，兩套裝置縱軸線與UUV縱軸線平行，且關(guān)于UUV縱剖面對(duì)稱。

參照圖1所示，艏、艉部浮力調(diào)節(jié)裝置共用一套控制系統(tǒng)與電源；控制系統(tǒng)通過深度傳感器獲取UUV的當(dāng)前深度信息，與目標(biāo)深度信息進(jìn)行對(duì)比，獲得深度差值；對(duì)深度差值進(jìn)行微分，得到深度差變化速度；以深度差值與深度變化速度為輸入，控制海水液壓系統(tǒng)的工作狀態(tài)(排水、注水、關(guān)閉)，當(dāng)深度差為H1米范圍內(nèi)且深度差變化速度為零時(shí)關(guān)閉海水液壓系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)UUV在該深度上的定深懸浮。

參照圖2所示，浮力調(diào)節(jié)裝置由海水液壓系統(tǒng)(1)、液位傳感器(2)、活塞(7)、海水艙(3)、氣艙(4)及導(dǎo)軌(5,6)組成。其中氣艙(4)與海水艙(3)均為耐壓艙，中間利用活塞(7)進(jìn)行隔離?？刂葡到y(tǒng)通過控制海水液壓系統(tǒng)(1)來實(shí)現(xiàn)活塞(7)沿著導(dǎo)軌(5,6)前后移動(dòng)，從而達(dá)到調(diào)節(jié)UUV浮力的目的。耐壓艙的容積設(shè)計(jì)時(shí)，需在保證浮力調(diào)節(jié)范圍的前提下，留有一定的余量，浮力調(diào)節(jié)過程中，需保證耐壓艙內(nèi)的壓力在合適的范圍內(nèi)。氣艙(4)內(nèi)部充有適量氮?dú)??；钊?7)具有很好的密封性，能有效隔斷海水艙(3)與氣艙(4)。海水液壓系統(tǒng)(1)、液位傳感器(2)、活塞(7)、海水艙(3)、氣艙(4)及導(dǎo)軌(5,6)均采用耐海水腐蝕組件。