[發(fā)明專利]一種水下浮力自動調(diào)節(jié)裝置及其使用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811319362.1
• 申請日: 2018-11-07
• 公開（公告）號: CN109334929B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 于昌利;謝爾蓋·彼什涅夫;葛潤發(fā)
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）
• 主分類號: B63G8/24
• 分類號: B63G8/24
• 代理公司: 威海恒譽潤達(dá)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 37260
• 代理人: 李福新

1.一種水下浮力自動調(diào)節(jié)裝置的使用方法，其應(yīng)用的浮力自動調(diào)節(jié)裝置包括主控制器和分別與所述主控制器連接的液壓氣動蓄能系統(tǒng)、雙向抽油泵和用于檢測外部環(huán)境壓力的第一壓力傳感器；所述浮力自動調(diào)節(jié)裝置的管路系統(tǒng)依次連接設(shè)有所述液壓氣動蓄能系統(tǒng)、所述雙向抽油泵和彈性容器；所述液壓氣動蓄能系統(tǒng)包括充氣式蓄能器和高壓氣瓶，所述充氣式蓄能器包括一腔體，所述腔體內(nèi)一側(cè)為可伸縮的氣囊腔，所述氣囊腔外的其余腔體部分為油腔，所述高壓氣瓶通過第一管路與所述氣囊腔的開口端連接，所述第一管路上連接設(shè)有帶高壓減壓器的電磁閥；所述雙向抽油泵的前端口通過第二管路與所述油腔的開口端相連接，所述第二管路上設(shè)置有帶供油開關(guān)的雙向電磁閥；所述彈性容器的上部貫穿設(shè)有注油口，所述注油口與所述雙向抽油泵的后端口通過第四管路相連接；所述第一管路上安裝設(shè)有第二壓力傳感器；

其特征在于，所述使用方法包括以下步驟：

1）將浮力自動調(diào)節(jié)裝置安裝在水下浮力驅(qū)動裝置上，當(dāng)起始位置為水下浮力驅(qū)動裝置在水面上時，浮力自動調(diào)節(jié)裝置的管路系統(tǒng)中的油性液體位于彈性容器中，使水下浮力驅(qū)動裝置具有正浮力，水下浮力驅(qū)動裝置浮在水面上，當(dāng)主控制器接收到命令信號后，再發(fā)出指令：打開帶高壓減壓器的電磁閥，通過液壓氣動蓄能系統(tǒng)中的高壓氣瓶給充氣式蓄能器中的氣囊腔內(nèi)充入指定壓力的氣體后，第二壓力傳感器將檢測到指定壓力的壓力信號傳輸給主控制器，主控制器在收到壓力信號后再發(fā)出指令：關(guān)閉帶高壓減壓器的電磁閥；

2）當(dāng)主控制器接收到下沉命令信號后，主控制器將發(fā)出指令：將雙向抽油泵的電機接通電源，啟動雙向抽油泵并同時啟動帶供油開關(guān)的雙向電磁閥，控制雙向抽油泵反向工作，將彈性容器中油性液體泵入充氣式蓄能器中，使彈性容器的外部體積減小，其恒定浮力減小到負(fù)浮力，在負(fù)浮力的影響下，使水下浮力驅(qū)動裝置開始以一定的速度垂直向下下沉；當(dāng)水下浮力驅(qū)動裝置下沉速度為0.6-0.7m/s時，第一壓力傳感器將檢測到的外部環(huán)境壓力的壓力信號傳輸給主控制器，主控制器接受到第一壓力傳感器的檢測信號后再發(fā)出指令：關(guān)閉雙向抽油泵和帶供油開關(guān)的雙向電磁閥；

3）當(dāng)水下浮力驅(qū)動裝置要開始下沉到指定深度處時，主控制器接收到下沉到指定深度處的命令信號后，主控制器通過預(yù)算系統(tǒng)預(yù)先計算出此種情況下水下浮力驅(qū)動裝置對應(yīng)的慣性特征參數(shù)，第一壓力傳感器將檢測到的外部環(huán)境壓力為接近且未到達(dá)指定深度處時的壓力信號傳輸給主控制器，主控制器接受到第一壓力傳感器的檢測信號后再發(fā)出指令：控制雙向抽油泵切換成正向工作，同時啟動帶供油開關(guān)的雙向電磁閥，將油性液體從充氣式蓄能器中泵入彈性容器中，使彈性容器的外部體積增大，其自身浮力也隨之增大，使水下航行器下沉速度開始減小；當(dāng)水下航行器下沉速度為0.6-0.7m/s時，第一壓力傳感器將檢測到的外部環(huán)境壓力的壓力信號傳輸給主控制器，主控制器接受到第一壓力傳感器的檢測信號后再發(fā)出指令：關(guān)閉雙向抽油泵和帶供油開關(guān)的雙向電磁閥；

4）當(dāng)水下浮力驅(qū)動裝置在下沉過程中，出現(xiàn)水下浮力驅(qū)動裝置由于其自身浮力的增大而開始上浮時，第一壓力傳感器將檢測到的水下航行器在未到達(dá)指定深度處時而由于其自身浮力的增大而開始上浮時的壓力信號傳輸給主控制器，主控制器接受到第一壓力傳感器的檢測信號后再發(fā)出指令：控制雙向抽油泵切換成反向工作，同時啟動帶供油開關(guān)的雙向電磁閥，將油性液體從彈性容器中泵入充氣式蓄能器中，使彈性容器的外部體積減小，其自身浮力也隨之減小，使水下浮力驅(qū)動裝置開始緩慢下潛；

5）當(dāng)水下浮力驅(qū)動裝置在下沉過程中，出現(xiàn)水下浮力驅(qū)動裝置下沉深度越過指定深度時，第一壓力傳感器將檢測到水下浮力驅(qū)動裝置越過指定深度時的壓力信號傳輸給主控制器，主控制器接受到第一壓力傳感器的檢測信號后再發(fā)出指令：控制雙向抽油泵再次反轉(zhuǎn)切換成正向工作，同時啟動帶供油開關(guān)的雙向電磁閥，將油性液體從充氣式蓄能器中泵入彈性容器中，使彈性容器的外部體積增大，其自身浮力也隨之增大，使水下航行器開始緩慢上升；

6）最后，經(jīng)過重復(fù)步驟4）和步驟5）將油性液體在充氣式蓄能器與彈性容器之間迭代運輸過程后，使水下浮力驅(qū)動裝置在指定深度處達(dá)到平衡，處于懸停狀態(tài)后，然后水下浮力驅(qū)動裝置就可以在指定深度處的水平方向上進(jìn)行穩(wěn)定作業(yè)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水下浮力自動調(diào)節(jié)裝置的使用方法，其特征在于，所述彈性容器的材質(zhì)為熱塑性彈性體材料，所述彈性容器的外部體積大小可根據(jù)其內(nèi)部注油量的變多或變少而發(fā)生變大或變小，以在水下給所述浮力自動調(diào)節(jié)裝置提供不同浮力需求。