[實用新型]深海作業設備用耐高壓浮力自標定裝置

有效

• 申請號: 201821425625.2
• 申請日: 2018-08-31
• 公開（公告）號: CN208882090U
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 郭亭亭;臧文川;陳叢睿;崔志建;宋大雷
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: B63G8/22
• 分類號: B63G8/22
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司 37252
• 代理人: 邵朋程

本實用新型公開一種深海作業設備用耐高壓浮力自標定裝置，包括深海耐高壓艙、深海耐高壓柱囊、耐高壓柱囊伸縮調節和支撐機構、動力往復式行程驅動機構等；所述深海耐高壓柱囊設置在深海耐高壓艙的一端，且與深海耐高壓艙連通，耐高壓柱囊伸縮調節和支撐機構設置在深海耐高壓柱囊的內部，動力往復式行程驅動機構通過行程連桿與耐高壓柱囊伸縮調節和支撐機構連接，控制耐高壓柱囊伸縮調節和支撐機構進行伸展和收縮動作，進而帶動深海耐高壓柱囊舒展或緊縮，體積發生變化，所述動力往復式行程驅動機構設置在深海耐高壓艙的內部。本實用新型通過設計耐高壓柱囊伸縮調節和支撐機構及動力往復式行程驅動機構，可實現對浮力驅動系統的機械微調節。

技術領域

本實用新型涉及深海作業設備的浮力配平技術領域，尤其涉及一種耐高壓浮力自標定裝置，適用于在深海高壓環境下工作，需要進行浮力配平的水下作業設備上。

背景技術

人類探索大自然的腳步從未止步，深海勘查對大洋金屬礦產資源、地球生命起源以及極端生態系統研究具有重要作用。

在現代海洋勘測設備中，傳統依靠浮力驅動機構改變體積為運動動力或依靠浮力進行輔助運動的深海機器人占了海洋探測設備的絕大多數比重，在當前海洋領域技術下，這兩類設備在工作前使用的絕大多數是一次浮力配平技術，即：根據作業海域海水表面的密度和水下作業機器人的體積及重量的關系進行海水表面配平，使得浮力和重力基本持平，這樣在進行水下姿態變換或前進后退時，需要克服重力與浮力的差值變小，從而降低功耗。由于大潛深水下航行器組成材料繁多且耐壓艙的形式各不相同，以及不同航行水域水文環境的不確定性，精確計算不同航行深度配平量很困難，故需要在試驗前針對不同下潛深度進行配平；而在大洋深海環境下，配平過程非常耗時且困難。目前，一般采用分幾次下潛配平，逐步提高下潛深度和逐步增加配平鉛塊的方法達到預定深度優化航行的目的。一般情況下需要2～3次下潛才可以實現在預定深度的優化配平。由于航行深度大，下潛和上浮操作過程實施周期長且相對困難，靈敏度差、耗費大量人力物力并且還存在很大的技術缺陷：

技術缺陷Ⅰ：水下作業設備在投放時必須提前根據將要下潛海域所在的海水表面密度和水下作業機器人的體積及重量的關系進行海水表面配平。但如果設備的運動范圍較大(深度改變范圍較大，航程范圍較大)，如水下滑翔機、AUV等，其所在海域的海水密度改變量較大，其所受浮力改變量較大，此時之前在海水表面進行的一次配平對應浮力和重力差值不再接近零狀態，而是一個較大的差值，此時水下作業設備如需保持深度不變或者變換成預期的工作姿態或狀態，必須依靠推進器等外力方可實施動作或姿態變換。例如：由于海水密度隨著海水深度的增加而增加，在深海勘測機器人體積不變、重量不變的情況下，隨著其下潛深度的增加，其受到海水的浮力會增加，若期望水下作業設備保持某一姿態，必須依靠推進器等外力方可實施動作或姿態變換。

技術缺陷Ⅱ：由于大潛深水下航行器組成材料繁多且耐壓艙的形式各不相同，以及不同航行水域水文環境的不確定性，精確計算不同航行深度配平量很困難，故需要在試驗前針對不同下潛深度進行配平；而在大洋深海環境下，配平過程非常耗時且困難。例如對于當前的水下滑翔機來說，首先需要淡水配平，然后內配平、外配平，進而海水配平。單是一項海水配平工作，一臺設備的配平工作少則一天時間，多則數天時間，對人力和物力的消耗巨大。因此，減少自治水下航行器下潛配平次數和提高配平質量有著重要的實際意義。