[發明專利]一種水下滑翔機浮力調節裝置

有效

• 申請號: 201910963906.6
• 申請日: 2019-10-11
• 公開（公告）號: CN110667810B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 曹永輝;潘光;郭力銘;郝藝偉;彭建錄;曹勇;黃橋高
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: B63G8/14
• 分類號: B63G8/14;B63G8/22
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 劉新瓊

本發明涉及一種水下滑翔機浮力調節裝置，該裝置由液壓缸艙段和油路塊艙段組成，在不同的情況下，液壓系統具有三種不同的工作模式。通過液壓系統的控制，驅動液壓缸艙段活塞主體的運動，控制排水體積，實現浮力調節；液壓缸與油箱集于液壓缸艙段，結構緊湊，節省安裝空間。

技術領域

本發明屬于航海技術領域，涉及一種浮力調節裝置，具體為一種安裝空間緊湊的水下滑翔機浮力調節裝置。

背景技術

水下滑翔機是一種新型的水下機器人，它通過調節自身浮力來完成下潛和上浮，不需要外加其他的動力裝置，節省能源，造價更低，續航時間更長，在海洋環境監測和海底資源勘探方面有著廣泛的應用場景。

隨著海洋探索的深入，對水下滑翔機的要求越來越高，要求更高的續航能力和更深的下潛深度。浮力調節系統是滑翔機的主要動力部件，能耗比例較高，合理降低浮力調節系統的能耗可以提高續航能力。

目前很多已有的水下滑翔機下沉和上浮過程全都依靠液壓系統液壓泵的工作，整個過程液壓泵持續工作，占用了很大一部分能耗，不利于提高航行器的續航能力。

發明內容

要解決的技術問題

為了避免現有技術的不足之處，本發明提出一種水下滑翔機浮力調節裝置，所占安裝空間較小，且在調節浮力時，可以利用水壓進行調節，節省浮力調節系統的能耗。

技術方案

一種水下滑翔機浮力調節裝置，其特征在于包括液壓缸艙段和油路塊艙段，所述的液壓缸艙段包括液壓缸外筒、浸水腔、左活塞主體、左油腔、活塞桿、油路塊安裝筒油口、右油腔和右活塞主體，液壓缸外筒為回轉體，左活塞主體和右活塞主體安裝在活塞桿的兩端，實現兩個活塞主體的同步運動，左活塞主體把液壓缸艙段左半部分分隔成浸水腔和左油腔兩部分，浸水腔與海水相通，其中浸滿水，左油腔浸滿液壓油，液壓缸外筒開有油路塊安裝筒油口，油路塊安裝筒油口分別與左油腔和右油腔相通，通過液壓系統控制兩個油腔中液壓油的流入和流出，驅動活塞主體的運動；所述的油路塊艙段包括油路塊安裝筒、側邊封蓋、二位三通電磁閥、二位二通電磁閥I、油路塊、二位二通電磁閥II、觸碰開關、齒輪泵、激光測距傳感器、單向閥和電機，二位二通電磁閥、二位二通電磁閥I、二位二通電磁閥II、齒輪泵、單向閥和電機安裝在油路塊上；激光測距傳感器用來測量活塞主體與傳感器的距離，計算航行器所受浮力的大小；觸碰開關用來限制右活塞主體運動的極限位置，所述的電機通過聯軸器與齒輪泵的軸連接在一起，電機的轉動帶動齒輪泵的轉動；側邊封蓋位于油路塊安裝筒上，二位三通電磁閥、二位二通電磁閥I、油路塊、二位二通電磁閥II、觸碰開關、齒輪泵、激光測距傳感器、單向閥和電機位于油路塊安裝筒內；油路塊安裝筒油口通過無縫鋼管與油路塊艙段的側邊封蓋的油口相通。

一種水下滑翔機浮力調節裝置實現的上浮調節方法，其特征在于：航行器上浮的情況下，控制液壓系統液壓閥的啟閉，使左油腔成為進油腔，右油腔成為出油腔，液壓油從右油腔流向左油腔，左活塞主體和右活塞主體便向遠離油路塊艙段的方向移動，浸水腔容積便減小，排水體積增大，航行器浮力增大，當航行器的浮力大于重力時，航行器便上浮；這種情況下的液壓回路，二位三通電磁閥、二位二通電磁閥I斷電，都處于左位狀態，二位二通電磁閥II得電，處于右位狀態，二位二通電磁閥I所在的回路液壓油無法流通，液壓油從右油腔通過無縫鋼管流經二位二通電磁閥II，流入齒輪泵的進油口，液壓油從齒輪泵的出油口流出，流經單向閥、二位三通電磁閥，最終通過無縫鋼管流到左油腔。