[發(fā)明專利]一種無人水下航行器海底駐留的吸力錨裝置及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110655008.1
• 申請日: 2021-06-11
• 公開（公告）號: CN113212655B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 嚴衛(wèi)生;崔榮鑫;吳玉偉;丁海旭;韓明勇;許暉;羅凱;石杰;張守旭;楊冰儒
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué);昆明海威機電技術(shù)研究所（有限公司）
• 主分類號: B63B21/27
• 分類號: B63B21/27;B63B21/50
• 代理公司: 北京尚鉞知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11723
• 代理人: 王海榮;嚴田青

1.一種無人水下航行器海底駐留的吸力錨裝置，其特征在于，所述吸力錨裝置包括：電纜繩索(1)、進水管路(2)、水密電機(3)、外置過濾器(5)、供電及控制水密機箱(6)、排水T型電磁球閥(7)、葉輪泵(8)、吸水管路(9)、抽水T型電磁球閥(10)、吸力桶(12)、排水口(13)、進水口(14)、至位開關(guān)(15)以及內(nèi)置過濾器(16)，其中，吸力桶(12)采用內(nèi)桶與外桶嵌套式結(jié)構(gòu)，內(nèi)桶的高度大于外桶的高度，進水口(14)位于內(nèi)桶頂壁并且依次通過進水管路(2)、排水T型電磁球閥(7)與葉輪泵(8)的一端口連通，內(nèi)置過濾器(16)位于內(nèi)桶頂壁并且依次通過抽水T型電磁球閥(10)、吸水管路(9)與葉輪泵(8)的另一端口連通，電纜繩索(1)固定在吸力桶(12)上部的吸力錨裝置整體質(zhì)心處位置，水密電機(3)與供電及控制水密機箱(6)分別設(shè)置在吸力桶(12)上部電纜繩索(1)兩側(cè)，水密電機(3)與葉輪泵(8)固定連接，排水口(13)與排水T型電磁球閥(7)一端口連通，外置過濾器(5)與抽水T型電磁球閥(10)一端口連通，至位開關(guān)(15)位于內(nèi)桶頂壁；水密電機(3)是定子為耐壓密封殼體的高速永磁同步電機，葉輪泵(8)是單向高速離心潛水泵。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸力錨裝置，其特征在于，所述吸力錨裝置還包括：外壓力傳感器(4)以及內(nèi)壓力傳感器(17)，外壓力傳感器(4)位于吸力桶(12)上部，內(nèi)壓力傳感器(17)位于內(nèi)桶頂壁。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸力錨裝置，其特征在于，所述吸力錨裝置還包括：陀螺儀(11)，陀螺儀(11)位于吸力桶(12)上部，并位于外置過濾器(5)附近。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸力錨裝置，其特征在于，吸水管路(9)的直徑大于進水管路(2)的直徑。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸力錨裝置，其特征在于，排水T型電磁球閥(7)、排水口(13)以及進水管路(2)的局部位于吸力桶(12)的外側(cè)。

6.一種如權(quán)利要求1-5任一所述吸力錨裝置的控制方法，其特征在于，當(dāng)所述吸力錨裝置需要海底駐留時，抽水T型電磁球閥(10)打開內(nèi)置過濾器(16)和吸水管路(9)的通路，排水T型電磁球閥(7)形成葉輪泵(8)和排水口(13)的通路，水密電機(3)帶動葉輪泵(8)開始抽排水動作，吸力桶(12)內(nèi)部的水經(jīng)過吸水管路(9)到達葉輪泵(8)，再通過排水口(13)將水排出，吸力桶(12)內(nèi)外環(huán)境就此產(chǎn)生壓力差，吸力桶(12)在壓力差的作用下向海床陷入，直至至位開關(guān)(15)接觸到海床底部的泥沙，水密電機(3)停止抽排水動作。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制方法，其特征在于，當(dāng)所述吸力錨裝置需要海底啟航時，抽水T型電磁球閥(10)形成外置過濾器(5)和吸水管路(9)的通路，排水T型電磁球閥(7)形成葉輪泵(8)和進水管路(2)、進水口(14)的通路，吸力桶(12)外部的水經(jīng)過外置過濾器(5)、吸水管路(9)、葉輪泵(8)、進水管路(2)、進水口(14)進入吸力桶(12)內(nèi)部，此時進入吸力桶(12)內(nèi)部的水壓增大，吸力桶(12)會在此水壓下，逐步從海床脫出，直至內(nèi)壓力傳感器(17)和外壓力傳感器(4)監(jiān)測到吸力桶(12)內(nèi)外水壓一致，水密電機(3)停止抽進水動作。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制方法，其特征在于，當(dāng)所述吸力錨裝置需要海底駐留時，陀螺儀(11)監(jiān)測吸力桶(12)的落底姿態(tài)，如果姿態(tài)未在合理范圍內(nèi)，無人水下航行器將把吸力錨裝置重新拉起并且重新選擇落錨。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制方法，其特征在于，當(dāng)所述吸力錨裝置需要海底駐留時，供電及控制水密機箱(6)根據(jù)至位開關(guān)(15)回傳的位移信號，或者根據(jù)外壓力傳感器(4)與內(nèi)壓力傳感器(17)之間的壓力差，決定是否二次啟動水密電機(3)帶動葉輪泵(8)開始抽排水動作。