[發明專利]一種具有浮力補償的小型水下滑翔機

在審

• 申請號: 202310094458.7
• 申請日: 2023-02-01
• 公開（公告）號: CN115946833A
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發明（設計）人: 尹云龍;王士昌;辛愛學;宋慶月;吳顯輝;李先宏;孫風凱
• 申請（專利權）人: 青島蔚海明祥科技有限公司
• 主分類號: B63G8/14
• 分類號: B63G8/14;B63G8/22;B63C11/52;B63B3/13
• 代理公司: 北京酷愛智慧知識產權代理有限公司 11514
• 代理人: 鐘繼蓮

本發明公開了一種具有浮力補償的小型水下滑翔機，包括耐壓艙、后浸水艙、姿態調節模塊、浮力驅動模塊、前浸水艙和浮力補償裝置，前浸水艙設置在耐壓艙的前端，浮力補償裝置安裝在前浸水艙內，浮力補償裝置包括殼體、活塞和彈簧，殼體的一端封閉，另一端設有進水口，活塞密封安裝在殼體內以將殼體分割為密封腔以及與進水口連通的進水腔，彈簧安裝在密封腔內，活塞可在其兩側作用力的作用下沿殼體長度方向往復移動；本申請通過在前浸水艙內安裝浮力補償裝置，在水下滑翔機上浮和下潛過程中，活塞在海水壓力和彈簧回復力作用下在殼體內往復移動，調節水下滑翔機的排水體積，實現水下滑翔機在不同深度下的浮力補償，減少能耗。

技術領域

本發明涉及水下觀測與探測裝備技術領域，具體涉及一種具有浮力補償的小型水下滑翔機。

背景技術

隨著人類對海洋資源的需求愈加強烈，驅使世界各國將海洋開發作為綜合國力競爭的一個重要領域。海洋高端裝備產業是海洋經濟產業鏈重要組成部分。而低成本、小型化水下機器人是未來海洋高端裝備產業發展的一個重要方向。加快推進機器人的集群應用，將這些設備集群分散布局在一個較大的水域，對水域三維空間大范圍覆蓋協同工作，可快速采集指定區域的水文數據，實現對海洋環境的實時監測。

水下滑翔機作為水下機器人的重要組成部分，其依靠浮力驅動模塊驅動下潛和上浮，相比其他水下機器人，具備能耗小，續航時間長，能夠長時間、大范圍的觀測多種海洋參數的能力，并且操作靈活，具備多機協同觀測的能力，可為實現精細化、密集型海洋環境觀測任務提供大量數據支撐。然而，隨著水下滑翔機下潛深度的增加，海水密度隨之變大，導致水下滑翔機在下潛過程中浮力變大，而由于水下滑翔機的重力不變，因此，其向下的牽引力變小，這就需要浮力驅動模塊油路系統額外動作，導致能耗增加。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種具有浮力補償的小型水下滑翔機。

本發明所采用的技術方案是：

一種具有浮力補償的小型水下滑翔機，包括耐壓艙、后浸水艙、姿態調節模塊和浮力驅動模塊，所述后浸水艙設置在所述耐壓艙的后端，所述姿態調節模塊以及所述浮力驅動模塊的主體安裝在所述耐壓艙內，所述浮力驅動模塊的外皮囊安裝在所述后浸水艙內，還包括前浸水艙和浮力補償裝置，所述前浸水艙設置在所述耐壓艙的前端，所述浮力補償裝置安裝在所述前浸水艙內，所述浮力補償裝置包括殼體、活塞和彈簧，所述殼體的一端封閉，另一端設有進水口，所述活塞密封安裝在所述殼體內以將所述殼體分割為密封腔以及與所述進水口連通的進水腔，所述彈簧安裝在所述密封腔內，所述活塞可在其兩側作用力的作用下沿所述殼體長度方向往復移動。

進一步，所述活塞與所述殼體之間間隔設有兩個O型密封圈。

進一步，所述耐壓艙包括前端蓋、耐壓殼體和后端蓋，所述耐壓殼體由前殼體和后殼體對接密封連接而成，所述前端蓋和后端蓋分別通過設置在所述耐壓殼體內的支撐框架以及耐壓殼體內的負壓力拉緊在所述耐壓殼體的兩端。

進一步，所述前殼體和后殼體的中間、且沿對應所述前殼體和后殼體內壁周向均設有加強肋。

進一步，所述支撐框架包括第一主梁、第二主梁、浮力支撐板、前支撐板、后支撐板和拉緊板，所述拉緊板安裝在所述耐壓殼體的前端，所述第一主梁和第二主梁沿所述耐壓殼體長度方向設置、且分別位于所述耐壓殼體的兩側，所述第一主梁和第二主梁的兩端分別與所述拉緊板和后端蓋連接，所述浮力支撐板連接在所述后端蓋上，所述前支撐板與后支撐板間隔設置、且均固定在所述第一主梁與所述第二主梁之間。

進一步，所述姿態調節模塊包括俯仰調節單元，該俯仰調節單元包括第一電池組和俯仰電機，所述第一電池組設置在所述前支撐板和后支撐板之間，所述俯仰電機與所述第一電池組連接以驅動所述第一電池組在前支撐板和后支撐板之間移動。

進一步，所述姿態調節模塊還包括自鎖舵機，該自鎖舵機安裝在所述后支撐板上，其輸出軸穿過所述后支撐板、且與所述俯仰調節單元偏心連接以驅動所述俯仰調節單元轉動。