[发明专利]一种多功能潜水器水液压系统

说明书

技术领域

本发明属于潜水器领域，具体涉及一种多功能潜水器水液压系统。 

背景技术

潜水器是进行高效勘探、科学考察、开发作业、军事侦测及作战平台的重要装备。潜水器在水下需要完成不同任务，如对水下钢缆、软缆剪切，清刷、打磨、切割、钻孔及连接件的装卸等作业任务，或完成水下样品的采集，设备的布放等任务。 

潜水器取样后由于重量的增加或释放其它装备后重量的减小，或是由于水介质的特性(压力、温度)而引起海水密度的变化；并随着下潜深度的增加，潜水器耐压结构发生弹性变形而引起排水体积的变化，这些因素均导致重力和浮力的平衡经常被打破。因此，为确保潜水器在一定深度具有相对稳定的作业姿态，需要对其进行浮力及姿态（纵倾和横倾）微调。除潜水器的浮力根据需要实时调节外，潜水器的姿态角度也需要进行实时调节，以使潜水器以一定倾角下潜或上浮，或保证潜水器在不同水域，不同深度等条件下倾角为零的稳定姿态。 

原有潜水器往往采用各自独立的动力系统完成浮力调节，纵倾、横倾调节及各种作业任务，增加了潜水器的重量、体积及成本，因此，现实情况要求一个综合动力系统用以完成潜水器水下工作时的不同功能和需求。 

发明内容

本发明提供一种水液压系统，将作业工具的动力源和浮力与姿态调节 （纵倾，横倾）机构的动力源进行了统一，实现潜水器系统简化，提高了潜水器的可靠性及载重比。 

一种潜水器水液压系统，包括动力源、浮力和姿态调节机构以及作业机构，动力源一方面与浮力和姿态调节机构协作完成潜水器的浮力和纵倾、横倾的调节，另一方面驱动作业机构完成作业； 

所述动力源包括电机、水压泵、安全阀、电磁开关阀、入口过滤器、出口过滤器以及电磁换向阀；所述浮力和纵倾调节机构包括一个以上的压载水舱、电磁开关阀以及平衡阀； 

电磁换向阀的I口连接入口过滤器，电磁换向阀的II口依次通过水压泵、出口过滤器、平衡阀连接电磁换向阀的III口，电磁换向阀的IV口通过电磁开关阀连接压载水舱；水压泵的出口端连接安全阀和电磁开关阀的入口端，安全阀和电磁开关阀的出口端连接水压泵的入口端，水压泵的传动端连接电机；水压泵的出口端通过出口过滤器连接作业机构。 

进一步地，所述出口过滤器连接远程驱动可调变流量优先分流阀后再连接平衡阀和作业机构。 

进一步地，所述出口过滤器通过分流阀连接平衡阀和作业机构。 

进一步地，所述作业机构包括往复型作业单元、旋转型作业单元和机械手单元。 

进一步地，所述往复型作业单元包括顺序相接的增压器、第二电磁换向阀和往复型作业工具。 

进一步地，在所述加载舱1内设有液位传感器和压力传感器，在所述水压泵的出口端设有压力传感器。 

本发明的技术效果体现在： 

潜水器水下作业前，先进行浮力与纵倾、横倾的姿态调节然后进行水下作业，本发明将作业工具及机械手的动力源与浮力与姿态调节系统的动力源进行了统一，实现潜水器系统减化，同时有利于提高潜水器的可靠性及载重比。 

浮力和姿态调节机构包括多个压载水舱，根据潜器的结构空间及控制需要可在不同位置布置水舱，通过对不同水舱的注水排水动作，不仅实现对潜水器的浮力调节，同时实现了纵倾、横倾调节，使浮节调节与纵倾、横倾调节的单一独立系统综合为统一的系统。 

动力源中的水压泵使用变量泵，在浅水时，输出压力较低，增加水压泵倾角，使输出流量增大，从而使潜水器在潜水时具有高的响应特性；当深水区时，输出压力较高，减小水压泵倾角，使输出流量减小，实现在相同功率条件下，浮力与纵倾调节系统对水深的适应性。 

本发明以潜水器工作环境的水介质为工作介质，相比油压浮力调节系统，具有以下优点：1）环境友好，避免了工作介质渗漏造成的环境污染，有利于提高潜器的掩蔽性；2）工作介质为环境介质，不存在工作介质环境被污染的危险，从而有利于提高系统的可靠性；3）减少了油箱及管路，无需储存工作介质，从而减化系统，降低了系统重量和体积。4）去除了皮襄，有利于浮力调节系统大深度的适应性。 

本发明水液压系统通过变量泵及增压器的作用可提供不同流量和压力的水源，以满足不同类型作业工具对动力源的要求；同时使浮力与姿态调节在不同水深时具有不同性能，即满足大深度的适用性及浅深度的快速响应性。