[发明专利]一种自调节式变浮力水下平台

说明书

技术领域

本发明涉及一种自调节变浮力水下平台，属于海洋监测领域。 

背景技术

随着内陆矿产的不断开发，储存量越来越少，为确保战争储备需求，世界各国逐步向海洋发展。为探索海洋秘密，就必须对海洋环境进行探测和观察，收集海洋相关数据与资料。因而需要开发出一种用于水下监测的平台，用于搭载各种海洋环境监测仪，同时对海洋各个层面进行监测。尽管目前所述平台种类繁多，但存在如下问题：一是将平台通过锚系固定在某一区域范围内对海洋各层面进行探测，但监测范围有限；二是将平台投放于海洋中随波逐流，依据设定时间使其下沉至水下一定深度进行探测作业或上升到水面发射数据，但平台上升或下降所用驱动机构是由电机驱动丝杆带动活塞在液压缸内运动，实现对平台深度调节机构的注油或抽油，从而改变其体积大小。然而当平台在水下工作会受到外界水压的作用，工作环境越深，深度调节机构受到的背压就越大，导致整体结构调节能力不够。而且其采用的电机驱动丝杆的方式导致自锁性能差，在大深度常会出现电机反转、定深精度不准以及调节能力差等问题。为此，有必要研制一种自调节变浮力水下平台，实现自动沉浮，且能定期将采集数据传输到控制指挥中心。 

发明内容

本发明的目的是提供一种自调节变浮力水下平台，所述平台采用电机驱动双向定量液压泵对深度调节机构进行注油或抽油，实现平台上升或下沉的自调节功能；同时设有脉冲控制阀保证驱动电机的自锁性，防止在大深度海洋环境中出现电机反转。 

本发明的目的是这样实现的： 

一种自调节式变浮力水下平台，所述平台包括发射装置、水下监测仪、稳定盘、控制单元、电池组、耐压壳体、储油箱、深度传感器、深度调节机构、 液压脉冲控制阀、双向定量液压泵和电机； 

耐压壳体为顶部封闭，底部开口的的圆柱筒状结构，在耐压壳体顶部装有发射装置和水下监测仪，耐压壳体上部外侧装有稳定盘；耐压壳体内部装有控制单元、电池组、储油箱、深度传感器、液压脉冲控制阀、双向定量液压泵和电机，控制单元通过电缆分别与水下监测仪、电机和液压脉冲控制阀连接，耐压壳体底部通过液压脉冲控制阀与深度调节机构连接； 

深度调节机构包括接头体、油囊端盖、油囊和油囊护罩；接头体位于油囊开口密封端面处的凸出部分，接头体和油囊成一体，油囊通过接头体与液压脉冲控制阀联通；在油囊与接头体的连接面上设有油囊端盖，油囊通过油囊端盖与耐压壳体固定连接；油囊护罩固定在油囊端盖上，包覆在油囊外； 

在液压脉冲控制阀内设有箭头管道和锥形单向阀，所述箭头管道和锥形单向阀均与液压脉冲控制阀上的两个连接端口相通；所述液压脉冲控制阀一端的连接端口通过接头体与油囊联通，另一端的连接端口依次与双向定量液压泵和储油箱联通。在液压脉冲控制阀内设计有锥形单向阀的目的是使所述平台在大深度海洋环境进行监测作业时不出现电机反转，可保证液压脉冲控制阀在未通电的状态下，液压油只能从储油箱流向油囊内，反向则不联通，这种结构形式解决了驱动机构在深海环境大背压下的自锁问题，实现了平台在水下的精确调节功能； 

其中，稳定盘的作用是使平台在水下保持稳定，防止波动； 

水下监测仪的作用是完成水下测量任务，可根据海洋监测需求选取不同类型的传感器。 

稳定盘的作用是确保平台在水下运动过程中姿态的稳定性，实现平台在水下的垂直剖面测量； 

电池组的作用是为平台内的元器件提供电源，确保平台正常运行； 

控制单元的作用是分别对水下监测仪、电机和液压脉冲控制阀进行供电和控制； 

为确保平台实现自调节变浮力功能，达到在水中上升或下降的要求，由控制单元、电机、储油箱、双向定量液压泵、液压脉冲控制阀、深度调节机构和深度传感器组成液压驱动机构，其中控制单元与电机、储油箱、双向定量液压泵、液压脉冲控制阀、深度调节机构和深度传感器依次顺序连接，形成闭环结 构； 

所述液压脉冲控制阀的工作原理为：当不对电机供电时，单向阀打开，箭头管道关闭，液压油从储油箱中经过单向阀流入油囊中；当对电机供电时，单向阀关闭，箭头管道打开，液压油从油囊经过箭头管道流入储油箱中；当平台下潜到设定深度，电机关闭，在压差作用下箭头管道打开，液压油从油囊经过箭头管道流入储油箱中； 

所述液压驱动机构的工作方式如下：