[发明专利]潜标姿态调整装置

说明书

技术领域

本发明属于机械调整设备技术领域，特别是一种潜标的姿态调整装置，可用于海域通信，海洋信息收集及监测等。

背景技术

潜标是一种工作于水面下方的航标，其主要进行环境监测、通信、及定位导航等水域作业，是一种系泊在海面以下的长期观测海洋环境要素的系统，可从海面发射装置按指令进行投放，通过浮力、重力以及其它外力的综合合力作用，悬停于水面之下。其能够较安全地隐蔽于水下进行作业，且不易于被发现。当用于通信及信息监测等领域时，隐蔽性对于系统至关重要。潜标因工作于水面下方，其同时面临控制复杂的问题。潜标要能够稳定地悬浮于水面下方，需要对潜标的结构进行合理设计使得潜标的浮力、重力能够和其它外力的合力相互抵消，且在考虑到水下洋流等环境的影响下，仍能够保持合力的绝对零状态。

从潜标的工作方式看，潜标可分为无绳潜标和拖曳式潜标。无绳潜标通过发射装置投放后，其工作位置的控制受到水域因素及自身所带动力装置决定，其位置改变方式复杂且可行性差。拖曳式潜标通过潜艇或渔船等拖曳装置对潜标进行系留，其缆绳结构具有伸缩性，潜标所受到的拖曳拉力有一定的变化范围，增加了潜标的稳定度。然而，拖曳式潜标工作时，因受到水流的水平作用，以及拉力的大小和角度等因素影响，造成潜标姿态出现偏移、摆动。同时，在受到恶劣的水域环境影响时，会出现翻转等问题，对潜标的正常工作会造成严重影响。

美，英联合开发“可回收系留光纤”RTOF浮标系统，其采用一个直径450毫米的漂浮体，它通过一个张紧力接近于零的宽带光缆与潜艇相连，属于一种拖曳式潜标。这种潜标从一个存储舱中放出，靠自身的静浮力漂浮至水面，在水面升起密封的天线。在通信期间，潜标在水面上保持基本稳定，拖缆从潜艇中以很小的张力连续地放出。此潜标在水中运动时，通过系留绳的释放来维持浮标的运动，但在上浮及正常工作的过程中，其姿态无法自适应地进行调整。当潜标工作于距离海面较近位置时，受到表层海流作用的影响，潜标会出现姿态不稳定现象，严重时会影响天线的对准及通信过程的准确性。

目前，大部分潜标所能达到的仅是将潜标发射到目标海域进行工作，由于潜标的姿态受到很大的影响，导致其工作效率大大降低，甚至会出现停止工作的状况。为了解决这一问题，对于通信等对其姿态及对准精度要求较高的情况，通常是通过人工平台的辅助，人为或依靠其它外力来对潜标姿态进行调整，其操作复杂度高，调整姿态的过程缓慢。当潜标姿态偏转较大时，此调整方式会严重影响到潜标的工作效率和质量。

发明内容

本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种自适应的潜标姿态调整装置，以实现对潜标姿态的自适应调整，提高其工作效率和质量。

为了实现上述目的，本发明在自适应的潜标姿态调整装置包括：控制器、抽排油器、储油舱、目标油舱和能源产生器；

所述的控制器，分别与抽排油器和能源产生器连接，用于收集抽排油器和能源产生器的信息，产生控制指令，完成液油的抽运；

所述储油舱，位于潜标底部，用于回收目标油舱所排出的液油，并储存液油，用于抽运至目标油舱；

所述目标油舱，包括24个矢量油舱，其位于储油舱上方，这些矢量油舱分为上下两层，呈轴对称分布，每一层有12个矢量油舱；上层矢量油舱的抽排油开关与下层矢量油舱的抽排油开关共用；下层矢量油舱的注油通过上层矢量油舱注入，上层矢量油舱的排油通过下层矢量油舱排出；通过对各矢量油舱的体积重新配比，使各矢量油舱的重心发生改变，从而引起潜标的姿态发生改变；

所述抽排油器，其分别与能源产生器、储油舱和目标油舱相连接，用于完成液油在储油舱和目标油舱之间的抽运；

所述能源产生器，分别与控制器和抽排油器相连接，用于接收控制器所发送的指令信号，根据指令信号改变能源产生器的工作方式；并通过控制抽排油器将储油舱中的液油抽运到各矢量油舱中。

利用上述装置对潜标姿态进行自适应调整的方法，包括以下步骤：

(1)将安装有潜标姿态调整装置的潜标放入工作环境中，启动潜标调整装置的控制器、抽排油器和能源产生器；

(2)控制器采集潜标姿态发生偏转时的偏转角度，并将该偏转角度与输入的外部信息数据进行比较；若当前姿态相对初始姿态的偏转角度超出±10°时，则产生控制信号分别传输至抽排油器和能源产生器；

(3)抽排油器收到控制信号后，打开注排油开关；能源产生器收到控制信号后，将储油舱中的液油抽运至目标油舱中；