[发明专利]一种应用于小型便携式水下滑翔机的气动浮力调节装置

说明书

本发明公开了一种应用于小型便携式水下滑翔机的气动浮力调节装置，属于水下滑翔机的浮力调节装置，气动浮力调节装置设置在耐压壳体内，包括：高压气瓶，用于盛装高压气体；进气导管，与高压气瓶连通，设有进气电磁换向阀；排气导管，设有排气电磁换向阀；活塞腔，内设活塞，活塞将活塞腔分为密封腔和透水腔，密封腔通过进气导管和排气导管与高压气瓶连通，透水腔与耐压壳体外部相通，在透水腔内设有与活塞相抵的压簧；反馈组件，与水上主动系统通讯连接，根据活塞腔的体积变化控制进气导管或排气导管的导通和关闭。通过气动的方式实现了水下滑翔机的浮力调节功能，内部浮力调节装置结构简单、重量轻、体积小，响应更加迅速且运行可靠。

技术领域

本发明涉及水下滑翔机的浮力调节装置，具体地说，涉及一种应用于小型便携式水下滑翔机的气动浮力调节装置。

背景技术

水下滑翔机是一种新型的水下机器人，它通过调节自身浮力来完成在水下的上浮与下潜，而不需外加其它的动力装置，节省了能源的消耗，具有造价低、续航时间长的优点，因此在海洋环境监测和海底资源勘探方面有着很广泛的应用前景。小型便携式的滑翔机具有便于携带、成本低、操作方便等特点，可被用于河道、湖水、水库水质监测，浅海环境监测以及联合组网观测等任务。

现有大多水下滑翔机采用基于液压的浮力调节装置。通过改变外置油囊的体积大小来改变浮力，通过腔体内部的电机和齿轮泵，实现油液在内部油缸和外部油囊之间的吸进与排出。如：

公布号为CN106628078A的中国专利文献公开了一种用于深海水下滑翔机的浮力调节装置，其包括耐压壳体，在耐压壳体内安装有低压泵组件，外油囊固定在耐压壳体上，低压泵组件包括依次同轴线固定相连的活塞缸、轴承座、齿轮盖和丝杠导轨，在轴承座内安装有两个轴承，丝杠螺母设置在两个轴承的内圈中并且丝杠螺母的外壁与两个轴承的内圈固定相连，传动齿轮组中主动齿轮安装在直线电机组件的输出轴上，与主动齿轮啮合配合的从动齿轮与丝杠螺母固定相连，丝杠螺母与丝杠螺杆螺纹连接，直线位移传感器的活动端与活塞连接。

另外，公布号为CN102248992A的中国专利公开了一种水下滑翔机浮力调节装置，其包括固定在耐压壳体外壁上的油囊，位于耐压壳体内部的电机、液压泵及将电机和液压泵联接在一起的联轴器，在耐压壳体内部还设有由浸油缸壳体组成的浸油缸，浸油缸壳体包围电机和液压泵形成密闭的浸油腔，体积测量油缸包括缸体、活塞和弹簧，弹簧连接在活塞与缸体的一侧壁之间，活塞与固定连接在体积测量油缸上位移传感器的测杆相连接，耐压壳体的内壁上固定有阀板，阀体中设有油路，油路依次将体积测量油缸的右腔、浸油腔、液压泵、电磁球阀和油囊相连通。

以上专利的水下滑翔机的浮力调节装置的结构虽能够实现水下滑翔机的浮力调节，但由于其需要配备一个完整的液压系统，包括：电机、油泵、油缸、油囊等，结构复杂且体积和重量较大，不适用于小型便携式水下滑翔机。

发明内容

本发明的目的为提供一种应用于小型便携式水下滑翔机的气动浮力调节装置，通过气动的方式实现了水下滑翔机的浮力调节功能，其内部气动浮力调节装置结构简单、重量轻、体积小，响应更加迅速且运行可靠。

为了实现上述目的，本发明提供的一种应用于小型便携式水下滑翔机的气动浮力调节装置，小型便携式水下滑翔机包括耐压壳体、设置在耐压壳体两侧的侧翼以及安装在耐压壳体一端的天线；气动浮力调节装置设置在滑翔机耐压壳体内，并包括：

高压气瓶，用于盛装高压气体；

进气导管，与高压气瓶连通，其上设有进气电磁换向阀；

排气导管，其上设有排气电磁换向阀；

活塞腔，内设活塞，活塞将活塞腔分为密封腔和透水腔，密封腔通过进气导管和排气导管与高压气瓶连通，透水腔与耐压壳体外部相通，在透水腔内设有与活塞相抵的压簧；

反馈组件，与系统主控模块连接，根据活塞腔的体积变化控制进气导管或排气导管的导通和关闭。