[发明专利]一种水下滑翔机浮力调节装置

说明书

本发明涉及一种水下滑翔机浮力调节装置，该装置由液压缸舱段和油路块舱段组成，在不同的情况下，液压系统具有三种不同的工作模式。通过液压系统的控制，驱动液压缸舱段活塞主体的运动，控制排水体积，实现浮力调节；液压缸与油箱集于液压缸舱段，结构紧凑，节省安装空间。

技术领域

本发明属于航海技术领域，涉及一种浮力调节装置，具体为一种安装空间紧凑的水下滑翔机浮力调节装置。

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下潜和上浮，不需要外加其他的动力装置，节省能源，造价更低，续航时间更长，在海洋环境监测和海底资源勘探方面有着广泛的应用场景。

随着海洋探索的深入，对水下滑翔机的要求越来越高，要求更高的续航能力和更深的下潜深度。浮力调节系统是滑翔机的主要动力部件，能耗比例较高，合理降低浮力调节系统的能耗可以提高续航能力。

目前很多已有的水下滑翔机下沉和上浮过程全都依靠液压系统液压泵的工作，整个过程液压泵持续工作，占用了很大一部分能耗，不利于提高航行器的续航能力。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种水下滑翔机浮力调节装置，所占安装空间较小，且在调节浮力时，可以利用水压进行调节，节省浮力调节系统的能耗。

技术方案

一种水下滑翔机浮力调节装置，其特征在于包括液压缸舱段和油路块舱段，所述的液压缸舱段包括液压缸外筒、浸水腔、左活塞主体、左油腔、活塞杆、油路块安装筒油口、右油腔和右活塞主体，液压缸外筒为回转体，左活塞主体和右活塞主体安装在活塞杆的两端，实现两个活塞主体的同步运动，左活塞主体把液压缸舱段左半部分分隔成浸水腔和左油腔两部分，浸水腔与海水相通，其中浸满水，左油腔浸满液压油，液压缸外筒开有油路块安装筒油口，油路块安装筒油口分别与左油腔和右油腔相通，通过液压系统控制两个油腔中液压油的流入和流出，驱动活塞主体的运动；所述的油路块舱段包括油路块安装筒、侧边封盖、二位三通电磁阀、二位二通电磁阀I、油路块、二位二通电磁阀II、触碰开关、齿轮泵、激光测距传感器、单向阀和电机，二位二通电磁阀、二位二通电磁阀I、二位二通电磁阀II、齿轮泵、单向阀和电机安装在油路块上；激光测距传感器用来测量活塞主体与传感器的距离，计算航行器所受浮力的大小；触碰开关用来限制右活塞主体运动的极限位置，所述的电机通过联轴器与齿轮泵的轴连接在一起，电机的转动带动齿轮泵的转动；侧边封盖位于油路块安装筒上，二位三通电磁阀、二位二通电磁阀I、油路块、二位二通电磁阀II、触碰开关、齿轮泵、激光测距传感器、单向阀和电机位于油路块安装筒内；油路块安装筒油口通过无缝钢管与油路块舱段的侧边封盖的油口相通。

一种水下滑翔机浮力调节装置实现的上浮调节方法，其特征在于：航行器上浮的情况下，控制液压系统液压阀的启闭，使左油腔成为进油腔，右油腔成为出油腔，液压油从右油腔流向左油腔，左活塞主体和右活塞主体便向远离油路块舱段的方向移动，浸水腔容积便减小，排水体积增大，航行器浮力增大，当航行器的浮力大于重力时，航行器便上浮；这种情况下的液压回路，二位三通电磁阀、二位二通电磁阀I断电，都处于左位状态，二位二通电磁阀II得电，处于右位状态，二位二通电磁阀I所在的回路液压油无法流通，液压油从右油腔通过无缝钢管流经二位二通电磁阀II，流入齿轮泵的进油口，液压油从齿轮泵的出油口流出，流经单向阀、二位三通电磁阀，最终通过无缝钢管流到左油腔。