[发明专利]一种外油囊式水下滑翔机浮力调节装置

说明书

本发明涉及一种外油囊式水下滑翔机浮力调节装置，该装置由液压缸舱段、油路块舱段和外油囊组成，液压缸舱段包括油箱桶、活塞、内油箱和油箱前端盖，通过液压系统的控制，驱动油箱桶内活塞的运动，控制外油囊排水体积，实现浮力调节，外油囊为异型，可以减小航行器在水中运动时的阻力。

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。

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，利用外油囊排水体积的变化来有效的调节航行器的浮力，同时尽量减小在水下运动时的阻力，且整个装置占用安装空间较小。

技术方案

一种外油囊式水下滑翔机浮力调节装置，其特征在于包括液压缸舱段、油路块舱段和外油囊，所述的液压缸舱段包括油箱桶、活塞、内油箱和油箱前端盖，所述的油箱桶内部有活塞，活塞与液压桶内壁紧密贴合，贴合处采取密封措施，防止液压油的泄露，活塞可以自由移动；油箱桶的一端安装油箱前端盖，另一端安装对活塞进行限位的沉头螺钉；活塞与油箱前端盖之间形成内油箱，内油箱中充满液压油；油箱前端盖上开有油口，油口与内油箱相通，油口的另一面与主体阀块的油口相通；所述的油路块舱段包括耐压壳体、主体阀块、二位二通电磁阀、单向阀、柱塞泵、齿轮泵和溢流阀，二位二通电磁阀、单向阀、柱塞泵、齿轮泵和溢流阀安装在主体阀块上，主体阀块内部开有油路，主体阀块安装在油箱前端盖上，主体阀块的一端面开有油口，油口与油箱前端盖的油口相通，主体阀块的另一端面开有两个油口，连接两根油管，油管的另一端连接尾部端盖，尾部端盖另一端面安装外油囊，所述的溢流阀防止内部油路压力过高，所述的尾部端盖安装有深度传感器，用于测量航行器在水下的深度。

一种由外油囊式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：控制液压系统液压阀的启闭，使内油箱出油，外油囊进油，液压油从内油箱流向外油囊，活塞向靠近油箱前端盖的方向移动，外油囊的体积变大，排水体积便增加，航行器所受的浮力便增大，便实现航行器的上浮；上浮时的液压回路，二位二通电磁阀断电，处于关闭状态，液压油无法流通，液压油从内油箱通过主体阀块的内部油路流经齿轮泵，经齿轮泵进行增压后，然后流经柱塞泵，流经单向阀，最终通过油管流到外油囊；外油囊体积变大，航行器所受浮力随之变大，便实现上浮功能。

一种由外油囊式水下滑翔机浮力调节装置实现的下沉调节方法，其特征在于：控制液压系统液压阀的启闭，使内油箱进油，外油囊出油，液压油从外油囊流向内油箱，活塞向远离油箱前端盖的方向移动，外油囊的体积减小，排水体积便减少，航行器所受的浮力便减小，便实现航行器的下沉；下沉的液压回路，二位二通电磁阀通电，处于开启状态，液压油可以流通，由于水可以对外油囊产生一定的压力，在回油过程中，可以直接利用齿轮泵进行回油，液压油从外油囊通过油管流经二位二通电磁阀，齿轮泵反转，反向吸油，液压油最终通过主体阀块的内部油路流到内油箱；油囊体积变小，航行器所受浮力随之减小，便实现下沉功能。

有益效果

本发明提出的一种外油囊式水下滑翔机浮力调节装置，有益效果如下：

1.通过控制液压油的流向，改变外油囊内液压油的体积，外油囊的排水体积便改变，航行器所受的浮力大小便改变，外油囊为异型，可以有效较少运动时所受的阻力，且外油囊的形状可以有效地随着液压油的多少而改变，浮力调节更加高效。