[实用新型]水下沉浮系统及具有该系统的水下机器人

说明书

本实用新型提供了一种水下沉浮系统，涉及水下作业技术领域，主要目的是提供一种可靠性较高的水下沉浮系统。该水下沉浮系统，能控制相关设备下降或上浮至水体中的不同高度，包括柔性囊、液压系统和蓄能装置，所述蓄能装置与所述柔性囊通过所述液压系统相连，其中所述柔性囊的至少一侧暴露在外界环境中，所述液压系统能带动流体在所述柔性囊和所述蓄能装置之间移动以改变所述柔性囊的体积。当流体在液压系统和柔性囊之间流动时，柔性囊的体积会受其内部流体含量的多少而产生相应变化，进而改变该装置所受到的浮力大小。当装置所受到的浮力产生变化时，相应的其在水体中的深度也会发生变化。本实用新型还提供了一种具有该设备的水下机器人。

技术领域

本实用新型涉及水下作业技术领域，尤其是涉及一种能够调节设备所处深度的水下沉浮系统具有该系统的水下机器人。

背景技术

水下仿生机器人作为一个水下高技术仪器设备的集成体，在军事、民用、科研等领域体现出广阔的应用前景和巨大的潜在价值。水下仿生机器人是从模仿鱼类游动开始的，从最初利用电机驱动机械系统模仿鱼类尾部的摆动实现推进，发展到现阶段采用新型仿生材料和新型仿生驱动方式实现推进。国内外科研机构研制出的多种水下仿生机器人已经可以模仿水下生物实现如快速启动，转弯等多种运动模式，但是，在推进速度、推进效率等方面难以与生物媲美，机动性和稳定性还存在不足，仿生材料尚未得到有效的运用，使得仿生水下机器人在水中的沉浮、减阻以及耐高压方面还有很大的进步空间，需要科研人员进一步研究优化。

目前水下机器人常用的沉浮装置多通过机械结构改变排水体积的方式来调节机器人受到的浮力，该装置在海水中的可靠性不高，容易出现腐蚀等情况，尤其是在深海环境中。因此，需要研发出一种非机械机构排水的浮力调节装置以增加设备的稳定性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供水下沉浮系统具有该系统的水下机器人，以解决现有技术中存在的水下机器人中的沉浮系统使用时可靠性不高的技术问题。本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供了一种水下沉浮系统，能下降或上浮至水体中的不同高度，包括柔性囊、液压系统和蓄能装置，所述蓄能装置与所述柔性囊通过所述液压系统相连，其中所述柔性囊的至少一侧暴露在外界环境中，所述液压系统能带动流体在所述柔性囊和所述蓄能装置之间移动以改变所述柔性囊的体积。

当流体在液压系统和柔性囊之间流动时，柔性囊的体积会受其内部流体含量的多少而产生相应变化，进而改变该装置所受到的浮力大小。当装置所受到的浮力产生变化时，相应的其在水体中的深度也会发生变化。当需要下潜时，液压系统将柔性囊中的流体输送至蓄能装置内，排水量减少，设备快速下潜；当需要上浮时，液压系统将蓄能装置中的流体输送至柔性囊中，排水量增大，设备快速上浮；当需要悬停在某一深度的水体中时，只需要根据需要关闭液压系统即可。

在上述技术方案中，优选的，所述液压系统包括电机泵和控制阀组，其中所述电机泵为由电机驱动的液压泵，所述控制阀组包括能够调节流体流向的下沉阀组和上浮阀组，以及流向固定的单向控制阀，所述液压泵和所述单向控制阀连通所述柔性囊和所述蓄能装置；

所述下沉阀组包括第一换向阀和第二换向阀，所述上浮阀组包括第三换向阀和第四换向阀。

在上述技术方案中，优选的，所述蓄能装置和所述柔性囊之间存在至少两个支路，包括第一支路和第二支路。

在上述技术方案中，优选的，所述单向控制阀能控制流体由所述柔性囊方向流动至所述蓄能装置方向；

此时所述第一换向阀位于所述液压泵和所述柔性囊之间，所述第二换向阀位于所述液压泵和所述蓄能装置之间，所述第三换向阀和所述第四换向阀分别位于所述第一支路和所述第二支路；