[实用新型]活塞式水下升降平台浮力调节机构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种水下浮力调节机构，特别涉及到一种活塞式水下升降平台浮力调节机构，属于海洋环境监测领域。

背景技术

以往国、内外海洋环境监测平台系统，在水中的工作方式一般是采用锚系方式将平台主体系留在水中的某一深度处，而通讯浮标搭载在平台主体上；根据预设指令在某一时刻释放通讯浮标，并在水面长期漂浮，由此构成一个水下通讯链，将平台系统监测到的水下环境信息，通过这条通讯链发往外界。但是这种工作方式有它的局限性，它只能进行定点位置的环境监测，监测范围很有限。而且，在水面长期漂浮的浮标由于受海面风浪、潮汐、阳光长期暴晒、不同季节与昼夜温差变化的影响以及人为等因素的影响，很容易受到损坏，平常还需相当的人力和船只进行监守或巡查，维护费用相当可观。

近期专利文献ZL 200620098049.1公开过一种油气囊组合式浮动平台，该实用新型克服了上述存在的不足，由此为海洋环境监测平台的发展另辟了一条崭新的道路；然而，凡事不可能尽善尽美，该实用新型自身同样也存在着不足，譬如：油气囊组合式结构相对复杂、反映速度慢、管路内压力慢泄露问题至今难以完全解决等缺陷，针对这些不足，就此提出了本实用新型。

实用新型内容

本实用新型目的是提出一种活塞式水下升降平台浮力调节机构，能达到调节浮力能力强、工作可靠性高、响应速度快、结构简单、组合紧凑、安装拆卸操作方便等实用效果。

本实用新型是这样实现的：一种活塞式水下升降平台浮力调节机构，包括推力弹簧、活塞、弹性胶膜、连接件、筒体、推杆、螺杆、螺杆驱动机构和定位导轨，外围设备为水下平台和控制系统；其中：浮力调节机构位于水下平台的内部，水下平台的外圆上开有一对以上两两对称的活塞孔，活塞孔为台阶孔，在台阶孔上与外圆相通的孔大于内孔，弹性胶膜用连接件固定连接在台阶孔的台阶端面上，保证活塞孔的水密性；推力弹簧分别套在两个活塞的外圆上对称安装在活塞孔的内孔中，使两个活塞处于接触状态，水下平台的中心轴线在活塞接触面上；螺杆驱动机构位于活塞下方，螺杆驱动机构上的螺杆上套装推杆，推杆两侧固定装有定位导轨，推杆与水下平台的中心轴线重合。

工作方式：控制系统控制螺杆驱动机构的运动、在定位导轨的约束下，使螺杆与推杆形成相对运动，实现旋转运动与直线运动的转换，推杆产生的位移，经推杆与活塞的接触，活塞沿筒体向活塞孔平台外缘移动，由于弹性胶膜与活塞紧密接触，在活塞移动的过程中也推动弹性胶膜的移动，由此形成了密闭的凸起，使得系统体积额外地增加，提高了系统排水量，系统处于上升状态；当螺杆驱动机构反向驱动时，使螺杆与推杆相对运动产生相反方向的位移，此时推杆的位移，给活塞的缩进腾出了空间，并在推力弹簧和深水压力的联合作用下使活塞回到起始位置，此时额外增加的体积消失，系统排水量回到起点，系统处于下降状态；由前述动作的反复结合运用和运行时间的控制，实现了系统漂浮升降功能。

(1)运用原理

本装置运用原理为“螺旋传动原理”，是通过螺杆7与推杆6之间的旋合传递运动和动力，并直接将旋转运动变成直线运动，从中以较小的转矩获取较大的推力。在该推力的作用下实现零件间相互位置的可调性。

对于本系统，事先将该系统的水中质量配置成为小质量系统。理由是采用这种配置，有利于控制，只需用少量的能源，就能很容易地实现对系统工作状态的控制。基于这种配置，在系统质量保持不变的情况下，通过活塞式浮力调节装置中各个活塞2沿筒体5向平台外缘进行有序的伸缩运动，造成平台某一部位体积的改变，从而引起系统浮力发生变化，以此实现平台在水中有目的地升降与漂浮。

系统具备了上述功能，再通过控制系统的有机配合，就可以完成多种形式的工作任务，譬如：某一时刻向平台系统控制中心输入程控指令(浮出水面时，也可以通过卫星接收)，则系统控制中心可根据深度传感器和环境感应器测得的参数，经过内部程序处理，对下潜深度、水下停留时间、上浮时机、水面停留时间、以及数据传输等等工作环节进行控制，实现平台自主升降和定深漂行的全过程智能化控制。

(2)附加体积分析