[实用新型]水下机器人用被动排油式浮力调节装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及水下机器人浮力调节设备，具体地说是一种水下机器人用被动排油式浮力调节装置。

背景技术

水下机器人作为一种水下测量、工作平台，是人类探索海洋最重要的手段，已经广泛应用在海洋科学研究、海洋工程、海洋资源勘探、救援打捞、海底探测、海洋生物研究与追踪等领域。通常水下机器人在作业工程中要保护稳定的浮力状态，如中性浮力状态，以保证正常稳定的工作状态。然而，海水密度会随着深度变化而发生变化，水下机器人的浮力状态也会随之变化，进而影响水下机器人的运动状态。水下机器人通常都由固体材料组成，比海水更加难以压缩，由于水下机器人与海水压缩率的不匹配，造成水下机器人的驱动浮力不断减小，使其在运行过程中需要额外消耗能源来克服海水密度变化的影响。因此，研究模块化、结构紧凑、稳定可靠的水下机器人用浮力调节装置，对提高水下机器人整体性能具有重要作用。

实用新型内容

为了解决水下机器人因浮力状态不稳定而导致整体性能受影响和浮力调节装置功耗较大的问题，本实用新型的目的在于提供一种水下机器人用被动排油式浮力调节装置。该被动排油式浮力调节装置结构简单、工作可靠、高效率、回油无动力，水下机器人需要下潜时，被动排油式浮力调节装置利用外界的压力将液压油压回内皮囊，进而实现无动力回油的目的；该被动排油式浮力调节装置通过调节水下机器人的排水体积实现对水下机器人浮力状态的调节。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

本实用新型包括外皮囊、与水下机器人筒体密封连接的艏部端盖及分别安装在水下机器人筒体内的内皮囊端盖、内皮囊套筒、带压力补偿的节流阀、截止式电磁阀、单向高压柱塞泵、减速齿轮、动力源、内皮囊和单向阀，其中外皮囊安装在艏部端盖上、位于水下机器人外部，所述内皮囊容置于由内皮囊端盖及内皮囊套筒连接而形成的空间内，该内皮囊与所述外皮囊之间并联有抽油管路及回油管路，所述抽油管路及回油管路均与外皮囊及内皮囊相连通；所述抽油管路上设有由动力源驱动的单向高压柱塞泵及只能向外皮囊流动的单向阀，所述回油管路上设有带压力补偿的节流阀和截止式电磁阀；所述内皮囊中的液压油通过单向高压柱塞泵抽出，并经所述单向阀向外皮囊中充油，进而增加水下机器人的浮力；所述外皮囊中的液压油通过截止式电磁阀及带压力补偿的节流阀回流至内皮囊中，进而减小水下机器人的浮力；

其中：所述外皮囊内的液压油由外界水下压力作用通过截止式电磁阀及带压力补偿的节流阀回流至内皮囊，该液压油的流量通过所述带压力补偿的节流阀被动控制；所述水下机器人舱内抽设定真空度，实现水面回油；

所述内皮囊端盖上设有液压阀块，所述带压力补偿的节流阀及截止式电磁阀分别安装在该液压阀块上、且串联连接；所述单向阀与单向高压柱塞泵相连接；

所述液压阀块上分别安装有第一调向弯头、第一接头及第二调向弯头，所述单向高压柱塞泵上分别安装有三通及第二接头，该第一调向弯头的一端固接在液压阀块上、另一端通过液压管路与所述外皮囊相连通，所述第一接头的一端固接在液压阀块上、另一端通过管路与所述第二接头的一端相连通，该第二接头的另一端经所述单向阀与所述单向高压柱塞泵相连通，所述第二调向弯头的一端固接在液压阀块上、另一端通过管路与所述三通的一个接口相连通，该三通的第二个接口通过管路与所述内皮囊相连通，所述三通的第三个接口与单向高压柱塞泵相连通；

所述抽油管路为内皮囊中的液压油经三通至单向高压柱塞泵，再依次经单向阀、第二接头、第一接头、第一调向弯头、液压管路流至外皮囊；所述回油管路为外皮囊中的液压油经液压管路、第一调向弯头至液压阀块，再依次经截止式电磁阀、带压力补偿的节流阀、第二调向弯头、三通流至内皮囊；

所述内皮囊端盖上设有减速齿轮，所述动力源安装在该减速齿轮上，并通过所述减速齿轮的传动驱动所述单向高压柱塞泵旋转；所述减速齿轮与单向高压柱塞泵之间通过联轴器相连，该联轴器的外围设有安装在单向高压柱塞泵与减速齿轮之间的联轴器钟罩；

所述内皮囊端盖及内皮囊套筒形成的空间内容置有内皮囊活塞，该内皮囊活塞与所述内皮囊连动、随内皮囊直线往复运动；所述内皮囊活塞上安装有直线电位计。

本实用新型的优点与积极效果为：

1.本实用新型运行过程几乎可以保持恒定的净浮力，与传统的水下机器人用浮力调节系统相比，本实用新型主动充油过程功耗低、效率高，被动回油过程基本无能量消耗，节省水下机器人的能源，整套装置可以在不同深度下正常工作。