[发明专利]一种大深度水下机器人用浮力调节装置

说明书

本发明涉及一种大深度水下机器人用浮力调节装置，通过检测密闭腔体内惰性气体的温度与压力的变化来检测浮力调节装置液压油的调节量；通过在内皮囊密封筒内灌注带正压的惰性气体，使得高压柱塞泵入口具有正压，解决了高压柱塞泵自吸能力弱的问题，提高了高压柱塞泵的工作效率。采用双泵组合，向外排油与向内回油采用不同的泵，既节省了系统的能耗，又提高了低压回油时的相应速度。直流电机与高压柱塞泵平行布置，使得结构更加紧凑；高压柱塞泵采用浸油式安装，充分结合其结构特征，实现安装体积的最小化，提高了吸油效率，同时节省了空间。本发明整体笼形框架配合芯轴结构设计，既满足了整体结构的稳定性，又实现了整体结构的轻量化。

技术领域

本发明涉及浮力调节装置，具体地说是一种大深度水下机器人用浮力调节装置。

背景技术

当前各类水下机器人研究当中，AUV(自治水下机器人)，水下滑翔机，多功能浮标等是热点；其研究范围也比较广泛，既包括应用研究，又包括基础研究，从经济型到功能多样型，有军用也有民用的，涵盖了多种类型的无人水下航行器。事实上，上述水下机器人特别适合于水文水体观测、海底搜索、目标探测和识别、环境背景噪声的观测、地形地貌的测绘等，其具有续航能力强、下潜深度大、可进入复杂海洋环境中、不需要庞大的水面支撑、占用甲板面积小和成本低等优点，未来将朝着更深、更远、功能更强大的方向发展。

上述水下机器人在工作时均有一个共同的特点，那就是其自身的重力与其在海水中的浮力相等或接近平衡。然而，海水的密度会随着深度的变化以及海水温度、盐度的不同而发生改变。这就意味着水下机器人在运动过程中，重力和浮力的匹配关系随着环境的不同是动态变化的。对于具有推进装置的水下机器人而言，如果不消除浮力造成的影响，则一直需要推力来平衡该部分剩余浮力，水下机器人的续航能力将大打折扣，严重的情况下会导致水下机器人无法正常下潜到指定深度。对于本身依靠浮力与重力关系作为驱动力的水下机器人而言，高效而可靠的浮力驱动装置是水下机器人的核心组成部分，其优劣直接关系到水下机器人能否下潜到指定深度，是否具备足够的续航能力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大深度水下机器人用的浮力调节装置。该浮力调节装置是通过改变排水体积的方式来调整水下机器人的浮力，结构布局简单紧凑、尺寸重量小、工作安全可靠、浮力调节效率高、浮力调节能力大，最大工作深度高达7000米。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明包括橡胶外皮囊、耐压球壳、阀组固定杆、艏部拉杆、阀块、阀组固定板、浮力驱动装置、内皮囊底盖、橡胶内皮囊、内皮囊密封桶、隔膜泵、电磁开关阀及单向阀，其中橡胶外皮囊开口端与耐压球壳密封连接，所述橡胶内皮囊容置于内皮囊密封桶内,该橡胶内皮囊的开口端密封连接有内皮囊底盖，所述内皮囊底盖与内皮囊密封桶的开口端密封连接，所述耐压球壳与内皮囊底盖之间通过艏部拉杆相连；所述阀组固定板通过阀组固定杆安装于耐压球壳上，该阀组固定板上分别安装有阀块及隔膜泵；所述浮力驱动装置安装于内皮囊底盖上，该浮力驱动装置的吸油口通过柱塞泵吸油口软管与所述橡胶内皮囊内部相连通，所述浮力驱动装置的排油口通过柱塞泵排油钢管与阀块的高压入口连接，所述阀块的高压出口通过排油口钢管与橡胶外皮囊内部相连通，该阀块分别安装有电磁开关阀及单向阀，所述单向阀位于阀块的高压入口与高压出口之间；所述阀块的低压出口通过隔膜泵吸油口软管与隔膜泵的入油口相连，所述电磁开关阀控制橡胶外皮囊内的液压油与阀块的低压出口之间的通断，所述隔膜泵的出油口通过隔膜泵回油口软管与橡胶内皮囊的内部相连通。