[发明专利]一种应用于水下检测机器人的浮力产生装置

说明书

本发明属于水下作业机器人领域，具体公开了一种应用于水下检测机器人的浮力产生装置，包括薄壁外壳、高压气瓶、压力采集单元与控制单元，所述薄壁外壳呈空心状且其前后两端分别设有前端盖、后端盖，薄壁外壳内侧装设有高压气瓶、薄壁外壳放气电控阀门、高压气瓶放气电控阀门、薄壁外壳放气电控阀门；所述后端盖上设有高压气瓶充气口，高压气瓶充气口与薄壁外壳内的高压气瓶的一端连通，高压气瓶另一端连接高压气瓶放气电控阀门，且高压气瓶放气电控阀门通过第一控制线路电连接控制单元。本发明中的浮力装置可以一直反复利用，不存在吸水率导致的报废问题，适用性更好。

技术领域

本发明涉及水下作业机器人领域，具体为一种应用于水下检测机器人的浮力产生装置。

背景技术

水下机器人已经逐步成为水下检测和作业的主力军，无论在民用、军用、科研领域水下机器人都有着至关重要的作用。而水下机器人的成熟应用离不开其中重要的一环——浮力材料的研制和投入使用。浮力材料是为了平衡潜水器因为设备、结构重量而在潜水器上布置的部件，密度小于海水，一般简称浮力材。现代浮力材料有硬质聚氨酯泡沫和玻璃微珠复合泡沫等。一般而言，浮力材料的抗水压等级，是和其自身密度呈正向比例关系。

上世纪60年代，人们为了能下潜到深海，在深潜器上安装了储油器，其中装满了比水轻的汽油，能在必要的情况下使潜水器浮出水面。“储油器”中的汽油，起到了“浮力材”的作用。

之后出现的各类深潜器普遍采用了“浮力材”，已经放弃了易燃的汽油作为提供浮力的方式。但是相对于汽油，“浮力材”因为变成了固体材料，存在着一定吸水率(常见2％左右)。吸水率的存在意味着产生浮力的损失。而且反复出入水的“加压减压”过程，很容易导致固体浮力材料开裂变为粉末状。

因此一种能替代浮力材的浮力产生装置成为了当前的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用于水下检测机器人的浮力产生装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种应用于水下检测机器人的浮力产生装置，包括薄壁外壳、高压气瓶、压力采集单元与控制单元，所述薄壁外壳呈空心状且其前后两端分别设有前端盖、后端盖，薄壁外壳内侧装设有高压气瓶、薄壁外壳放气电控阀门、高压气瓶放气电控阀门、薄壁外壳放气电控阀门；所述后端盖上设有高压气瓶充气口，高压气瓶充气口与薄壁外壳内的高压气瓶的一端连通，高压气瓶另一端连接高压气瓶放气电控阀门，且高压气瓶放气电控阀门通过第一控制线路电连接控制单元。

优选的，压力采集单元包括外部压力传感器、内部压力传感器，外部压力传感器、内部压力传感器分布于前端盖靠近薄壁外壳的外侧端以及内侧端，外部压力传感器、内部压力传感器通过第二控制线路电连接控制单元。

优选的，薄壁外壳放气电控阀门设于前端盖内侧且其与薄壁外壳上的放气端口连接，薄壁外壳放气电控阀门也通过第二控制线路电连接控制单元。

优选的，控制单元为控制板，控制单元可在水下机器人在下潜时获取外部压力传感器、内部压力传感器检测的外部压力数据以及内部压力平衡数据，控制高压气瓶放气电控阀门打开并释放高压气瓶内的高压气体，填充至薄壁外壳内，直到外部压力传感器和内部压力传感器检测到的压力恒等。

优选的，控制单元可在水下机器人在上升时获取外部压力传感器、内部压力传感器检测的外部压力数据以及内部压力平衡数据并控制薄壁外壳上的放气电控阀门打开，释放薄壁外壳内的高压气体到水中，直到外部压力传感器和内部压力传感器检测到的压力恒等。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、传统前深潜器普遍采用“固体浮力材”(一种低密度、高强度的多孔结构材料)，受材料限制，一般“固体浮力材料”若干次之后就会成粉末状破碎，无法再使用，而本发明中的浮力装置可以一直反复利用，不存在吸水率导致的报废问题。