[发明专利]一种纵倾浮力调节装置

说明书

本发明公开了一种纵倾浮力调节装置，属于水下航行器结构设计技术领域，装置包括安装在封闭油箱内的油泵机组和弹簧活塞低压补偿器以及安装在设备电气承压舱内的电气控制器、油缸控制液压阀组、双作用海水活塞缸和海水配流分配阀组，纵倾浮力调节装置安装在航行器的舱外置入海水中或承压的舱室内；航行器下水时，油泵机组通过油缸控制液压阀组驱动双作用海水活塞缸，再通过海水配流分配阀组将海水注入承压水舱，或将承压水舱的海水排除到舱外，实现航行器的浮力调节；当纵倾浮力调节装置连接航行器的艉承压水舱和艏承压水舱时，纵倾浮力调节装置将海水在艉承压水舱和艏承压水舱之间或舷外进行调配，从而实现航行器纵倾的调节。

技术领域

本发明水下航行器结构设计技术领域，具体涉及一种水下航行器纵倾浮力调节装置。

背景技术

水下航行器和机器人的下潜和上浮需要设置其浮力(重量)调节的系统或装置，对于潜深较大的水下航行器和机器人，由于采用压缩空气驱动改变航行器的体积来实现浮力调节，随着下潜深度的增加变得越来越不现实，因而，大多采用承压的承压水舱，通过改变水舱内海水的重量实现其浮力的调节，以实现下潜和上浮。目前，较大型的水下航行器普遍采用有源海水泵系统进行海水吸、排来改变水舱内海水的重量，实现浮力调节，但由于有源海水泵系统中的电气控制元器件不能暴露在海水中，且普通的海水泵其壳腔必须有泄水口等原因，因而不能集中放置于舱内或舱外，现有浮力调节系统均采用分散的结构，通过管路和电缆连接，不利于模块化设计。其海水系统未采用负载反馈，其输送的流量会随着航行器下潜深度的变化而改变，且不能根据需要进行流量的控制，不利于浮力的可控、稳定的调节。其浮力调节也未考虑超过航行器设定下潜深度，以及舱内进水超压情况下的应急排水功能，降低了航行器或机器人水下的安全性。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种纵倾浮力调节装置，采用模块化设计后能够集中放置于航行器的舱内或舱外，能够根据需要进行流量的控制，有利于浮力的可控、稳定的调节，同时能够确保航行器在大深度下运行的安全性。

一种纵倾浮力调节装置，包括封闭油箱、油泵机组、弹簧活塞低压补偿器、穿舱管件、设备电气承压舱、电气控制器、油缸控制液压阀组、双作用海水活塞缸和海水配流分配阀组；

所述封闭油箱和设备电气承压舱通过螺栓连接成一个整体，封闭油箱内部安装有油泵机组和弹簧活塞低压补偿器；所述设备电气承压舱内部安装电气控制器、油缸控制液压阀组、双作用海水活塞缸和海水配流分配阀组，所述电气控制器通过动力电缆水密接插件、通讯电缆水密接插件与航行器的控制器连接；所述纵倾浮力调节装置安装在航行器的舱外置入海水中或承压的舱室内；航行器下水时，油泵机组自动启动，通过油缸控制液压阀组驱动双作用海水活塞缸，再通过海水配流分配阀组将海水注入承压水舱，或将承压水舱的海水排除到舱外，实现航行器的浮力调节；当纵倾浮力调节装置通过外接海水穿舱管件连接航行器的艉承压水舱和艏承压水舱时，通过纵倾浮力调节装置将海水在艉承压水舱和艏承压水舱之间或舷外进行调配，从而实现航行器纵倾的调节。

进一步地，所述纵倾浮力调节装置直接安装在模块化浮力调节水舱内部，采用水舱动力电缆水密接插件，水舱通讯电缆水密接插件与航行器的控制器连接，通过水舱舷外穿舱管件以及海水滤器实现浮力的调节；航行器艏、艉分别布置一个模块化浮力调节水舱，在实现浮力调节的同时实现航行器纵倾的调节。

进一步地，所述弹簧活塞低压补偿器包括本体、活塞、弹簧和接近开关；所述本体为圆柱形空腔结构，活塞安装在本体内部将空腔分隔成弹簧腔和油腔，弹簧腔内安装弹簧，本体的两端开口，弹簧腔一端对应的开口为弹簧腔外通接口、油腔一端对应的开口为油腔通油箱接口，接近开关安装在油腔通油箱接口一端的本体上。