一种双泵式自动浮力与姿态调节装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种双泵式自动浮力与姿态调节装置，属于水下探测装置技术领域，包括：密封壳体、油箱、电机泵组、浮力调节油囊、两个姿态调节油囊、电动缸及调心重块；浮力调节油囊固定在密封壳体的开口端，两个姿态调节油囊分别固定在密封壳体的两个相对的圆孔中，浮力调节油囊分别通过管路与两个姿态调节油囊的囊体连通；油箱、电机泵组及电动缸固定在密封壳体内部，伸缩杆末端安装有调心重块，通过控制模块控制电动缸伸缩杆的移动来调节调心重块的位置，实现整个装置的俯仰姿态调节；本发明专利技术既能实现传统方式的深度调节，又能对海流帆的俯仰和横滚进行调节，使海流帆在向前运动时能够以水平姿态稳定在水下某一深度。

【技术实现步骤摘要】
一种双泵式自动浮力与姿态调节装置
本专利技术属于水下探测装置
，具体涉及一种双泵式自动浮力与姿态调节装置。
技术介绍
随着人类对海洋资源的重视和海洋开发进程的加快，一系列海洋探测设备应运而生。近年来，水下拖曳系统是一种日益广泛应用于海洋研究、海底资源开发、海洋监测及军事等领域的水下探测装置，它通常由拖曳电缆、拖曳体及收放绞车等组成。拖曳电缆与拖曳体相连，拖曳体上搭载各种探测传感器，通过拖曳缆传输各种指令与信号。拖曳体的深度控制通常在高速拖曳速度下通过拖体内电机驱动舵达到不同的攻角实现，但是当拖体为海流帆时，拖曳速度极低，要求拖曳缆水平处于水下某一深度工作，故通过舵的攻角高速拖曳定深不具备条件。因此，为实现海流帆不同水下深度探测任务的目的，设计一种双泵式自动浮力与姿态调节装置是十分必要的。目前国、内外对浮力调节装置通常应用于无线装备UUV(无人潜航器)及浮标等进行深度调节，调节能力有限，机构复杂，难以满足定深指标要求，且现有的调节装置对水下拖曳系统拖曳缆无法调节，同时亦没有搜索到水下拖曳系统拖曳缆浮力与姿态调节装置文献。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种双泵式自动浮力与姿态调节装置，既能实现传统方式的深度调节，又能对海流帆的俯仰和横滚进行调节，使海流帆在向前运动时能够以水平姿态稳定在水下某一深度，同时在意外情况下通过采用应急抛重机构方式能够实现应急上浮。本专利技术是通过下述技术方案实现的：一种双泵式自动浮力与姿态调节装置，包括：密封壳体、油箱、电机泵组、浮力调节油囊、两个姿态调节油囊、电动缸、调心重块及控制模块；所述油箱为封闭式的容积可变的箱体；所述密封壳体为一端开口、一端封闭的圆柱形壳体，其圆周面加工有两个相对的圆孔；整体连接关系如下：浮力调节油囊固定在密封壳体的开口端，用于实现整个装置的浮力调节，两个姿态调节油囊分别固定在密封壳体的两个相对的圆孔中，用于实现整个装置的翻滚姿态调节，浮力调节油囊分别通过设置有阀门的管路与两个姿态调节油囊的囊体连通；应急抛重机构安装在浮力调节油囊外部，通过抛弃重物的方式实现该装置的应急上浮；油箱固定在密封壳体内部，电机泵组中的一个液压泵用于将油箱中的液压油抽出，并注入到浮力调节油囊的囊体中；另一个液压泵用于将浮力调节油囊的囊体中的液压油抽出，并回流到油箱中；电动缸固定在密封壳体内部，其伸缩杆与密封壳体的轴线平行，伸缩杆末端安装有调心重块，通过控制模块控制电动缸伸缩杆的移动来调节调心重块的位置，实现整个装置的俯仰姿态调节；所述控制模块安装在密封壳体内部，用于控制电机泵组的工作及电动缸伸缩杆的伸缩。进一步的，所述油箱包括：油箱壳体、柔性膜护罩和柔性膜；所述柔性膜的一端为波纹管结构，另一端为球冠结构；所述油箱壳体与柔性膜的波纹管结构端对接形成一个封闭油腔，且油箱壳体上分别设有回油口和出油口，所述回油口上安装有回油过滤器，出油口上安装有出油过滤器；所述柔性膜护罩罩装在柔性膜的外部。进一步的，所述电机泵组包括：上直流电机、上液压泵、下液压泵及下直流电机；上直流电机与上液压泵电性连接；下液压泵与下直流电机电性连接；所述下液压泵用于将油液从油箱中抽出，并注入到浮力调节油囊中，上液压泵用于将油液从浮力调节油囊中抽出，并注入到油箱中。进一步的，所述浮力调节油囊与姿态调节油囊的结构相同，均包括：囊体和安装在囊体外部的保护壳，所述囊体与保护壳的外形一致，且囊体的容积可变。进一步的，所述浮力调节油囊包括：油囊囊体Ⅱ、大内壳体、油囊承压罩Ⅱ及接头体Ⅱ；大内壳体和油囊承压罩Ⅱ对接形成非封闭透水空腔Ⅱ，油囊囊体Ⅱ安装在所述非封闭透水空腔Ⅱ内，大内壳体和油囊承压罩Ⅱ组成油囊囊体Ⅱ的保护壳，接头体Ⅱ穿过大内壳体，并与油囊囊体Ⅱ的内部空腔相通，接头体Ⅱ通过热硫化方式与油囊囊体Ⅱ硫化为一体。进一步的，所述油囊囊体Ⅱ为椭球型。进一步的，所述应急抛重机构包括：弹簧、推杆、线绳、刀片、连接索环及重块；所述推杆为一端具有轴肩的杆件；所述浮力调节油囊的保护壳外部延伸出圆筒结构，圆筒结构的内圆周面加工有环形凸台；所述推杆安装在圆筒结构内部，其轴肩所在端位于浮力调节油囊的囊体与保护壳外部圆筒结构的环形凸台之间的空腔中，另一端穿过该环形凸台，且该端末端固定有限位凸台，限位凸台上固定有刀片，推杆能够在所述环形凸台内沿其轴线移动；弹簧套装在推杆上，且其一端抵触在推杆的轴肩上，另一端抵触在油囊承压罩Ⅱ的环形凸台的一端；当弹簧带动推杆向浮力调节油囊方向运动时，推杆上的限位凸台抵触在油囊承压罩Ⅱ的环形凸台的另一端，实现对推杆的轴向限位；重块通过线绳安装在油囊承压罩Ⅱ外部，所述线绳的一端固定在圆筒结构的端部，另一端通过连接索环与重块连接，当浮力调节油囊的囊体内充油，推动推杆沿其轴向向线绳移动时，推杆上的刀片能够割断线绳。进一步的，在浮力调节油囊与上液压泵之间的油管上安装开关电磁阀Ⅳ，用于控制浮力调节油囊出油的通断；在浮力调节油囊与下液压泵之间的油管上安装开关电磁阀Ⅲ，用于控制浮力调节油囊进油的通断；在浮力调节油囊与油箱之间的油管上安装溢流阀，当给浮力调节油囊的充油压力超过设定值时，溢流阀开启泄压，油液回油到油箱。进一步的，还包括检测组件，它包括：压力传感器Ⅰ、压力传感器Ⅱ、流量计及液压计；所述压力传感器Ⅰ安装在密封壳体的内部端面上，用于测量密封壳体外部的水压；所述压力传感器Ⅱ安装在与浮力调节油囊连接的油管上，用于测量浮力调节油囊的囊体内的压力；所述流量计安装在与浮力调节油囊连接的油管上，用于测量浮力调节油囊的进油和出油的油量；所述液压计安装在油箱上，用于测量油箱内的油压；所述检测组件将测量得到的密封壳体外部的水压、浮力调节油囊的囊体内的压力、浮力调节油囊的进油和出油的油量及油箱内的油压分别发送给控制模块。有益效果：(1)本专利技术通过液压泵向大油囊注油和抽油，使整个装置的浮力增大及减小，实现海流帆的上升和下沉；又通过向左小油囊和右小油囊注油和抽油实现海流帆的横滚调整；通过电动缸伸缩杆的往复运动，带动调心重块前移及后退，实现海流帆的俯仰姿态调整；在意外情况下，如海流帆内某钢管进水，使得海流帆的水中重量大于浮力时，通过继续向大油囊注油，油囊膨胀推动推杆前移，推杆末端的刀片割断线绳，使得与其相连的重块在重力的作用下从线绳断处脱离，与从海流帆脱落，实现海流帆的应急上浮。(2)本专利技术的左小油囊、右小油囊和大油囊外形均为椭球型，安装在与其外形近似的保护壳内，抽油时吸瘪的囊体紧贴在保护壳内，使抽油更充分，避免抽油死区，注油时油囊最大体积控制在保护壳的固定容腔内，避免充爆。(3)本专利技术的油箱为闭式油箱，利用油箱柔性膜变形实现液压泵顺利抽油和吸油，确保浮力调节装置水下各种姿态，油箱内抽油无死区。(4)该装置结构简单，价格低廉，集成程度高，便于操控，满足了拖曳系统调节要求，同时也可推广应用到浮标、UUV等其它水下设备中，具有很广的应用前景，既能够实现水下设备姿态的调整，也能够实现意外情况浮力损失较大时，设备应急上浮。附图说明图1是本专利技术的结构总体图；图2是本专利技术的油箱的剖面结构示意图；图3是本专利技术的电机泵组的结构示意图；图4是本专利技术的阀组的结构示意图；图5是本专利技术的大油囊及左、右小油囊的剖面结构示意图；图6是图5中的A-A截面局部放大示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双泵式自动浮力与姿态调节装置，其特征在于，包括：密封壳体(1)、油箱(3)、电机泵组(4)、浮力调节油囊、两个姿态调节油囊、电动缸(14)、调心重块(15)及控制模块(17)；所述油箱(3)为封闭式的容积可变的箱体；所述密封壳体(1)为一端开口、一端封闭的圆柱形壳体，其圆周面加工有两个相对的圆孔；整体连接关系如下：浮力调节油囊固定在密封壳体(1)的开口端，用于实现整个装置的浮力调节，两个姿态调节油囊分别固定在密封壳体(1)的两个相对的圆孔中，用于实现整个装置的翻滚姿态调节，浮力调节油囊分别通过设置有阀门的管路与两个姿态调节油囊的囊体连通；应急抛重机构(10)安装在浮力调节油囊外部，通过抛弃重物的方式实现该装置的应急上浮；油箱(3)固定在密封壳体(1)内部，电机泵组(4)中的一个液压泵用于将油箱(3)中的液压油抽出，并注入到浮力调节油囊的囊体中；另一个液压泵用于将浮力调节油囊的囊体中的液压油抽出，并回流到油箱(3)中；电动缸(14)固定在密封壳体(1)内部，其伸缩杆与密封壳体(1)的轴线平行，伸缩杆末端安装有调心重块(15)，通过控制模块(17)控制电动缸(14)伸缩杆的移动来调节调心重块(15)的位置，实现整个装置的俯仰姿态调节；所述控制模块(17)安装在密封壳体(1)内部，用于控制电机泵组(4)的工作及电动缸(14)伸缩杆的伸缩。...

【技术特征摘要】
1.一种双泵式自动浮力与姿态调节装置，其特征在于，包括：密封壳体(1)、油箱(3)、电机泵组(4)、浮力调节油囊、两个姿态调节油囊、电动缸(14)、调心重块(15)及控制模块(17)；所述油箱(3)为封闭式的容积可变的箱体；所述密封壳体(1)为一端开口、一端封闭的圆柱形壳体，其圆周面加工有两个相对的圆孔；整体连接关系如下：浮力调节油囊固定在密封壳体(1)的开口端，用于实现整个装置的浮力调节，两个姿态调节油囊分别固定在密封壳体(1)的两个相对的圆孔中，用于实现整个装置的翻滚姿态调节，浮力调节油囊分别通过设置有阀门的管路与两个姿态调节油囊的囊体连通；应急抛重机构(10)安装在浮力调节油囊外部，通过抛弃重物的方式实现该装置的应急上浮；油箱(3)固定在密封壳体(1)内部，电机泵组(4)中的一个液压泵用于将油箱(3)中的液压油抽出，并注入到浮力调节油囊的囊体中；另一个液压泵用于将浮力调节油囊的囊体中的液压油抽出，并回流到油箱(3)中；电动缸(14)固定在密封壳体(1)内部，其伸缩杆与密封壳体(1)的轴线平行，伸缩杆末端安装有调心重块(15)，通过控制模块(17)控制电动缸(14)伸缩杆的移动来调节调心重块(15)的位置，实现整个装置的俯仰姿态调节；所述控制模块(17)安装在密封壳体(1)内部，用于控制电机泵组(4)的工作及电动缸(14)伸缩杆的伸缩。2.如权利要求1所述的一种双泵式自动浮力与姿态调节装置，其特征在于，所述油箱(3)包括：油箱壳体(18)、柔性膜护罩(22)和柔性膜(23)；所述柔性膜(23)的一端为波纹管结构，另一端为球冠结构；所述油箱壳体(18)与柔性膜(23)的波纹管结构端对接形成一个封闭油腔，且油箱壳体(18)上分别设有回油口和出油口，所述回油口上安装有回油过滤器(21)，出油口上安装有出油过滤器(24)；所述柔性膜护罩(22)罩装在柔性膜(23)的外部。3.如权利要求1所述的一种双泵式自动浮力与姿态调节装置，其特征在于，所述电机泵组(4)包括：上直流电机(25)、上液压泵(26)、下液压泵(27)及下直流电机(29)；上直流电机(25)与上液压泵(26)电性连接；下液压泵(27)与下直流电机(29)电性连接；所述下液压泵(27)用于将油液从油箱(3)中抽出，并注入到浮力调节油囊中，上液压泵(26)用于将油液从浮力调节油囊中抽出，并注入到油箱(3)中。4.如权利要求1所述的一种双泵式自动浮力与姿态调节装置，其特征在于，所述浮力调节油囊与姿态调节油囊的结构相同，均包括：囊体和安装在囊体外部的保护壳，所述囊体与保护壳的外形一致，且囊体的容积可变。5.如权利要求4所述的一种双泵式自动浮力与姿态调节装置，其特征在于，所述浮力调节油囊包括：油囊囊体Ⅱ(42)、大内壳体(45)、油囊承压罩Ⅱ(44)及接头体Ⅱ(43)；大内壳体(45)和油囊承压罩Ⅱ(44)对接形成非封闭透水空腔Ⅱ，油囊囊体Ⅱ(42)安装在所述非封闭透水空腔Ⅱ...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘金标，牟伟，唐宗勇，高频，赵卓，贺平，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一零研究所，
类型：发明
国别省市：湖北,42