一种跨界面海洋航行器的大变量浮力调节系统技术方案

本发明专利技术属于海洋无人航行器技术领域，具体公开了一种跨界面海洋航行器的大变量浮力调节系统，该系统包括舱体、舱体盖板、液体压载装置、气体压载装置和控制器模块；本发明专利技术的浮力调节系统可以通过控制器模块对液体压载装置的给水排水过程以及气体压载装置的排气充气过程进行控制，从而实现航行器的下潜和上浮。本发明专利技术为二级浮力调节系统，结合了液体压载和气体压载两种方式，与现有技术中的压载方案相比，本发明专利技术的浮力调节系统具有更大的给排水体积，改变航行器自重浮力的范围更广，进水排水的方式更为灵活，能够使无人航行器具有更快的下潜和上浮速度，并且具有一定的容错性能。

【技术实现步骤摘要】
一种跨界面海洋航行器的大变量浮力调节系统
本专利技术涉及海洋无人航行器
，具体涉及一种跨界面海洋航行器的大变量浮力调节系统。
技术介绍
随着人类对海洋探索的深入，对于能够替代人类在危险场景中同时开展水面和水下作业的海洋无人运载器也越来越受到重视。作为进行水面、水下航态切换的核心装置，航行器的浮力调节系统在航行器的作业中扮演了至关重要的角色。目前应用于海洋航行器的浮力调节系统的调节方式大致分为改变自身重力和改变排水体积这两类，但有着如下的缺点：第一、现有的应用于水面水下航行器的浮力调节系统多采用单一的液体压载方式，即通过将海水压入或排出压载舱改变自身重力从而达到上浮和下潜的目的。但此种方法所能改变的重浮力范围受到压载舱大小的限制。第二、虽然也有利用液压油加油囊的方式，通过充入或排出油囊内的液压油，改变航行器排水体积，进而达到浮力调节的目的。但此种方法浮力调节范围能力有限，只适用于小型轻质航行器的浮力调节，对于体积稍大的航行器无能为力。第三、现有的浮力调节系统大多都是单独装配上述装置中的一种，一旦发生故障，无法本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种跨界面海洋航行器的大变量浮力调节系统，包括舱体，舱体盖板，其特征在于，舱体中设置有液体压载装置、气体压载装置和控制器模块；所述控制器模块与液体压载装置连接，用于控制液体压载装置的进水与排水；所述控制器模块与气体压载装置连接，用于控制气体压载装置的进气与排气；所述舱体外部设置有第一压力传感器。/n

【技术特征摘要】
1.一种跨界面海洋航行器的大变量浮力调节系统，包括舱体，舱体盖板，其特征在于，舱体中设置有液体压载装置、气体压载装置和控制器模块；所述控制器模块与液体压载装置连接，用于控制液体压载装置的进水与排水；所述控制器模块与气体压载装置连接，用于控制气体压载装置的进气与排气；所述舱体外部设置有第一压力传感器。


2.根据权利要求1所述的大变量浮力调节系统，其特征在于，所述气体压载装置包括高压储气罐、气泵、第二电机、第一气囊、第二气囊、第二常断式电磁阀；所述高压储气罐的气体出口通过管道与气泵的气体进口连通；气泵的气体出口通过管道分别与第一气囊的气体进口、第二气囊的气体进口连接；第一气囊的气体出口与第二气囊的气体出口通过管道均与第二常断式电磁阀的进口连通；第二常断式电磁阀的出口通过管道与外界环境连通；第二电机与气泵连接，用于为气泵提供动力。


3.根据权利要求2所述的大变量浮力调节系统，其特征在于，所述液体压载装置包括液体压载舱、海水泵、第一电机；所述海水泵通过管道与液体压载舱底部的进出水口连通，用于控制液体压载舱内海水的流入与排出；第一电机与海水泵连接，用于为海水泵提供动力。


4.根据权利要求3所述的大变量浮力调节系统，其特征在于，所述气体压载装置还包括第一常断式电磁阀、第五电磁阀、第一单向阀、第六电磁阀；所述第一常断式电磁阀设置在高压储气罐与气泵之间；所述第五电磁阀设置在气泵与第一气囊之间；所述第六电磁阀设置在气泵与第二气囊之间；所述第一单向阀的进口通过管道与第二常断式电磁阀的出口连通；所述气泵为单向变排量气泵。


5.根据权利要求4所述的大变量浮力调节系统，其特征在于，所述液体压载装置还包括：第一节流阀、第一常开式电磁阀、电磁阀组、第二节流阀、过滤器；所述第一节流阀的进口通过管道与液体压载舱底部的进出口连通；所述第一节流阀的出口通过管道依次与第一常开式电磁阀、电磁阀组、第二节流阀、过滤器连通；过滤器通过管道与设置在舱体底部的水密通孔连通；所述电磁阀组由四个电磁阀组成，分别为第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀，其中，第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀与第四电磁阀通过管道依次连通，第四电磁阀与第一电磁阀通过管道连通；第一常开式电磁阀通过管道与第一电磁阀和第二电磁阀之间的管道连通；第二节流阀通过管道与第三电磁阀和第四电磁阀之间的管道连通；所述海水泵为单向变排量海水泵；单向变排量海水泵的进水口通过进水管道与第一电磁阀和第四电磁阀之间的管道连通；单向变排量海水泵的出水口通过出水管道与第二电磁阀和第三电磁阀之间的管道连通；在单向变排量海水泵的进水管道与出水管道之间设置有压力平衡阀。


6.根据权利要求5所述的大变量浮力调节系统，其特征在于，所述液体压载装置还包括泄压模块；所述泄压模块包括气压计和与气压计通过管道依次连通的第三常断式电磁阀、第一溢流阀、第二单向阀；所述气压计通过排气管道与液体压载舱的顶部连通；所述第二单向阀通过管道与舱体外部连通。


7.根据权利要求6所述的大变量浮力调节系统，其特征在于，所述液体压载装置还包括加压模块；所述加压模块包括第四常断式电磁阀、第三单向阀；所述第四常断式电磁阀的进口通过管道与单向变排量气泵的出口连通，所述第四常断式电磁阀的出口通过管道与第三单向阀的进口连通；所述第三单向阀的出口通过管道与...

【专利技术属性】
技术研发人员：周卫祥，吴乃龙，王曰英，路楠，成敏，
申请(专利权)人：王曰英，
类型：发明
国别省市：上海;31