【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及潜水器无动力下潜，尤其是一种对潜水器下潜速度无动力周期性调节装置及操作方法。
技术介绍
1、在深海探测过程中，潜水器携带某样品溶液下潜。为了避免长达数小时的漫长下潜过程中，因为下潜速度稳定，导致样品溶液沉，需要对下潜速度进行持续性改变。
2、现有技术中通常采用深海电机以驱动外形间歇改变或者持续性注排水改变浮力最终实现下潜速度的调整。对于漫长的深海下潜过程，现有的方案都需要消耗较大能源，并且需要配备电源、驱动电机以及控制器等多个系统，增加了机构的复杂度，难以满足低成本、大批量生产的需求。此外，传统的驱动电机、电源等均具有适应的海水深度，为了实现单一型号，只能采用最大耐压深度的产品，造成设备的耐压裕度过大，引发过度设计和成本的浪费。急需一种结构简单、成本低廉、无需能源和驱动机构，还能适用于全海深的潜水器下潜速度周期性调节装置及方法。
技术实现思路
1、本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种对潜水器下潜速度无动力周期性调节装置及操作方法，从而无需动力能源即可完成下潜速度的周期性调节工作，节约成本，合理利用资源。
2、本专利技术所采用的技术方案如下：
3、一种对潜水器下潜速度无动力周期性调节装置，包括外壳组件，所述外壳组件的内部安装有支撑组件和滑动组件，外壳组件的外部为潜器负载；
4、外壳组件的结构为：包括薄壁的圆筒，所述圆筒的顶面设置有半球头壳，圆筒的底部设置有喇叭状底壳；
5、支撑组件的结构为：包括支撑杆
6、滑动组件的结构为：包括柔性盘、强磁铁片和滑动环，滑动环套在支撑轴外部，同时滑动环的底部与弹簧顶端固定，滑动环的外部安装有柔性盘，柔性盘下方四周均匀粘贴有多个强磁铁片。
7、其进一步技术方案在于：
8、所述外壳组件的外形结构与潜器负载的内部结构匹配。
9、所述圆筒上方在圆周方向均匀分布有多个圆形流水孔。
10、所述圆形流水孔的直径为圆筒内壁直径的五分之一。
11、所述半球头壳为半球壳状，半球头壳下方开口边沿连接在圆筒上端面，喇叭状底壳上方小口边沿与圆筒下端面连接。
12、所述磁力屏蔽筒为薄壳筒，由铁基、耐腐蚀材料组成。
13、所述磁力屏蔽筒的内径大于弹簧和滑动环的外径。
14、所述滑动环由强磁性材料制成。
15、所述柔性盘为中心带圆孔的圆饼状圆盘，由耐磨、耐压橡胶制成。
16、一种对潜水器下潜速度无动力周期性调节装置的操作方法，包括如下操作过程：
17、s1：初始状态，
18、当潜器从母船抛下入水后，滑动组件在自身负浮力的作用下自然压在弹簧上，滑动环大部分插入到磁力屏蔽筒内，导致对柔性盘下方的强磁铁磁吸力消失，柔性盘在强磁铁负浮力作用下导致其向下弯曲，处于半闭合状态，在潜器负浮力的作用下，整个潜器开始下潜；
19、s2：定速下潜阶段，
20、随着下潜速度的增加，水流对外壳组件下方的水压力逐渐增加，喇叭状底壳汇聚水流增加中心圆筒内的水压，圆筒内的水流推动柔性盘展开，并堵塞流道，水流无法从下方高压区流入上方低压区，导致下潜阻力系数较大，柔性盘四周挤压圆筒内壁，产生的摩擦力削弱部分水流力，再加上弹簧的拉力，导致柔性盘以低速度上移，在柔性盘上移到流水孔位置前，流道始终处于阻塞状态，潜器的阻力系数近乎恒定，因而，潜器也保持近乎恒定的低速度下潜；
21、s3：高速下潜阶段，
22、当柔性盘越过圆筒四周的流水孔后，柔性盘下方下的水流通过流水孔进入潜器上方，柔性盘闭合后被拉动回到下方过程中，柔性盘始终呈现低阻外形，对流道的阻滞作用较小，水流仍能从流道通过流水孔流出，流水孔泄压后，外壳组件上下压差减小，大幅减小下潜阻力系数，实现较高速度下潜；
23、s4：柔性盘自动闭合过程，
24、柔性盘越过流水孔后，在惯性的作用下撞击到流水孔上方的死水区，由于滑动环具有较大的动量，滑动环推动柔性盘中部上移，被挤压的死水区的水从四周流出，促使柔性盘四周向下方滑动环四周闭合，当柔性盘下方四周的强磁铁与滑动环距离减小到三分之一柔性盘半径长度后，滑动环以磁吸力捕获强磁铁，由于柔性盘具有一定弹性形变能力，闭合角度越大，弹性抵抗力越大，最终，磁吸力与柔性盘的弹性支撑力相平衡，维持特定的底部开口，闭合后的柔性盘底部开口与滑动环之间带有间隙，大于磁力屏蔽筒的壁厚；
25、s5：柔性盘升降过程，
26、闭合后的柔性盘呈现回转体流线型低阻外形，垂向受到的水流力较小，无法克服弹簧拉力，弹簧拉动滑动组件下移，直至滑动环被拉入磁力屏蔽筒内，此时，磁力屏蔽筒插入到柔性盘与滑动环之间的间隙，屏蔽了滑动环的磁力，没有了磁力约束，柔性盘恢复到半闭合状态，并在水流的冲刷下，再次完全展开阻塞流道，并逐渐上移，实现再一次的循环；在整个下潜过程中，会自动持续循环，实现对下潜速度周期性的调节。
27、本专利技术的有益效果如下：
28、本专利技术结构紧凑、合理，操作方便，通过外壳、柔性盘、弹簧、永磁体、支撑杆等部件之间的互相配合工作，利用下潜过程中的水流压力作为动力，推动柔性盘间歇堵塞流水孔，改变下潜阻力系数，实现下潜速度的调整。
29、本专利技术通过弹簧拉力、柔性盘变形和永磁体磁吸力的组合，无需配备能源即可维持周期性的往复振荡，实现下潜速度的持续性周期性的改变。
30、本专利技术无需能源和驱动机构，简化了装置，适用于全海深，为下潜速度周期性调节提供了新的装置及方法。
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1.一种对潜水器下潜速度无动力周期性调节装置，其特征在于：包括外壳组件(1)，所述外壳组件(1)的内部安装有支撑组件(2)和滑动组件(3)，外壳组件(1)的外部为潜器负载(4)；
2.如权利要求1所述的一种对潜水器下潜速度无动力周期性调节装置，其特征在于：所述外壳组件(1)的外形结构与潜器负载(4)的内部结构匹配。
3.如权利要求1所述的一种对潜水器下潜速度无动力周期性调节装置，其特征在于：所述圆筒(11)上方在圆周方向均匀分布有多个圆形流水孔。
4.如权利要求3所述的一种对潜水器下潜速度无动力周期性调节装置，其特征在于：所述圆形流水孔的直径为圆筒(11)内壁直径的五分之一。
5.如权利要求1所述的一种对潜水器下潜速度无动力周期性调节装置，其特征在于：所述半球头壳(12)为半球壳状，半球头壳(12)下方开口边沿连接在圆筒(11)上端面，喇叭状底壳(13)上方小口边沿与圆筒(11)下端面连接。
6.如权利要求1所述的一种对潜水器下潜速度无动力周期性调节装置，其特征在于：所述磁力屏蔽筒(23)为薄壳筒，由铁基、耐腐蚀材料组成
7.如权利要求1所述的一种对潜水器下潜速度无动力周期性调节装置，其特征在于：所述磁力屏蔽筒(23)的内径大于弹簧(24)和滑动环(33)的外径。
8.如权利要求1所述的一种对潜水器下潜速度无动力周期性调节装置，其特征在于：所述滑动环(33)由强磁性材料制成。
9.如权利要求1所述的一种对潜水器下潜速度无动力周期性调节装置，其特征在于：所述柔性盘(31)为中心带圆孔的圆饼状圆盘，由耐磨、耐压橡胶制成。
10.一种如权利要求3所述的对潜水器下潜速度无动力周期性调节装置的操作方法，其特征在于：包括如下操作过程：
...【技术特征摘要】
1.一种对潜水器下潜速度无动力周期性调节装置，其特征在于：包括外壳组件(1)，所述外壳组件(1)的内部安装有支撑组件(2)和滑动组件(3)，外壳组件(1)的外部为潜器负载(4)；
2.如权利要求1所述的一种对潜水器下潜速度无动力周期性调节装置，其特征在于：所述外壳组件(1)的外形结构与潜器负载(4)的内部结构匹配。
3.如权利要求1所述的一种对潜水器下潜速度无动力周期性调节装置，其特征在于：所述圆筒(11)上方在圆周方向均匀分布有多个圆形流水孔。
4.如权利要求3所述的一种对潜水器下潜速度无动力周期性调节装置，其特征在于：所述圆形流水孔的直径为圆筒(11)内壁直径的五分之一。
5.如权利要求1所述的一种对潜水器下潜速度无动力周期性调节装置，其特征在于：所述半球头壳(12)为半球壳状，半球头壳(12)下方开口边沿连接在圆筒...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯康佳，姚志崇，胡芳琳，周念福，
申请(专利权)人：中国船舶科学研究中心，
类型：发明
国别省市：
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