[实用新型]水下机器人用双向排油式浮力调节装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及水下机器人浮力调节设备，具体地说是一种水下机器人用双向排油式浮力调节装置。

背景技术

水下机器人作为一种水下测量、作业平台，已经广泛应用在海洋科学研究、海洋工程、海洋资源勘探、救援打捞等应用领域。通常水下机器人在作业过程中要保持稳定的浮力状态，如中性状态，以保证正常稳定的工作状态。然而，受海水密度变化的影响，水下机器人的浮力状态会发生不同程度的波动，从而影响水下机器人的整体性能。通过专用的水下机器人浮力调节装置，根据水下机器人作业海域的海水密度情况，自动调节水下机器人的排水体积或载休重量实现调整水下机器人系统浮力，达到期望的浮力状态。因此研究模块化、结构紧凑、稳定可靠的水下机器人用浮力调节装置，对提高水下机器人整体性能具有重要作用。目前现有水下机器人控制升沉的方法主要有三种，第一种是通过改变自身的浮力来进行调节，通过高压气体来控制水下机器人的排水量，例如潜艇，这种方法的系统结构复杂，适用于大型的水下机器人；第二种是通过推进器的推力的改变来实现水下机器人的升沉运动，例如传统的AUV(完全功能模块化的水下自治机器人)和ROV(水下遥控运载器)，这种方法使得水下机器人的运动更加灵活，但需要消耗较多的能源；第三种方法是通过降低自身的重量(抛弃一定数量的重物)来实现水下机器人的上浮运动，例如AUV和水下滑翔机中使用此种方法来保证水下机器人在出现异常情况下能浮出水面，但这种方法只能单向控制水下机器人的上浮运动，而且采用此方法所能提供的正浮力是固定的，对于需要实时改变浮力状态的水下机器人则不适用。

实用新型内容

为了解决水下机器人由于浮力状态不稳定导致整体性能受影响的的问题，本实用新型的目的在于提供一种结构简单、工作可靠、高效率的水下机器人用双向排油式浮力调节装置；该浮力调节装置通过调节水下机器人的排水体积，进而实现对水下机器人浮力状态的调节。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

本实用新型包括内皮囊、直流电机、电磁阀、单向阀、双向齿轮泵、艉部端盖及外皮囊，所述艉部端盖与水下机器人筒体密封连接，外皮囊安装在艉部端盖的外侧；所述内皮囊、直流电机、电磁阀、单向阀及双向齿轮泵分别安装在水下机器人筒体内，内皮囊通过管路与由直流电机驱动的双向齿轮泵相连接；所述电磁阀及单向阀通过管路并联连接于双向齿轮泵与外皮囊之间。

其中：在艉部端盖的内侧、水下机器人筒体内通过多根艉部拉杆连接有固定板，内皮囊端盖通过内皮囊套筒与固定板相连，所述内皮囊的开口端安装在内皮囊端盖上、通过内皮囊套筒压紧固定，内皮囊的另一端设有对其运动导向的内皮囊活塞；内皮囊端盖的表面周向设有O型圈槽，内皮囊的开口端沿径向向内延伸，该延伸部容置于所述O型圈槽内，内皮囊套筒位于内皮囊的外面、压紧内皮囊，内皮囊套筒的两端分别与内皮囊端盖及固定板相连接；所述内皮囊活塞固接于内皮囊的底部、与内皮囊连动，内皮囊活塞的开口向外延伸并抵接于内皮囊套筒的内壁；内皮囊端盖上分别开有第一油口及排气口，第一油口上安装有通过管路与双向齿轮泵连接的第一可调向弯头，排气口上设有排气阀；固定板上安装有直流电机，直流电机的输出轴通过联轴器与双向齿轮泵相连接；所述内皮囊活塞上设有直线电位计；所述电磁阀通过电磁阀固定板安装在固定板上；所述外皮囊通过外皮囊固定件安装在艉部端盖上，艉部端盖上开有第二油口，该第二油口的一端与外皮囊相通，另一端设有第二直通管接头；所述外皮囊的开口处沿径向向内延伸，延伸部镶嵌在艉部端盖上开设的O型密封圈槽内，外皮囊固定件在外皮囊开口处的外部将外皮囊压紧于艉部端盖；所述双向齿轮泵上分别设有第四可调向弯头及三通管接头I，单向阀的两端分别设有第三、五可调向弯头，电磁阀上分别设有第一直通管接头及第二可调向弯头，其中双向齿轮泵上的第四可调向弯头通过管路与内皮囊相连接，三通管接头I的第三个接头与双向齿轮泵相连，第一个接头通过管路与单向阀一端的第三可调向弯头连接，单向阀另一端的第五可调向弯头通过管路与位于水下机器人筒体内的三通管接头II上的第一个接头连接，三通管接头II的第二个接头通过管路与外皮囊连接；三通管接头I的第二个接头通过管路与电磁阀上的第二可调向弯头连接，电磁阀上的第一直通管接头通过管路与三通管接头II的第三个接头连接。

本实用新型的优点与积极效果为：

1.本实用新型由直流电机驱动一个双向齿轮泵，通过双向齿轮泵的正、反转实现排油或回油，进而调节水下机器人的浮力，结构简单，安全可靠。

2.本实用新型采用微型高压的双向齿轮泵，能够提供很高的工作压力，满足了水下机器人深水作业的要求。