[发明专利]一种浮力调节装置及调节方法

说明书

本发明提供一种浮力调节装置及浮力调节方法，属于浮力调节技术领域，包括：水密耐压舱、设置在所述水密耐压舱内的浮力转换装置、以及动力控制系统，所述浮力转换装置包括上下分隔开的外油囊和内油囊，所述外油囊内设有外活塞，所述内油囊内设有内活塞，所述外活塞和内活塞通过活塞杆连接以实现同步移动，所述外油囊和内油囊分别通过管路与动力控制系统连通以调节外油囊和内油囊的液压油体积分配比例。本发明的外油囊和内油囊均为刚性结构，液压油在外油囊和内油囊中的移动与分配始终在刚性结构的约束下变化，其形状的变化近似规则形状的刚性体线性关系变化，因此本发明的浮力调节装置的质心变化是规则的、可预知、可控的。

技术领域

本发明属于浮力调节技术领域，具体涉及一种水下运作设备的浮力调节装置及调节方法。

背景技术

浮力调节装置可以在深海环境中实现自身或载体的连续升沉、悬浮控制。目前的浮力调节装置主要分为抛载式、海水泵式和油泵软油囊式，抛载式浮力调节系统对于深潜器的浮力调节是一次性不可反复使用的，多是作为辅助或应急使用；海水泵式对设备要求高，成本高技术难度大；而油泵软油囊式则对载体的依赖性强，通用性差。

基于上述问题，现有技术(CN206644970U)提供一种浮力调节设备，包括；壳体；浮力转换装置，包括分别安装在所述壳体上且相互连通的双向油缸油囊，所述双向油缸的活塞的一端面积小于另一端的面积，且面积小的一端与海水接触；油路控制装置，控制所述双向油缸和所述油囊之间的油路通断；动力装置，通过油路控制装置使双向油缸和油囊之间的油进行流动；压力监控装置，用于监控浮力转换装置的压力和位移变化，并触发动力装置工作。该现有技术利用双向油缸的活塞利用两端之间的面积差，可以使设备内部压力从海水压力处得到补偿，使双向油泵两端的压力差大大减小，无需选用高压油泵，对油泵与内部元件的要求大大降低，成本降低。该现有技术调控双向油缸和油囊之间的油量变化，使油囊体积变化，并利用活塞两端的面积差控制浮力大小，油囊为柔性材质，导致调节过程中稳定性差、质心控制不稳定。

发明内容

基于上述背景问题，本发明旨在提供一种浮力调节装置，通过内外刚性油囊的液压油体积分配比例的变化推动外活塞和内活塞移动，从而调节排水体积以调节浮力，质心变化规则，有利于系统质心状态可预知的控制，解决了现有技术稳定性差、质心控制不稳定的缺陷；本发明的另一目的是提供使用上述浮力调节装置的浮力调节方法。

为达到上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种浮力调节装置，包括：水密耐压舱、设置在所述水密耐压舱内的浮力转换装置、以及动力控制系统，所述浮力转换装置包括上下分隔开的外油囊和内油囊，所述外油囊内设有外活塞，所述内油囊内设有内活塞，所述外活塞和内活塞通过活塞杆连接以实现同步移动，所述外油囊和内油囊分别通过管路与动力控制系统连通以调节外油囊和内油囊的液压油分配比例。

在一个实施例中，所述水密耐压舱内水平设有隔板，所述隔板和外活塞合围形成所述外油囊，所述隔板与内活塞合围形成所述内油囊，所述活塞杆穿过所述隔板将外活塞和内活塞连接。

优选地，所述活塞杆与外活塞和内活塞均刚性连接。

其中，所述外油囊通过外油管与动力控制系统连通，所述内油囊通过内油管与动力控制系统连通。

优选地，所述外油管与外油囊连通的一端紧贴所述隔板设置，所述内油管与内油囊连通的一端紧贴所述隔板设置。

在一个实施例中，所述水密耐压舱内、内油囊的下方设有空腔，所述动力控制系统设置在所述空腔内。

优选地，所述浮力调节装置还包括用于实时监测内活塞位移的位移传感器，所述位移传感器设置在所述空腔内。

更优选地，所述位移传感器为激光位移传感器。