[实用新型]一种浮力调节机构及具有该浮力调节机构的水下潜航器

说明书

本申请公开了一种浮力调节机构及具有该浮力调节机构的水下潜航器，所述浮力调节机构包括外油囊、内油囊和液压单元，液压单元设置于外油囊和内油囊之间，包括一双向泵和一三通电磁阀，外油囊和内油囊通过注液管路相互连通且填充有液体介质，通过外油囊和内油囊之间液体介质的交换实现浮力调节。本申请的浮力调节机构通过优化管线路径，通过一双向泵和一三通电磁阀即实现浮力调节，具有油路简短、整体结构紧凑、能耗低、重量和体积小的优点，并使得具有该浮力调节机构的水下潜航器实现了低能耗定深和变模式运行。

技术领域

本申请一般涉及水下机器人技术领域，具体涉及一种浮力调节机构及具有该浮力调节机构的水下潜航器。

背景技术

现有的水下机器人包括带缆无人潜航器(ROV)、无缆无人潜航器(AUV)、水下滑翔机(Glider)和仿生鱼，其中，无缆无人潜航器(AUV)通常只在尾部设置一个推进器，其转向或在水中的上升和下降通过尾舵实现。如若想要潜栖在一定深度运动，需要提前设定深度，使AUV在抵达该深度后，通过调节尾舵进行动态定深航行。因AUV自身结构限制，其不可能携带大量能源作业，因此动态定深调节会消耗大量能量，降低AUV续航性。

浮力调节机构是实现潜航器、滑翔机等设备自主进行下潜、上浮和定深控制的核心部件之一。现有的浮力调节机构大多采用活塞缸或丝杠推动的方式进行吸排油来实现浮力调节，液压回路系统复杂，存在重量和体积庞大，调节能力低，能耗高的缺陷。

实用新型内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本申请期望提供一种结构简单、体积小、能耗低的浮力调节机构及具有该浮力调节机构的水下潜航器，以期实现水下潜航器的低能耗定深、滑翔。

作为本申请的第一方面，本申请提供一种浮力调节机构。

作为优选，所述浮力调节机构包括：外油囊、内油囊和液压单元，所述液压单元设置于外油囊和内油囊之间，包括一双向泵和一三通电磁阀，所述外油囊和内油囊通过注液管路相互连通且填充有液体介质，通过所述外油囊和内油囊之间液体介质的交换实现浮力调节。

作为优选，所述注液管路包括由内油囊向外油囊注入液体介质的进液支路和由外油囊向内油囊注入液体介质的回液支路，所述进液支路和回液支路相互并联，其中，所述进液支路和回液支路的一个并联端通过所述双向泵与内油囊连接，另一个并联端与外油囊连接，其中，所述进液支路和回液支路靠近所述双向泵的交汇处设置所述三通电磁阀，通过所述三通电磁阀的断通实现进液支路或回液支路的选择性连通。

作为优选，所述进液支路上还设有一单向阀，所述单向阀设置于所述三通电磁阀与所述外油囊之间。

作为优选，所述浮力调节机构还包括平行设置的第一支撑板和第二支撑板，所述内油囊设置于第一支撑板和第二支撑板之间，其中，所述内油囊具有液体注入口的一端连接在第一支撑板的一面上，另一端向朝向所述第二支撑板的方向延伸；所述液压单元连接在所述第一支撑板相对的另一面上。

作为优选，所述浮力调节机构还包括用于感应所述内油囊体积变化的感应装置，所述感应装置包括拉线位移传感器和传感器支架，所述传感器支架固定在所述第二支撑板背向所述内油囊的一面上，所述拉线位移传感器设置在所述传感器支架上，所述拉线位移传感器的拉线端头连接在所述内油囊的自由端。

作为优选，在所述第一支撑板与第二支撑板之间设有若干油囊支撑杆，所述若干油囊支撑杆间隔分布在所述内油囊的四周，所述油囊支撑杆的一端与所述第一支撑板连接，另一端向朝向所述第二支撑板的方向延伸并与连接在第二支撑板上。

作为优选，所述浮力调节机构还包括与所述第一支撑板平行设置的第一端盖，所述第一端盖与第一支撑板之间设置所述液压单元，其中，所述第一端盖的中央具有通孔，所述外油囊具有液体注入口的一端连接在所述第一端盖上并密封所述第一端盖的通孔，另一端向远离所述液压单元的方向延伸，在所述第一端盖与第一支撑板之间还包括若干由第一端盖向第一支撑板延伸的刚性支撑件。