[发明专利]一种用于无人潜航器的浮心补偿装置及其使用方法

权利要求书

1.一种用于无人潜航器的浮心补偿装置，其特征在于：包括浮力调节系统、姿态调节系统和自动控制系统，所述自动控制系统用于对浮力调节系统和姿态调节系统的控制；

所述浮力调节系统由压载水舱、电磁阀A、电磁阀B、电磁阀C、电磁阀D、水泵和过滤器组成；所述电磁阀A与电磁阀B之间以及电磁阀C与电磁阀D之间均连接有第一管路，所述电磁阀A与电磁阀C之间以及电磁阀B与电磁阀D之间均连接有第二管路；

所述电磁阀A与电磁阀B之间的第一管路上连接有第三管路，所述第三管路与压载水舱连接；所述电磁阀C与电磁阀D之间的第一管路上连接有进出管路，所述过滤器设置于进出管路上；

所述电磁阀A与电磁阀C之间的第二管路与电磁阀B与电磁阀D之间的第二管路之间连接有第四管路，所述水泵设置于第四管路上；

所述姿态调节系统包括调整机构、旋转机构、压载质量块和重心调节驱动电机，所述调整机构用于实现无人潜航器俯仰的动作，所述旋转机构用于将无人潜航器从水平状态转变为竖直状态；

所述自动控制系统包括气压传感器、水深传感器、MEMS惯导、位置编码器、浮力调节软件、姿态调节软件、主控板软件和上位机软件，所述气压传感器、水深传感器、MEMS惯导和位置编码器均与主控板软件电性连接，所述主控板软件与上位机软件电性连接；

所述主控板软件与重心调节驱动电机电性连接，所述水泵以及各个电磁阀均与主控板软件电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于无人潜航器的浮心补偿装置，其特征在于，所述气压传感器设置于压载水舱内的舱壁上。

3.根据权利要求1所述的一种用于无人潜航器的浮心补偿装置，其特征在于，所述调整机构和旋转机构均通过重心调节驱动电机进行驱动。

4.根据权利要求1所述的一种用于无人潜航器的浮心补偿装置，其特征在于，所述气压传感器用于将压载水舱中的水量信号传递至主控板软件。

5.根据权利要求1所述的一种用于无人潜航器的浮心补偿装置，其特征在于，所述水深传感器用于将无人潜航器的水深信号传递至主控板软件。

6.根据权利要求1所述的一种用于无人潜航器的浮心补偿装置，其特征在于，所述MEMS惯导用于将无人潜航器的姿态和速度信号传递至主控板软件。

7.根据权利要求1所述的一种用于无人潜航器的浮心补偿装置，其特征在于，所述位置编码器用于将压载质量块的位置信号传递至主控板软件。

8.根据权利要求1所述的一种用于无人潜航器的浮心补偿装置，其特征在于，所述主控板软件用于将无人潜航器的各种参数和指标传递至上位机软件，所述上位机软件用于将控制指令传递至主控板软件。

9.如权利要求1-8任意一项所述的一种用于无人潜航器的浮心补偿装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步、当无人潜航器需要上浮时，所述自动控制系统的气压传感器得到此信号，并将此信号传输至主控板软件，所述主控板软件将此信号传递至上位机软件，通过上位机软件对主控板软件发送控制指令，再通过主控板软件控制电磁阀A和电磁阀D开启，同时控制水泵运行；

第二步、压载水舱中的水依次通过第三管路、电磁阀A与电磁阀B之间的第一管路、电磁阀A、第四管路、水泵、电磁阀D和过滤器排出，当压载水舱中的压力达到相应浮力要求时，气压传感器得到的电信号传输至自动控制系统，通过自动控制系统控制电磁阀A和电磁阀D关闭；

第三步、当无人潜航器需要下沉时，所述自动控制系统的气压传感器得到此信号，并将此信号传输至主控板软件，所述主控板软件将此信号传递至上位机软件，通过上位机软件对主控板软件发送控制指令，再通过主控板软件控制电磁阀B和电磁阀C开启，同时控制水泵运行；

第四步、外部的水依次通过过滤器、进出管路、电磁阀C与电磁阀D之间的第一管路、电磁阀C、第四管路、水泵、电磁阀B、电磁阀A与电磁阀B之间的第一管路和第三管路进入到压载水舱内，当无人潜航器到达悬浮位置时，气压传感器得到的电信号传输至自动控制系统，通过自动控制系统控制电磁阀B和电磁阀C关闭；

第五步、通过自动控制系统控制重心调节驱动电机驱动调整机构，控制压载质量块前后移动来实现无人潜航器重心前后X方向的调节，通过自动控制系统控制重心调节驱动电机驱动旋转机构，控制压载质量块转动180°实现无人潜航器重心Z方向的调节。