水下遥控潜航器用的浮力调节装置及潜航器的制作方法

本实用新型涉及水下遥控潜航器领域，公开了一种水下遥控潜航器用的浮力调节装置及潜航器。

背景技术：

ROV，即遥控潜航器(Remote Operated Vehicle)，是无人水下航行器(Unmanned Underwater Vehicle，UUV)的一种，被广泛应用于军队、海岸警卫、海事、海关、核电、水电、海洋石油、渔业、海上救助、管线探测和海洋科学研究等各个领域。水下潜航器包括多个部件，其中其浮力调节装置可以实现遥控潜航器在不同水域和不同深度航行时的自动配平，从而实现潜航器定深悬浮调节、安全上浮一系列功能。

目前水下遥控潜航器使用的浮力调节装置有很多种，在采用油囊方式时，虽然其结构简单，但是需要储备大量的液压油，增加了潜航器的整机重量。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供的一种水下遥控潜航器用的浮力调节装置及其潜航器，可降低水下遥控潜航器的成本和整机重量，延长潜航器的工作时间。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供一种水下遥控潜航器用的浮力调节装置，包括舱体及位于所述舱体外部的浮囊，所述舱体包括储油舱、驱动装置、柱塞泵和气泵，所述浮囊包括油囊和气囊；所述储油舱、驱动装置、柱塞泵和油囊通过油管依次串联连接，所述气泵与气囊通过气管连接，所述气管上设有阀门和气体开关控制装置，所述阀门的进气口连通所述气泵的出气口，所述阀门的出气口连通所述气体开关控制装置的进气通道，所述气体开关控制装置的出气通道连通气囊，所述气体开关控制装置的排气通道通向所述舱体外。

作为优选方案，在所述柱塞泵和所述油囊连接的油管上还设有压力传感器。

作为优选方案，所述浮囊内置有一层隔膜，将浮囊分隔成油囊和气囊。

作为优选方案，所述阀门为单向阀，所述单向阀的进气口连通所述气泵的出气口，所述单向阀的出气口连通所述气体开关控制装置的进气通道。

作为优选方案，所述气体开关控制装置为三通阀，所述三通阀的进气口所述阀门的出气口，出气口连通所述气囊，排气口通向舱体外。

为了解决相同的问题，本实用新型实施例还提供一种水下遥控潜航器，其包括上述任一方案所述的水下遥控潜航器用的浮力调节装置。

综上，本实用新型实施例所提供的一种水下遥控潜航器用的浮力调节装置在遥控潜航器接近水面时，改用往气囊里充气的方式代替往油囊里充油的传统做法，减少对液压油用量的要求，从而减小储油器的体积，降低成本。

本实用新型实施例进一步提供的一种水下遥控潜航器采用上述的浮力调节装置，减少了负重，令其有效工作时间更长。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的水下遥控潜航器用的浮力调节装置的结构示意图。

其中：1、驱动装置；2、柱塞泵；3、气泵；4、油囊；5、气囊；6、油管；7、气管；8、阀门；9、气体开关控制装置；10、压力传感器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

如图1所示，本实用新型实施例提供的一种水下遥控潜航器用的浮力调节装置，其包括舱体及位于所述舱体外部的浮囊，所述舱体包括储油舱、驱动装置1、柱塞泵2和气泵3，所述浮囊包括油囊4和气囊5；所述储油舱、驱动装置1、柱塞泵2和油囊4通过油管6依次串联连接，所述气泵3与气囊5通过气管7连接，所述气管7上设有阀门8和气体开关控制装置9，所述阀门8的进气口连通所述气泵3的出气口，所述阀门8的出气口连通所述气体开关控制装置9的进气通道，所述气体开关控制装置9的出气通道连通气囊5，所述气体开关控制装置9的排气通道通向所述舱体外。

其中，所述舱体为铝制密封舱，可保证舱体有一定强度和密封性。所述驱动装置1为无刷直流电机，具有效率高、无火花干扰、功率大等诸多优点。

基于上述技术方案，在潜航器上升过程中，先往油囊4灌入液压油，令潜航器上浮，在潜航器接近水面时，再往气囊5充入空气，使气囊5体积变大，排水量增大，进一步增加潜航器浮力，节省液压油的使用量，减少潜航器的负重。

优选地，在所述柱塞泵2和所述油囊4连接的油管6上还设有压力传感器10。所述压力传感器10可实现油囊4的压力安全保护功能。

优选地，所述浮囊为无缝天然橡胶双腔皮囊，内置有一层坚韧天然橡胶膜，将浮囊分隔成油囊4和气囊5。所述气囊5和油囊4均为无缝天然橡胶浮囊。所述气囊5和油囊4的体积均可根据不同型号的水下遥控潜航器所需要的浮力调节值不同，进行不同的设计，理论上不存在上下限。

优选地，所述阀门8为单向阀，所述单向阀的进气口连通所述气泵的出气口，所述单向阀的出气口连通所述气体开关控制装置的进气通道，可控制气体从气囊5中单向排出，防止气囊5进水。

优选地，所述气体开关控制装置9为三通阀，所述三通阀的进气口所述阀门的出气口，出气口连通所述气囊，排气口通向浮力调节装置外。三通阀可代替一个气开控制阀和一个气关控制阀，降低成本并减少安装空间。

本实施例在潜航器上装配一种浮力调节装置，通过不改变自身质量，只改变自身体积，来实现浮力的调节。在潜航器潜入水下后，随着下潜深度的增加，浮囊所受外界压力也不断增大。由于液体的抗压缩能力远强于气体的抗压缩能力，所以在水下时使用液压油来扩充油囊4体积。在潜航器浮出水面后，浮囊所受外界压力接近大气压，此时可使用充气方式扩充气囊5的体积，从而减少对液压油用量的要求，降低潜航器成本。

为了解决相同的问题，本实用新型实施还提供的一种水下遥控潜航器，其包上述任一方案的一种水下遥控潜航器用的浮力调节装置。

本实用新型实施提供的一种水下遥控潜航器，在潜航器上升过程中采用往气囊充空气的方式在降低成本的同时通过减少储油舱的最大容积来缩小潜航器的体积、降低总体重量，节省更多能源使潜航器在水中工作时间延长。

本实用新型的工作方式：

当水下遥控潜航器需要上浮时，无刷直流电机驱动柱塞泵4进程，储油舱中的液压油通过柱塞泵2抽出，经过油管6向油囊4充油，油囊4体积就增大，从而使水下遥控潜航器增加浮力。当柱塞泵2推出的全部液压油后，油囊4处于最大体积，遥控潜航器排水量增大。当配置在水下遥控潜航器上的深度传感器感应值回到原点值后，气泵3、阀门8和气体开关控制装置9已经高出水面一定高度，此时的浮囊整体或部分仍在水中，距离水面的范围为0.01米至1米，水面上的空气被气泵3吸入，通过气管7进入气囊5内，使气囊5的体积变大，排水量进一步加大，从而增加水下遥控潜航器的浮力。

反之，当水下遥控潜航器需要下潜时，外部水压力会将气囊5内的空气经气管7从气泵3排出，气囊5体积被压缩至最小。同时，柱塞泵2回程，将油囊4内的油抽回储油舱，油囊4体积缩小，当柱塞泵2抽回油囊4中的全部液压油后，油囊4在外界水压下压缩到最小体积，水下遥控潜航器排水量减小，浮力小于重力，从而使潜航器下潜至所需的深度。

使用者可以通过微调柱塞泵2活塞的行程来精确控制油囊4体积的变化量，从而让水下遥控潜航器在水面与最深处之间的任何深度处于零浮力状态。

综上，本实用新型实施例所提供的一种水下遥控潜航器用的浮力调节装置在遥控潜航器接近水面时，改用往气囊里充气的方式代替往油囊里充油的传统做法，减少对液压油用量的要求，从而减小储油器的体积，降低成本。

本实用新型实施例进一步提供的一种水下遥控潜航器采用上述的浮力调节装置，减少了负重，令其有效工作时间更长。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。