一种水下机器人浮沉装置和浮沉方法与流程

技术特征：

1.一种水下机器人浮沉装置，其特征在于：包括水下机器人（1）、活塞和活塞杆组件（2）、驱动电机（3）、绞轮钢索组件（4）、绞轮轴密封件（5）、缸筒组件（6）、充气阀（7）及活塞密封件（8）；所述活塞和活塞杆组件（2）包括活塞杆筒（2-1）、活塞（2-2）、活塞杆底板（2-3）和活塞杆内腔（2-4），所述活塞（2-2）设置在活塞杆筒（2-1）的上端，活塞（2-2）的外周开设有密封件沟槽，活塞杆底板（2-3）与活塞杆筒（2-1）的下端紧密连接，活塞杆筒（2-1）、活塞（2-2）和活塞杆底板（2-3）组装成活塞和活塞杆组件（2）；所述驱动电机（3）的左端包含有包括驱动电机轴（3-1）；所述绞轮钢索组件（4）包括绞轮轴（4-1）、绞轮（4-2）、钢索（4-3）、安装座（4-6）和销轴（4-7），所述绞轮轴（4-1）的右端设置有绞轮轴凸台（4-4），绞轮轴凸台（4-4）的内部开设有轴孔（4-5），绞轮轴（4-1）通过键和绞轮（4-2）相连接，钢索（4-3）的下端可靠缠绕在绞轮（4-2）上，销轴（4-7）通过销孔安装在安装座（4-6）上，钢索（4-3）的上端可靠套装在销轴（4-7）上；所述缸筒组件（6）包括缸筒下法兰（6-1）、缸筒（6-2）、缸筒上端盖（6-3）和缸筒内腔（6-4），缸筒上端盖（6-3）开设有充气阀安装孔（6-5），充气阀安装孔（6-5）的下端和缸筒内腔（6-4）相连通；所述绞轮钢索组件（4）通过绞轮轴（4-1）左端安装在活塞杆筒（2-1）下部左侧的轴孔内，绞轮轴（4-1）右端的绞轮轴凸台（4-4）安装在活塞杆筒（2-1）下部右侧的轴孔内，绞轮轴凸台（4-4）和活塞杆筒（2-1）下部右侧的轴孔之间安装有绞轮轴密封件（5）；所述驱动电机（3）安装在活塞杆筒（2-1）下部左侧的凸台上，驱动电机轴（3-1）插入绞轮轴凸台（4-4）内部的轴孔（4-5）内，并通过键相互连接，安装座（4-6）和销轴（4-7）一起整体安装在上缸筒上端盖（6-3）的下端，绞轮（4-2）和销轴（4-7）之间通过钢索（4-3）相连接；所述活塞（2-2）的外周安装有活塞密封件（8），活塞（2-2）和活塞密封件（8）一起安装在缸筒内腔（6-4）中，并与缸筒（6-2）的内壁之间形成滑动配合，缸筒组件（6）相对于活塞和活塞杆组件（2）能够实现上下移动；所述充气阀（7）通过充气阀安装孔（6-5）安装在缸筒上端盖（6-3）上；各零部件完成相互装配连接后，通过充气阀（7）向缸筒内腔（6-4）及活塞杆内腔（2-4）充入压力气体。

2.一种水下机器人浮沉方法，其特征在于利用权利要求1所述的装置，其步骤如下：

（1）、首先控制驱动电机（3）实现顺时针旋转，释放绞轮（4-2）上的钢索（4-3），缸筒组件（6）在内部压力气体的作用下，相对于活塞和活塞杆组件（2）向上移动，并到达最高位置，水下机器人浮沉装置形成最大体积，水下机器人进入水中后，产生最大的浮力，水下机器人在这个浮力的作用下，漂浮在水面上；

（2）、当水下机器人的下沉时，此时水下机器人在浮力的作用下，漂浮在水面上，首先控制驱动电机（3）实现逆时针旋转，驱动电机（3）通过驱动电机轴（3-1）带动绞轮（4-2）一起实现逆时针旋转，绞轮（4-2）收紧钢索（4-3），并通过钢索（4-3）、销轴（4-7）、安装座（4-6）把作用力传递到缸筒上端盖（6-3）上，带动缸筒组件（6）克服缸筒内腔（6-4）的压力气体的作用力，相对于活塞和活塞杆组件（2）向下移动，水下机器人浮沉装置的体积逐步减小，当水下机器人浮沉装置所产生的浮力小于水下机器人的总重量时，水下机器人及水下机器人浮沉装置一起实现下沉，其下沉的位置和速度通过驱动电机（3）进行控制；

（3）、当水下机器人需要上浮时，此时水下机器人处于水下，需要实现上浮时，控制驱动电机（3）实现顺时针旋转，释放绞轮（4-2）上的钢索（4-3），缸筒组件（6）在内部压力气体的作用下，相对于活塞和活塞杆组件（2）向上移动，水下机器人浮沉装置的体积逐步增大，当水下机器人浮沉装置所产生的浮力大于水下机器人的总重量时，水下机器人及水下机器人浮沉装置一起实现上浮，其上浮的位置和速度通过驱动电机（3）进行控制。