本发明涉及水下工作设备技术领域，具体涉及一种深潜器及其可调压载系统。
背景技术：
深潜器是指具有水下观察和作业能力的深水潜水装置，可以用于水下考察、勘探、试验和救生等任务。深潜器在潜入水底时，通常还依托可升降的平台，深潜器连接平台，与平台一起潜入至目标水域。
深潜器在设计过程中，会尽量的使其重心和浮心在同一竖直线上，以保证下潜或上浮的过程中，深潜器不会发生翻转。但是，当深潜器的工作人员在水下作业时，不可避免的会使其重心发生改变，导致浮心和重心不在同一竖直线上。在紧急状态下，例如升降平台发生故障，深潜器需要紧急上浮时，此时会断开深潜器和升降平台的连接，使深潜器紧急上浮。
若深潜器的重心和浮心不在同一竖直线上，则在深潜器上浮过程中有可能发生翻转，对位于深潜器中的工作人员造成伤害；并且，即使深潜器上浮至水面，翻转后的深潜器也使得外界难以对深潜器内的工作人员进行救援。
技术实现要素：
本发明解决的问题是现有技术的深潜器在水下作业过程中，重心会发生改变，导致紧急上浮时的深潜器有可能发生翻转，导致救援困难。
为解决上述问题，本发明提供一种深潜器的可调压载系统，所述深潜器具有工作舱，包括：可调压载舱，所述可调压载舱适于固定设置在工作舱的底部，且所述可调压载舱内设有可活动的压载；设置于所述可调压载舱的底面的多个拉力/压力传感器，多个所述拉力/压力传感器沿所述可调压载舱的周向均匀分布；控制器，适于根据所述拉力/压力传感器检测到的拉力或压力，控制压载运动并改变压载的位置，以使所述深潜器的浮心和重心位于同一竖直线上。
可选的，所述可调压载舱包括压载腔，所述压载适于在压载腔内流入或流出以改变所述压载的位置。
可选的，所述可调压载舱内设有导轨，所述压载适于沿所述导轨滑移以改变所述压载的位置。
可选的，所述压载腔为多个，所述压载适于在各个所述压载腔之间流动以改变所述压载的位置。
可选的，多个沿所述工作舱周向分布的压载腔形成压载腔组，所述压载腔组至少为两组，相邻两组所述压载腔组中的其中一组固定设置在另一组的外围。
可选的，所述可调压载舱还包括用于存储所述压载的存储腔，所述存储腔连通所述压载腔。
可选的，所述存储腔可分离的设置在所述压载腔的底部。
可选的，所述可调压载舱内设有多根交错分布的所述导轨，每一所述导轨上设有至少两个所述压载。
可选的，所述可调压载舱包括多个均匀分布于工作舱底部的压载区块，每一所述压载区块内设有所述导轨和所述压载。
为解决上述技术问题，本技术方案还提供一种深潜器，包括工作舱，还包括以上所述的可调压载系统，所述可调压载系统设置于所述工作舱的底部。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
所述深潜器的可调压载系统，使深潜器在其底部设置可调压载舱，且在可调压载舱的底面设置多个周向均匀分布的拉/压力传感器。当工作人员在深潜器的工作舱中走动、以及仪器设备使用时，压载舱的重心位置会发生改变，此时，多个拉/压力传感器检测到的拉力或压力会发生变化。利用控制器控制可调压载舱中压载的运动，改变压载的位置，能够使深潜器的浮心和重心始终位于同一竖直线上，从而能够避免在深潜器单独上浮时，发生翻转，防止对位于深潜器中的工作人员造成伤害，避免救援的困难。
进一步的，所述可调压载舱包括多个压载腔，液体介质作为压载能够流入压载腔或流出压载腔，且多个压载腔沿工作舱的周向均匀的设置在工作舱的底面。使得压载能够根据需要分布在可调压载舱的多个位置，从而能够更精确的调整深潜器的重心位置。另外，使周向分布的压载腔和周向分布的传感器对应设置，则能够根据传感器所检测到的拉力或压力，更好的对传感器对应位置处的压载腔进行调节。
附图说明
图1是本发明第一实施例深潜器连接平台时的立体结构示意图；
图2是本发明第一实施例深潜器中可调压载系统的立体结构示意图；
图3是图2所示可调压载系统在A方向上的示意图；
图4是本发明第二实施例深潜器中可调压载系统的立体结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
参照图1，一种深潜器200，设置于所述升降平台300上，所述升降平台300适于带动所述深潜器200一起潜入至目标水域，以使深潜器200中的工作人员能够在目标水域进行水下考察、勘探、试验和救生等任务。
其中，所述深潜器200包括工作舱201和可调压载系统100，所述工作舱201适于为工作人员提供活动空间，所述可调压载系统100设置在所述工作舱201和升降平台300之间，用于调节深潜器200的重心。
本实施例中，所述可调压载系统100包括可调压载舱100a和拉力/压力传感器100b。所述可调压载舱100a设置于所述工作舱201的底部，其内部设有可活动的压载，通过压载在可调压载舱100a内的运动，以改变深潜器200的重心位置。所述拉力/压力传感器100b设置在可调压载舱100a的底面，位于所述可调压载舱100a和升降平台300之间，用于检测可调压载舱100a和升降平台300之间的拉力或压力。
需要说明的是，深潜器200在设计过程中，通常会设计成：使深潜器200的重力接近其浮力。因此，当深潜器200随同升降平台300一起潜入至水底时，深潜器200不会对升降平台300产生太大的作用力，不易损坏升降平台300，从而能够降低升降平台300的制造费用。另外，使深潜器200的重力接近其浮力，也能够更容易的控制深潜器200的下潜或上浮。
当深潜器200随同升降平台300一同潜入至目标水域时，深潜器200的浮力大小、浮心位置由于只和其外形有关，一般不会有太大的变化。但是，工作人员在工作舱201中的进出、以及仪器设备的使用等，均会使深潜器200的重力发生改变。若深潜器200浮力大于重力，则深潜器200与升降平台300之间的作用力表现为拉力；若深潜器200浮力小于重力，则深潜器200与升降平台300之间的作用力表现为压力。
其中，所述拉力/压力传感器100b是既能检测拉力、又能检测压力的传感器。也就是说，无论深潜器200、升降平台300之间的作用力表现为拉力，还是压力，均能够被所述拉力/压力传感器100b所检测。
具体的，所述可调压载系统100包括多个拉力/压力传感器100b，多个拉力/压力传感器100b沿周向均匀的分布于可调压载舱100a的底面。
另外，工作人员在工作舱201内的走动、以及仪器设备的运动过程中，不可避免的会使深潜器200重心位置发生改变，导致浮心和重心不在同一竖直线上。在紧急状态下，深潜器200断开与升降平台300的连接而上浮时，若深潜器200的浮心和重心不在同一竖直线上，则有可能导致深潜器200发生翻转，对工作人员造成伤害，影响救援。
本实施例中，所述可调压载系统100还包括控制器(图中未示出)，所述控制器根据拉力/压力传感器100b所检测到的拉力或压力，控制可调压载舱100a内的压载运动，以实现深潜器200重心位置的调节，保证深潜器200的浮心和重心始终处于同一竖直线上。
具体的，所述控制器能够获取沿周向分布的多个拉力/压力传感器100b所检测得到的拉力值或压力值，并对各个拉力/压力传感器100b所检测得到的拉力值或压力值进行比较：若拉力/压力传感器100b检测到了压力，且某一拉力/压力传感器100b检测到的压力值最大时，则说明深潜器200的重心向该拉力/压力传感器所在位置偏移；若所有拉力/压力传感器100b均检测到了拉力，且某一拉力/压力传感器100b检测到的拉力值最小时，则说明深潜器200的重心向该拉力/压力传感器所在位置偏移。
此时，控制器通过控制可调压载舱100a内的压载运动，减少重心偏移方向上的压载的量，以使所述深潜器200的浮心和重心位于同一竖直线上。从而避免在深潜器200上浮时，发生翻转，以避免对位于深潜器200中的工作人员造成伤害，避免救援的困难。
一般情况下，所述深潜器200的浮心位于深潜器200的中心位置，当浮心和重心位于同一竖直线上，浮心和重心的连线穿过可调压载舱100a底面的中心位置。此时，多个拉力/压力传感器100b均检测到相同的拉力或压力，也就是所述升降平台300受到来自深潜器200的均匀的压力。
需要说明的是，在所述可调压载舱100a和升降平台300之间布置的拉力/压力传感器100b越多，则越能精确的检测深潜器200的重心偏移位置，更好的控制压载运动，调节深潜器200的重心。
另外，在本实施例中，所述可调压载舱100a的底面固定设有拉力/压力传感器100b以检测拉力或压力。
在其他变形例中，若深潜器200的重力始终大于浮力，则升降平台300始终受到深潜器200的压力作用，此时，可以在可调压载舱100a的底面设置压力传感器，以检测压力；若深潜器200的重力始终小于浮力，则升降平台300始终受到深潜器200的拉力作用，此时，可以在可调压载舱100a的底面设置拉力传感器，以检测拉力。
参照图2、图3，所述可调压载舱100a包括压载腔10、存储腔20和流量泵(图中未示出)，所述压载腔10连通所述存储腔20。其中，所述存储腔20中具有可流动的液体介质(例如水、水银等)作为压载，控制器能够控制流量泵将压载从存储腔20泵入至压载腔10，或将压载从存储腔20泵入至压载腔10，从而调节可调压载舱100a的重心位置，即能够实现所述深潜器200的重心位置的调节，使深潜器200的浮心和重心位于同一竖直线上。
其中，所述压载为水银，水银的密度比较大，适量水银的流动即能够在较大程度上改变深潜器200的重心位置。相较于压载为水的情况，水银的使用量相对更少，使可调压载舱100a的体积可以做的更小，从而不会使深潜器200显得十分庞大；同时，也能够节约材料成本。
本实施例中，所述可调压载舱100a内设有压载腔组，所述压载腔组包括沿周向分布的多个压载腔10。具体的，所述压载腔组包括由内而外依次设置的第一压载腔组10a、第二压载腔组10b和第三压载腔组10c。
使压载腔组内的多个压载腔10沿可调压载舱100a的周向分布，通过控制多个压载腔10内的压载的量，能够精确的调整深潜器200的重心位置。另外，还能够使压载腔10的位置和周向分布的拉力/压力传感器100b的位置相对应，根据拉力/压力传感器100b所检测到的拉力或压力，更好的对传感器对应位置处的压载腔10进行调节。
其中，所述流量泵能够将存储腔20中的压载泵入至可调压载舱100a内的任意一个压载腔10中，也能够将任意一个压载腔10中的压力介质泵入至存储腔20内，从而能够快速的调节压载腔10内的压载的量，快速调节可调压载舱100a中压载的分布，快速调节深潜器200的重心位置。
如图3所示，所述第一压载腔组10a位于可调压载舱100a的中心位置，第一压载腔组10a中压载腔10内压载的变化，不会在很大程度上改变深潜器200的重心位置，适于对深潜器200的重心位置进行微调。
所述第三压载腔组10c位于可调压载舱100a的边缘位置，第三压载腔组10c中压载腔10内压载的变化，能够在较大程度上改变深潜器200的重心位置，适于对深潜器200的重心位置进行粗调。
所述第二压载腔组10b位于第一压载腔组10a、第三压载腔组10c之间，其对深潜器200的重心位置的影响介于第一压载腔组10a和第三压载腔组10c之间。当深潜器200的重心位置发生改变时，依次对第三压载腔组10c、第二压载腔组10c、第一压载腔组10a中压载腔10内的压载进行调节，能够逐渐使深潜器200的浮心和重心位于同一竖直线上。
其中，所述第三压载腔组10c中压载腔10的数量大于第二压载腔组10b中压载腔10的数量，所述第二压载腔组10b中压载腔10的数量大于第一压载腔组10a中压载腔10的数量。以使各个压载腔10的容积均能够较为接近，更好的控制压载运动，更精确的调节深潜器200的重心。
具体的，所述第二压载腔组10b中压载腔10的数量与所述拉力/压力传感器100b的数量相等，且一一对应设置。因此，当某一拉力/压力传感器100b检测到的压力值最大时，可以将对应位置处压载腔10中的压载排出；当所有拉力/压力传感器100b均检测到的压力，且某一拉力/压力传感器100b检测到的压力值最小时，可以将压载排入至对应位置处的压载腔10中。以实现深潜器200重心位置的快速调节。
同样的，当所有拉力/压力传感器100b均检测到的拉力，且某一拉力/压力传感器100b检测到的拉力值最小时，可以将对应位置处压载腔10中的压载排出；某一拉力/压力传感器100b检测到的拉力值最大时，可以将压载排入至对应位置处的压载腔10中。
需要说明的是，可调压载舱100a中压载腔组的数量不受限制，在其他变形例中，压载腔组的数量可以更少(例如一组)，也可以更多(例如四组)，不影响本技术方案的实施。
另外所述压载腔组内压载腔10的分布形式除了沿周向分布以外，还可以采用其他分布形式。例如，当可调压载舱100a的外形为四方体结构时，所述压载腔10的分布可以采用九宫格的分布形式。
本实施例中，流量泵控制压载在压载腔10、存储腔20之间流动实现深潜器200重心位置的调节。此外，还可以使流量泵控制压载直接在压载腔10之间进行流动，从而能够更为快速的调节深潜器200重心位置；此时，也可以不设置所述存储腔20。
其中，所述存储腔20可分离的设置在压载腔10的底部，所述拉力/压力传感器100b设置在存储腔20的底面。在特殊情况下，所述深潜器200需要紧急上浮时，控制压载腔10与存储腔20分离，以减轻深潜器200的重量，使深潜器200快速上浮。
参照图1，本实施例还提供一种深潜器200，包括工作舱201和以上所述的可调压载系统100，所述可调压载系统100设置于所述工作舱201的底部。
第二实施例
参照图4，本实施例与第一实施例的不同之处在于：所述可调压载舱100a内设有导轨30，导轨30上设有压载40，所述压载40适于沿导轨30滑移以改变所述压载40的位置，从而实现深潜器200重心位置的调节。
其中，所述压载40可以是带有芯片的金属块，控制器根据拉力/压力传感器100b的拉力或压力检测结果，控制压载40沿导轨移动至具体位置，以使深潜器的浮心和重心位于同一竖直线上。
具体的，若拉力/压力传感器100b检测到了压力，且某一拉力/压力传感器100b检测到的压力值最大时，则控制压载40沿导轨滑移，使压载40远离对应该拉力/压力传感器100b所在位置；若所有拉力/压力传感器100b均检测到了拉力，且某一拉力/压力传感器100b检测到的拉力值最小时，同样的，控制压载40沿导轨滑移，使压载40远离对应该拉力/压力传感器100b所在位置，以使所述深潜器的浮心和重心位于同一竖直线上。
为使所述可调压载舱100a能够更好的调节深潜器的重心位置，可选的，在所述可调压载舱100a内设置多根交错分布的导轨30，且在每根导轨30上设置至少两个压载40。
所述导轨30交错分布，也就是导轨30沿不同的方向延伸，压载40能够沿不同的方向运动，以使压载40能够分布在可调压载舱100a中的多个位置，从而更好的调节深潜器的重心位置。在每一导轨30上设置至少两个压载40，能够使同一导轨30上的压载40沿同一方向运动，或不同的方向运动，从而更好的调节深潜器的重心位置。
本实施例中，所述可调压载舱100a包括多个均匀分布于工作舱201底部的压载区块50，每一所述压载区块50内设有导轨30和压载40。此时，每一压载区块50都是一个微小的重心调节系统，因而可以通过控制器对每一压载区块50内的压载40进行单独控制，使控制方式更为简单。
具体的，所述压载区块50共有九个，呈九宫格的形状排列。
在其他变形例中，也可以不设置压载区块50，使所述压载40能够在任意一根导轨30上移动，从而使可调压载舱100a具有更大的重心调节范围。另外，所述导轨30的外边界除了采用矩形形状，还可以是圆形形状，具体可以根据可调压载舱100a的形状进行具体设置。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。