CN102180243A - 水下滑翔机浮力调节机构的驱动装置 - Google Patents

水下滑翔机浮力调节机构的驱动装置 Download PDF

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本发明公开的水下滑翔机浮力调节机构的驱动装置包括设置在承压壳体外的尾翼和油囊及设置在承压壳体内的由相啮合的大齿轮和小齿轮构成的齿轮副，由丝杆和螺母构成的丝杆螺母副，活塞，液压缸，油箱，四个单向阀，蓄能器和两位两通电磁换向阀。该装置当滑翔机浮于海面上时，把波浪能转化为液压能储存在蓄能器中，当滑翔机需上浮时，用蓄能器给浮力调节机构供能。能量转化效率高，系统实现容易。该装置通过捕获外界波浪能来驱动滑翔机，极大的提高了水下滑翔机的续航能力。

Description

水下滑翔机浮力调节机构的驱动装置
技术领域
本发明涉及用一种驱动装置，特别是涉及一种可以广泛应用于海洋水质监测、海底资源勘探和环境监测的大行程水下滑翔机浮力调节机构的驱动装置。
背景技术
目前用于海洋水质监测、海底资源勘探和环境监测的水下滑翔机普遍借助于浮力调节进行驱动，其浮力控制机构大部分采用电能作为动力源。由于水下滑翔机所能携带的电池有限，水下滑翔机的续航能力有限，很难扩大其勘测范围。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术的不足，提出一种适合于波浪能驱动的水下滑翔机浮力调节机构的驱动装置，以增加水下滑翔机的续航能力。
本发明的水下滑翔机浮力调节机构的驱动装置，包括设置在承压壳体外的尾翼和油囊及设置在承压壳体内的由相啮合的大齿轮和小齿轮构成的齿轮副，由丝杆和螺母构成的丝杆螺母副，活塞，液压缸，油箱，四个单向阀，蓄能器和两位两通电磁换向阀，尾翼与大齿轮同轴相连，小齿轮与丝杆同轴相连，螺母和活塞固连，液压缸的一端开有第一进油口及第一出油口，另一端开有第二进油口及第二出油口，油箱的出油口分两路，一路经第一单向阀与液压缸的第一进油口相连，另一路经第二单向阀与液压缸的第二进油口相连，液压缸的第一出油口和第二出油口分别经第三单向阀和第四单向阀与蓄能器的进油口相连，两位两通电磁换向阀一端与蓄能器的进油口相连，另一端与油囊相连。
当滑翔机浮于海面上时，尾舵转动使尾翼成水平，上下起伏的波浪推动尾翼使它沿轴做回转运动，齿轮副增加转动力矩，丝杠螺母副把回转运动转化为直线运动，推动液压系统（由液压缸、单向阀、油箱、蓄能器和换向阀组成）给蓄能器加压，此时控制换向阀使蓄能器和外部油囊不导通。滑翔机上浮过程中，通过控制换向阀使蓄能器和外部油囊导通，由于蓄能器的压力高于外部油囊，油液就会从蓄能器压入外部油囊，外部油囊体积增大，水下滑翔机浮力增加，水下滑翔机上浮。
本发明的水下滑翔机浮力调节机构的驱动装置，当滑翔机浮于海面上时，把波浪能转化为液压能储存在蓄能器中，当滑翔机需上浮时，用蓄能器给浮力调节机构供能，能量转化效率高，系统实现容易。该装置通过捕获外界波浪能来驱动滑翔机，极大的提高了水下滑翔机的续航能力。
附图说明
图1是水下滑翔机浮力调节机构的驱动装置结构示意图。
图中：1. 尾翼，2. 大齿轮，3.小齿轮，4.丝杆，5.螺母，6.活塞，7.液压缸，8.油箱，9.单向阀，10.单向阀，11.单向阀，12.单向阀，13.蓄能器，14.两位两通电磁换向阀，15.油囊，16.承压壳体。
具体实施方式
参照图1，水下滑翔机浮力调节机构的驱动装置，包括设置在承压壳体16外的尾翼1和油囊15及设置在承压壳体16内的由相啮合的大齿轮2和小齿轮3构成的齿轮副，由丝杆4和螺母5构成的丝杆螺母副，活塞6，液压缸7，油箱8，四个单向阀9、10、11、12，蓄能器13和两位两通电磁换向阀14，尾翼1与大齿轮2同轴相连，小齿轮3与丝杆4同轴相连，螺母5和活塞6固连，液压缸7的一端开有第一进油口A及第一出油口C，另一端开有第二进油口B及第二出油口D，油箱8的出油口分两路，一路经第一单向阀9与液压缸7的第一进油口A相连，另一路经第二单向阀10与液压缸7的第二进油口B相连，液压缸7的第一出油口C和第二出油口D分别经第三单向阀11和第四单向阀12与蓄能器13的进油口相连，两位两通电磁换向阀14一端与蓄能器13的进油口相连，另一端与油囊15相连。
当水下滑翔机浮于海面上时，尾翼1顺时针转成水平（从方向G看），波浪起伏带动尾翼上下摆动。波浪向上运动时，推动尾翼1做顺时针转动（从方向G看），齿轮副增加转动力矩，丝杠螺母副把回转运动转化为直线运动，假设活塞6向左运动，液压缸7左侧腔体压力增加，通过第四单向阀12把油液压入蓄能器13，蓄能器13压力增加，而此时液压缸7右侧腔体压力减小，油箱8中的油液通过第一单向阀9流入液压缸7右侧腔体。波浪向下运动时，推动尾翼1做逆时针转动（从方向G看），齿轮副增加转动力矩，丝杠螺母副把回转运动转化为直线运动，活塞6向右运动，液压缸7右侧腔体压力增加，通过第三单向阀11把油液压入蓄能器13，蓄能器13压力增加，而此时液压缸7左侧腔体压力减小，油箱8中的油液通过第二单向阀10流入液压缸7右侧腔体。波浪上下起伏的过程中，蓄能器13的压力不断增加，此过程中电磁换向阀14断电，蓄能器13和外部油囊15不导通。
当滑翔机需要上浮时，通过给电磁换向阀14通电，使蓄能器13和外部油囊15导通，由于蓄能器13的压力高于外部油囊15，油液就会从蓄能器13压入外部油囊15，外部油囊15体积增大，滑翔机浮力增加，浮力大于重力，水下滑翔机上浮。

Claims (1)

1.水下滑翔机浮力调节机构的驱动装置，其特征在于包括设置在承压壳体（16）外的尾翼（1）和油囊（15）及设置在承压壳体（16）内的由相啮合的大齿轮（2）和小齿轮（3）构成的齿轮副，由丝杆（4）和螺母（5）构成的丝杆螺母副，活塞（6），液压缸（7），油箱（8），四个单向阀（9、10、11、12），蓄能器（13）和两位两通电磁换向阀（14），尾翼（1）与大齿轮（2）同轴相连，小齿轮（3）与丝杆（4）同轴相连，螺母（5）和活塞（6）固连，液压缸（7）的一端开有第一进油口（A）及第一出油口（C），另一端开有第二进油口（B）及第二出油口（D），油箱（8）的出油口分两路，一路经第一单向阀（9）与液压缸（7）的第一进油口（A）相连，另一路经第二单向阀（10）与液压缸（7）的第二进油口（B）相连，液压缸（7）的第一出油口（C）和第二出油口（D）分别经第三单向阀（11）和第四单向阀（12）与蓄能器（13）的进油口相连，两位两通电磁换向阀（14）一端与蓄能器（13）的进油口相连，另一端与油囊（15）相连。
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