CN104670446B - 基于燃油传输的海洋机器人衡重状态自主调节装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及基于燃油传输的海洋机器人衡重状态自主调节装置,燃油箱、供油箱的进口都经各自的电磁控制阀通过总进油管路与燃油泵出油口连接,燃油箱、通气油箱的出口都经各自的电磁控制阀通过总出油管路与燃油泵吸油口连接;燃油箱、供油箱的通气口都经各自的电磁控制阀通过单独的通气管路与通气油箱连接,通气油箱的通气口通过过滤器与舱内大气连通;其方法包括:海洋机器人根据各方向的位移偏移量设定燃油传输的燃油量的参考值,并实时检测的传输燃油量,通过控制电磁阀使燃油在燃油箱之间传输实现调节海洋机器人的衡重状态。本发明不仅具有更大的调节能力,而且结构简单,不增加航行体的体积和质量。
Description
技术领域
本专利适用于海洋机器人领域,特别是使用燃机为动力源的海洋机器人。
背景技术
海洋机器人是海洋研究和开发过程中不可或缺的工具,其中部分海洋机器人需要以燃机为动力。这类海洋机器人携带燃油的质量占其总质量的比例会较大,在航行过程中燃油的消耗会使航行体质心、重力及浮力产生较大的变化。此外,海洋机器人的动作、海洋环境的变化等因素也会引起重力、质心及浮心位置的变化。
为了增加海洋机器人的航行稳定性,应尽量消除质心、重力及浮力变化的影响。传统的方法是在航行体上增设浮力调节装置,但这种方法的调节能力有限,同时也将增加航行体的体积、质量以及系统的复杂程度。
发明内容
本发明目的是提供一种使用海洋机器人的燃油作为自身衡重状态的调节装置及方法,该装置利用舱外软质油箱体积的变化,调节海洋机器人的浮力;利用燃油在不同油箱间的转输,实现对质心位置的调整。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是:基于燃油传输的海洋机器人衡重状态自主调节装置,包括燃油箱、供油箱、通气油箱、燃机、燃油泵及电磁控制阀;燃油箱、供油箱的进口都经各自的电磁控制阀通过总进油管路与燃油泵出油口连接;燃油箱、通气油箱的出口都经各自的电磁控制阀通过总出油管路与燃油泵吸油口连接;燃油箱、供油箱的通气口都经各自的电磁控制阀通过单独的通气管路与通气油箱连接,通气油箱的通气口通过过滤器与舱内大气连通;供油箱的出口与燃机连接。
所述燃油箱为多个,分布于海洋机器人的舱内前、后部以及舱外左、右侧;分布于海洋机器人舱内前、后部的燃油箱数量均至少为两个,分布于舱外左、右侧的燃油箱数量相同且至少为两个。
所述供油箱、通气油箱、燃机、燃油泵均设置于舱内中部,所述通气油箱设置于燃油泵以及与燃机连接的供油箱之间,且高于供油箱、燃机、燃油泵、燃油箱。
所述燃油箱中位于航行体舱外同一侧的燃油箱的燃油口,在舱外汇合后经总控制阀、总流量计、总压力计与舱内总进油管路或舱内总出油管路连接。
基于燃油传输的海洋机器人衡重状态自主调节方法,包括以下步骤:
海洋机器人在航行过程中根据陀螺仪所检测到的自身姿态数据判断质心位置并将姿态数据转换成垂直方向的所要调节的位移偏移量、前进方向和左右方向所要调节的角度偏移量,根据各方向的偏移量设定燃油传输的燃油量的参考值,并通过流量计实时检测传输的燃油量,通过控制电磁阀使燃油在燃油箱之间传输燃油来调节海洋机器人的衡重状态。
所述通过控制电磁阀使设定量的燃油在燃油箱之间传输包括以下步骤:
首先通过控制舱内、外的各个控制阀使定量的燃油在舱内、外的燃油箱之间传输;
然后通过控制舱内各个控制阀使定量的燃油在舱内前、后部的燃油箱之间传输;
最后通过控制舱外两侧燃油箱的各个控制阀以及总进油管路控制阀、总出油管路控制阀使定量的燃油在舱外两侧的燃油箱之间传输。
所述首先通过控制舱内、外的各个控制阀使定量的燃油在舱内、外的燃油箱之间传输包括以下步骤:
打开舱内通气油箱的通气阀;
当垂直方向的位移偏移量为负即浮力偏小时,打开舱内某个燃油箱的出口控制阀和通气阀、以及舱外某个燃油箱的燃油控制阀和总进口控制阀;
当垂直方向的位移偏移量为正即浮力偏大时,打开舱内某个燃油箱的进口控制阀和通气阀、以及舱外某个燃油箱的燃油控制阀和总进口控制阀;
启动燃油泵使燃油传输,直至陀螺仪检测到的姿态数据转换成的垂直方向位置在设定值的误差范围内为止。
所述通过控制舱内各个控制阀使定量的燃油在舱内前、后部的燃油箱之间传输包括以下步骤:
打开舱内通气油箱的通气阀;
当质心偏前时,打开前部某个燃油箱的出口控制阀和通气阀、以及舱内后部某个燃油箱的进口控制阀和通气阀;
当质心偏后时,打开后部某个燃油箱的出口控制阀和通气阀、以及舱内前部某个燃油箱的进口控制阀和通气阀;
启动燃油泵使燃油传输,直至陀螺仪检测到的姿态数据转换成的前进方向角度偏移量在设定值的误差范围内为止。
所述通过控制舱外两侧燃油箱的各个控制阀以及总进油管路控制阀、总出油管路控制阀使定量的燃油在舱外两侧的燃油箱之间传输包括以下步骤:
打开左侧舱外某个燃油箱的控制阀和右侧舱外某个燃油箱的控制阀;
当质心偏左时,打开舱外左侧总出口控制阀、舱外右侧总进口控制阀;
当质心偏右时,打开舱外右侧总出口控制阀、舱外左侧总进口控制阀;
启动燃油泵使燃油传输,直至陀螺仪检测到的姿态数据转换成的左右方向角度偏移量在设定值的误差范围内为止。
当舱内前、后部以及舱外左、右侧的某个燃油箱的油量低于或高于限值时,则停止燃油泵,关闭该燃油箱的控制阀,并将同区域内与其相邻的燃油箱的控制阀打开,启动燃油泵使燃油传输。
本发明具有以下有益效果及优点:
1、本发明使用海洋机器人的燃油作为自身衡重状态的调节手段,通过改变海洋机器人两侧舱外软质油箱的燃油量来调节自身的浮力及浮心位置,通过改变各个舱内硬质油箱和舱外软质油箱的燃油量来调节自身的质心。较传统的浮力调节装置不仅具有更大的调节能力,而且结构简单,不增加航行体的体积和质量。
2、本发明的装置在调节过程中通过传感器实时监测调节的效果,并实时的调整来满足调节要求。
附图说明
图1为该装置结构原理图;
图2舱内前置油箱向舱内后置油箱传输燃油流程图;
图3左侧舱外单元向右侧舱外单元传输燃油流程图;
图4左侧舱外单元向舱内前置油箱传输燃油流程图;
其中:L1~L3,左侧舱外油箱;L1.1~L3.1,左侧舱外油箱燃油控制阀;L1.2~L3.2,左侧舱外油箱通气控制阀;11.1,左侧舱外总进口控制阀;8.1,左侧舱外进口压力计;7.3,左侧舱外进口流量计;11.2,左侧舱外总出口控制阀;8.2,左侧舱外出口压力计;7.2,左侧舱外出口流量计;
R1~R3,右侧舱外油箱;R1.1~R3.1,右侧舱外油箱燃油控制阀;R1.2~R3.2,右侧舱外油箱通气控制阀;12.2,右侧舱外总出口控制阀;7.4,右侧舱外出口流量计;8.4右侧舱外出口压力计;12.1,右侧舱外总进口控制阀;7.5,右侧舱外进口流量计;8.3右侧舱外进口压力计;
1,前置左侧燃油箱;1.3,前置左侧燃油箱通气阀;1.1,前置左侧燃油箱进口阀;1.2,前置左侧燃油箱出口阀;2,前置右侧燃油箱;2.3,前置右侧燃油箱通气阀;2.1,前置右侧燃油箱进口阀;2.2,前置右侧燃油箱出口阀;3,柴油机日供油箱;3.2,日供油箱通气阀;3.1,日供油箱燃油阀;4,通气油箱;4.1,通气油箱放油阀;4.2,通气油箱通气阀;4.3,通气过滤器;5,后置左侧燃油箱;5.3,后置左侧燃油箱通气阀;5.1,后置左侧燃油箱进口阀;5.2,后置左侧燃油箱出口阀;6,后置右侧燃油箱;6.3,后置右侧燃油箱通气阀;6.1,后置右侧燃油箱进口阀;6.2,后置右侧燃油箱出口阀;7.1,舱内流量计;13.2,总进油口;13.1,总出油口;9.1、9.2,燃机;10,燃油泵。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。
本发明涉及一种基于燃油传输的燃机动力海洋机器人衡重状态自主调节方法及装置。该装置一方面作为海洋机器人的燃油单元,可以存储燃油,为燃机提供燃油;另一方面作为海洋机器人的衡重状态调节装置,可以调节重心位置、浮心位置、浮力大小等衡重参数。该装置通过调节舱外软质油箱的燃油量来调节浮力,可以通过调节舱内硬质油箱和舱外软质油箱的燃油量来调节质心,实现海洋机器人的衡重状态自主调节。
该装置使用海洋机器人所携带的燃油作为自身衡重状态的调节手段,可以代替传统、独立的浮力调节装置。该装置由舱内硬质油箱、舱外软体油箱、燃油泵、燃机供油箱、传感器及电磁控制阀等构成。所述传感器包括液位传感器、压力传感器、流量传感器。
该装置需要在海洋机器人的左、右侧舱外以及密封舱内的前、后部四个区域分别放置燃油箱,每个区域放置的燃油箱不少于两个;柴油机和燃油泵放置于密封舱内中部。舱内硬质油箱具有进油口、出油口及通气口,每个口均设有电磁阀;舱外软体油箱有燃油口、通气口,每个口均设有电磁阀;每个舱外燃油单元均有一个总进油口、总出油口。
舱内燃油箱、供油箱的进口都通过总进油管路与燃油泵出油口连接,舱内燃油箱、通气油箱的出口都通过总出油管路与燃油泵吸油口连接;舱内燃油箱、供油箱都通过单独的通气管路与通气油箱连接,通气油箱通过过滤器与舱内大气联通。位于航行体同一舱外单元的舱外油箱的燃油口在舱外汇合后在舱外总控制阀的控制下可以与舱内总进油管路或舱内总出油管路连接。
燃机的吸油口与供油箱的出油口连接,使燃机可以从供油箱中吸取燃油,多个燃机可以使用一个供油箱。
通气装置与密封舱内部空气之间存在通气控制阀及空气滤清器;通气控制阀能够在通气装置不使用时,使燃油系统与密封舱完全隔离;空气滤清器一方面能够防止杂物通过通气装置进入燃油系统,另一方面可防止燃油(及其蒸汽)进入密封舱内。
该装置的原理如图1所示,从功能上可以将该装置分为左侧舱外单元、右侧舱外单元、舱内单元。其中:左侧舱外单元包括左侧舱外油箱(L1~L3),左侧舱外油箱控制阀(L1.1~L3.1,L1.2~L3.2),左侧舱外总控制阀(11.1、11.2),左侧舱外传感器(8.1、8.2、7.2、7.3);右侧燃油单元包括右侧舱外油箱(R1~R3),右侧舱外油箱控制阀(R1.1~R3.1、R1.2~R3.2),右侧舱外总控制阀(12.1、12.2),右侧舱外传感器(7.4、7.5、8.3、8.4);剩余部分均属于舱内单元。
该装置的舱内单元可分为三部分:位于舱内前段的前置燃油箱部分,包括前置左侧燃油箱1,前置左侧燃油箱控制阀(1.1、1.2、1.3),前置右侧燃油箱2,前置右侧燃油箱控制阀(2.1、2.2、2.3);位于舱内后段的后置燃油箱部分,包括后置左侧燃油箱5,后置左侧燃油箱控制阀(5.1、5.2、5.3),后置右侧燃油箱6,后置右侧燃油箱控制阀(6.1、6.2、6.3),位于舱内中段的功能部分,包括燃机(9.1、9.2)、供油箱3及供油箱控制阀(3.1、3.2),通气油箱4及其控制阀(4.1、4.2),燃油泵10,流量计7.1。
本实施例中燃油箱(1、2、5、6、L1、L2、L3、R1、R2、R3)均沿与海洋机器人前进的垂直方向排列。
如图1所示,舱内燃油箱、供油箱的进口都通过总进油管路与燃油泵出油口连接,舱内燃油箱、通气油箱的出口都通过总出油管路与燃油泵吸油口连接;舱内燃油箱、供油箱都通过单独的通气管路与通气油箱连接,通气油箱通过过滤器与舱内大气联通。位于航行体同一舱外单元的舱外油箱的燃油口在舱外汇合后在舱外总控制阀的控制下可以与舱内总进油管路或舱内总出油管路连接。
在需要该装置进行衡重状态调节时,该装置会根据陀螺仪等传感器的检测检测结果将调整过程分解为浮力大小调节、质心位置前后调节、质心位置左右调节三个过程。在调节过程中利用陀螺仪实时检测海洋机器人的姿态变化,直至满足调节要求
该装置利用舱外软质油箱体积的变化,调节航行体的浮力位置;利用燃油在不同油箱间的转输,实现对航行体质心位置的调整;具体如下所述。
1、浮力的调节功能是通过改变装置内舱外软质油箱(L1~L3、R1~R3)的排水体积来实现,即:将舱内油箱的燃油转移至舱外,可以增加舱外软质油箱的排水体积,增加浮力;将舱外软质油箱的燃油转移至舱内,可以减小舱外软质油箱的排水体积,减小浮力。
2、质心位置调节功能可通过装置内各个油箱之间的燃油传输来实现。在舱内前置油箱及舱内后置油箱之间进行传输,可以调节质心的前后位置;在左侧舱外单元与右侧舱外单元之间进行燃油传输,可以调节质心的左右位置。
由于该装置能够实现的调整主要为浮力大小调节、质心位置前后调节、质心位置左右调节三个过程,每次调节都需要通过三个过程的配合来完成。海洋机器人在航行过程中通过陀螺仪检测自身的姿态,通过该装置调节航行体的衡重状态时,需要将调节量分解为浮力大小的变化、质心位置前后变化及质心位置左右变化,使该装置能够完成调节。
该装置根据调节量的大小通过经验来确定燃油传输的燃油量的参考值(该参考值作为验证调节结果、判断故障的参考,不作为是否停止调节过程的依据),然后再调节过程中通过流量传感器(总流量计7.1)来检测实时传输的燃油量。同时,该装置在调节过程中利用陀螺仪实时检测海洋机器人的姿态变化,合理的安排、校正调节过程及调节量直至满足调节要求。
本实施例中将该装置按照衡重状态调节目的的不同可以分为三个过程:舱内前置油箱与舱内后置油箱之间的传输,左侧舱外单元与右侧舱外单元之间的传输,舱内单元与舱外单元之间的传输,具体过程如下。
1、左侧舱外单元向舱内前置油箱传输燃油
如图4所示,该过程的目的是减小海洋机器人的浮力。
(1)、根据上次传输完成后的状态,判断左侧舱外燃油箱L1内燃油量是否可用,若剩余燃油不足则更换为左侧舱外燃油箱L2或L3;判断前置左侧燃油箱1内燃油量是否可用,若油箱已满则更换为前置右侧燃油箱2,若都不满足条件则终止该过程。
(2)、打开左侧舱外燃油箱L1、舱内前置左侧燃油箱1的控制阀,包括控制阀(L1.1、1.1、1.3)以及通气油箱的通气阀4.2,打开左侧舱外总出口控制阀11.2。
(3)、打开燃油泵10,开始燃油传输过程。
(4)、在传输过程中,通过左侧舱外出口流量计7.2来计算左侧舱外油箱(L1~L3)的燃油量、左侧舱外出口压力计8.2检测左侧舱外油箱L1的燃油压力,通过流量计7.1来检测燃油流量,根据检测结果判断传输过程是否正常(即流量计和压力计所测数据在阈值范围内),通过陀螺仪检测的数据来判断海洋机器人在垂直方向上的位置变化。
①、在该过程中,如果左侧舱外燃油箱L1的燃油量低于设定值,则更换为左侧舱外燃油箱L2。更换油箱的具体过程为:停止燃油泵10,关闭左侧舱外燃油箱L1控制阀L1.1,打开左侧舱外燃油箱L2控制阀L2.1,打开燃油泵10,继续传输过程。
②、在该过程中,如果前置左侧燃油箱1高于最高油位,则更换为前置右侧燃油箱2。更换油箱的具体过程为:停止燃油泵10,关闭前置左侧燃油箱1控制阀(1.1、1.3),打开前置右侧燃油箱2控制阀(2.1、2.3),打开燃油泵10,继续传输过程。
③、在该过程中出现其他异常时,即各传感器所测数值超出正常范围时,可根据严重情况停止该过程。
(5)、当通过陀螺仪检测的数据显示海洋机器人在垂直方向上位于正常范围内后,即认为调节目的完成停止该过程,即停止燃油泵10,关闭左侧舱外燃油箱L2控制阀L2.1,关闭舱内前置右侧燃油箱2的控制阀(2.1、2.3),关闭左侧舱外总出口控制阀11.2,最后关闭通气油箱的通气阀(4.2)。
(6)、左侧舱外油箱向左侧舱内油箱传输燃油传输过程完成。
2、舱内前置油箱向舱内后置油箱传输燃油
如图2所示,该过程的目的是将海洋机器人的质心向后调整。
(1)、根据上次传输完成后的状态,判断前置左侧燃油箱1内燃油量是否可用,若剩余燃油不够则更换为前置右侧燃油箱2;判断后置左侧油箱5内燃油量是否可用,若油箱已满则更换为后置右侧油箱6,若都不满足条件则终止该过程。
(2)、打开通气油箱4控制阀及前置左侧燃油箱1、后置左侧油箱5的控制阀,包括控制阀(1.2、1.3、4.2、5.1、5.3)。
(3)、打开燃油泵10,开始燃油传输过程。
(4)、在传输过程中,通过各燃油箱内的液位传感器来检测各个油箱的燃油量变化,通过流量计7.1来检测燃油流量,根据检测结果判断传输过程是否正常(即流量计所测燃油流量在阈值范围内),通过陀螺仪检测的数据来判断质心的位置变化。
①、在该过程中,如果前置左侧燃油箱1低于最低油位,则更换为前置右侧燃油箱2。更换油箱的具体过程为:停止燃油泵10,关闭前置左侧燃油箱1控制阀(1.2、1.3),打开前置右侧燃油箱2控制阀(2.2、2.3),打开燃油泵10,继续传输过程。
②、在该过程中,如果后置左侧油箱5的液位高于最高油位,则更换为后置右侧油箱6。更换油箱的具体过程为停止燃油泵10,关闭后置左侧油箱5的(5.1、5.3),打开后置右侧油箱6的控制阀(6.1、6.3),打开燃油泵10,继续传输过程。
③、在该过程中出现其他异常时,即各传感器所测数值超出正常范围时,可根据严重情况停止该过程。
(5)、当通过陀螺仪检测的数据来显示质心的位置在前后方向上位于正常范围内后,即认为调节目的完成停止该过程,即停止燃油泵10,关闭前置右侧燃油箱2控制阀(2.2、2.3),关闭后置右侧油箱6的控制阀(6.1、6.3),关闭通气油箱4的通气控制阀(4.2)。
(6)、舱内前置油箱向舱内后置油箱传输燃油传输过程完成。
3、左侧舱外单元向右侧舱外单元传输燃油
如图3所示,该过程的目的是将海洋机器人的质心向右调整。
(1)、根据上次传输完成后的状态,判断左侧舱外燃油箱L1内燃油量是否可用,若剩余燃油不足则更换为左侧舱外燃油箱L2或L3;判断右侧舱外燃油箱R1内燃油量是否可用,若油箱已满则更换为右侧舱外燃油箱R2或R3,若都不满足条件则终止该过程。
(2)、打开左侧舱外燃油箱L1、右侧舱外燃油箱R1的控制阀,包括控制阀(L1.1、R1.1),打开左侧舱外总出口控制阀11.2,右侧舱外总进口控制阀12.1。
(3)、打开燃油泵10,开始燃油传输过程。
(4)、在传输过程中,通过左侧舱外出口流量计7.2来计算左侧舱外油箱(L1~L3)的燃油量、左侧舱外出口压力计8.2检测左侧舱外油箱L1的燃油压力,通过右侧舱外进口流量计7.5来计算右侧舱外油箱R1的燃油量、右侧舱外进口压力计8.3,检测右侧舱外油箱(R1~R3)的燃油压力,通过流量计7.1来检测燃油流量,根据检测结果判断传输过程是否正常(即流量计和压力机所测数据在阈值范围内),通过陀螺仪检测的数据来判断质心的位置变化。
①、在该过程中,如果左侧舱外燃油箱L1的燃油量低于设定值,则更换为左侧舱外燃油箱L2。更换油箱的具体过程为:停止燃油泵10,关闭左侧舱外燃油箱L1控制阀L1.1,打开侧舱外燃油箱L2控制阀L2.1,打开燃油泵10,继续传输过程。
②、在该过程中,如果右侧舱外燃油箱R1的燃油量高于设定值,则更换为右侧舱外燃油箱R2。更换油箱的具体过程为停止燃油泵10,关闭右侧舱外燃油箱R1的控制阀R1.1,打开右侧舱外燃油箱R2的控制阀R2.1,打开燃油泵10,继续传输过程。
③、在该过程中出现其他异常时,即各传感器所测数值超出正常范围时,可根据严重情况停止该过程。
(5)、当通过陀螺仪检测的数据来显示质心的位置在左右方向上位于正常范围内后,即认为调节目的完成停止该过程,即停止燃油泵10,关闭右侧舱外燃油箱R2控制阀R2.1,关闭左侧舱外燃油箱L2的控制阀L2.1,关闭左侧舱外总出口控制阀11.2,右侧舱外总进口控制阀12.1。
(6)、左侧舱外油箱向右侧舱外油箱传输燃油传输过程完成。
Claims (10)
1.基于燃油传输的海洋机器人衡重状态自主调节装置,其特征在于:包括燃油箱(1、2、5、6、L1、L2、L3、R1、R2、R3)、供油箱(3)、通气油箱(4)、燃机(9.1、9.2)、燃油泵(10)及电磁控制阀;
燃油箱(1、2、5、6、L1、L2、L3、R1、R2、R3)、供油箱(3)的进口都经各自的电磁控制阀通过总进油管路与燃油泵(10)出油口连接,
燃油箱(1、2、5、6、L1、L2、L3、R1、R2、R3)、通气油箱(4)的出口都经各自的电磁控制阀通过总出油管路与燃油泵(10)吸油口连接;
燃油箱(1、2、5、6、L1、L2、L3、R1、R2、R3)、供油箱(3)的通气口都经各自的电磁控制阀通过单独的通气管路与通气油箱(4)连接,通气油箱(4)的通气口通过过滤器(4.3)与舱内大气连通;
供油箱(3)的出口与燃机(9.1、9.2)连接。
2.根据权利要求1所述的基于燃油传输的海洋机器人衡重状态自主调节装置,其特征在于:所述燃油箱(1、2、5、6、L1、L2、L3、R1、R2、R3)为多个,分布于海洋机器人的舱内前、后部以及舱外左、右侧;分布于海洋机器人舱内前、后部的燃油箱(1、2、5、6)数量均至少为两个,分布于舱外左、右侧的燃油箱(L1、L2、L3、R1、R2、R3)数量相同且至少为两个。
3.根据权利要求1所述的基于燃油传输的海洋机器人衡重状态自主调节装置,其特征在于:所述供油箱(3)、通气油箱(4)、燃机(9.1、9.2)、燃油泵(10)均设置于舱内中部,所述通气油箱(4)设置于燃油泵(10)以及与燃机(9.1、9.2)连接的供油箱(3)之间,且高于供油箱(3)、燃机(9.1、9.2)、燃油泵(10)、燃油箱(1、2、5、6、L1、L2、L3、R1、R2、R3)。
4.根据权利要求1所述的基于燃油传输的海洋机器人衡重状态自主调节装置,其特征在于:所述燃油箱(1、2、5、6、L1、L2、L3、R1、R2、R3)中位于航行体舱外同一侧的燃油箱的燃油口,在舱外汇合后经总控制阀、总流量计、总压力计与舱内总进油管路或舱内总出油管路连接。
5.基于燃油传输的海洋机器人衡重状态自主调节方法,其特征在于包括以下步骤:
海洋机器人在航行过程中根据陀螺仪所检测到的自身姿态数据判断质心位置并将姿态数据转换成垂直方向的所要调节的位移偏移量、前进方向和左右方向所要调节的角度偏移量,根据各方向的偏移量设定燃油传输的燃油量的参考值,并通过流量计实时检测传输的燃油量,通过控制电磁阀使燃油在燃油箱之间传输燃油来调节海洋机器人的衡重状态。
6.根据权利要求5所述的基于燃油传输的海洋机器人衡重状态自主调节方法,其特征在于:所述通过控制电磁阀使设定量的燃油在燃油箱之间传输包括以下步骤:
首先通过控制舱内、外的各个控制阀使定量的燃油在舱内、外的燃油箱之间传输;
然后通过控制舱内各个控制阀使定量的燃油在舱内前、后部的燃油箱之间传输;
最后通过控制舱外两侧燃油箱的各个控制阀以及总进油管路控制阀、总出油管路控制阀使定量的燃油在舱外两侧的燃油箱之间传输。
7.根据权利要求6所述的基于燃油传输的海洋机器人衡重状态自主调节方法,其特征在于:所述首先通过控制舱内、外的各个控制阀使定量的燃油在舱内、外的燃油箱之间传输包括以下步骤:
打开舱内通气油箱(4)的通气阀;
当垂直方向的位移偏移量为负即浮力偏小时,打开舱内某个燃油箱的出口控制阀和通气阀、以及舱外某个燃油箱的燃油控制阀和总进口控制阀;
当垂直方向的位移偏移量为正即浮力偏大时,打开舱内某个燃油箱的进口控制阀和通气阀、以及舱外某个燃油箱的燃油控制阀和总出口控制阀;
启动燃油泵(10)使燃油传输,直至陀螺仪检测到的姿态数据转换成的垂直方向位置在设定值的误差范围内为止。
8.根据权利要求6所述的基于燃油传输的海洋机器人衡重状态自主调节方法,其特征在于:所述通过控制舱内各个控制阀使定量的燃油在舱内前、后部的燃油箱之间传输包括以下步骤:
打开舱内通气油箱(4)的通气阀;
当质心偏前时,打开前部某个燃油箱的出口控制阀和通气阀、以及舱内后部某个燃油箱的进口控制阀和通气阀;
当质心偏后时,打开后部某个燃油箱的出口控制阀和通气阀、以及舱内前部某个燃油箱的进口控制阀和通气阀;
启动燃油泵(10)使燃油传输,直至陀螺仪检测到的姿态数据转换成的前进方向角度偏移量在设定值的误差范围内为止。
9.根据权利要求6所述的基于燃油传输的海洋机器人衡重状态自主调节方法,其特征在于:所述通过控制舱外两侧燃油箱的各个控制阀以及总进口控制阀、总出口控制阀使定量的燃油在舱外两侧的燃油箱之间传输包括以下步骤:
打开左侧舱外某个燃油箱的控制阀和右侧舱外某个燃油箱的控制阀;
当质心偏左时,打开舱外左侧总出口控制阀、舱外右侧总进口控制阀;
当质心偏右时,打开舱外右侧总出口控制阀、舱外左侧总进口控制阀;
启动燃油泵(10)使燃油传输,直至陀螺仪检测到的姿态数据转换成的左右方向角度偏移量在设定值的误差范围内为止。
10.根据权利要求6所述的基于燃油传输的海洋机器人衡重状态自主调节方法,其特征在于:当舱内前、后部以及舱外左、右侧的某个燃油箱的油量低于或高于限值时,则停止燃油泵(10),关闭该燃油箱的控制阀,并将同区域内与其相邻的燃油箱的控制阀打开,启动燃油泵(10)使燃油传输。
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