CN107963194A - 一种全电浮力调节装置 - Google Patents

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王智慧
李国强
麻翠娟
朱熠
戴捷
杨晨炜
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    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
    • B63G8/00—Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
    • B63G8/14—Control of attitude or depth
    • B63G8/22—Adjustment of buoyancy by water ballasting; Emptying equipment for ballast tanks

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Abstract

本发明属于水下潜航器技术领域，具体涉及一种全电浮力调节装置。本发明中，活塞插入在缸筒的内部；滚珠丝杠与滚珠螺母的连接，滚珠螺母与活塞的活塞杆固定连接，在缸筒中作往复运动；轴承套在滚珠丝杠上，并安装在缸筒内部，动力与驱动控制组件通过联轴器与滚珠丝杠连接，动力与驱动控制组件与缸筒连接并密封；皮囊为软材料，布置在缸筒外部；管道与缸筒连接，并设有密封圈，管道与皮囊连接；阀门固定安装在缸筒内部左侧，根据指令实现对管道闭合/连通；位移传感器固定安装在缸筒内部的条状安装台上，位移传感器与活塞之间为活动连接，接触段设有密封圈；水密插座与缸筒连接，并设有密封圈。本发明能够实现对水下潜航器进行高精度的浮力调节。

Description

一种全电浮力调节装置
技术领域
本发明属于水下潜航器技术领域，具体涉及一种全电浮力调节装置。
背景技术
水下潜航器在水下航行时，往往需要对潜航器受到的浮力进行微调。现有的浮力调节装置中，液压浮力调节装置应用非常广泛。这类调节装置中，用流量计对排出或吸入工质的流量进行测量，进而计算得到调节体积的大小。用这种办法多次测量时，得到的数值累积误差比较大，测量精度不够高。在对浮力调节精度要求非常高的场合，需要设计一种可以对液体工质体积进行精确测量的浮力调节装置。另外，采用液压泵的装置中，为了使泵得到良好的润滑，液压工质多采用液压油，这就存在油液泄漏污染水质的风险。近年来，机电技术的发展使得在功率不是很大的场合可以用机电伺服系统替代液压伺服系统。
发明内容
本发明解决的技术问题：针对现有技术的不足，本发明提供一种全电浮力调节装置，能够实现对水下潜航器进行高精度的浮力调节。
本发明采用的技术方案：
一种全电浮力调节装置，包括缸筒、活塞、滚珠丝杠、滚珠螺母、轴承、联轴器、动力与驱动控制组件、皮囊、管道、阀门、位移传感器、水密插座；活塞插入在缸筒的内部；滚珠丝杠与滚珠螺母的连接，滚珠螺母与活塞的活塞杆固定连接，在缸筒中作往复运动；轴承套在滚珠丝杠上，并安装在缸筒内部，动力与驱动控制组件通过联轴器与滚珠丝杠连接，动力与驱动控制组件与缸筒连接并密封；皮囊为软材料，布置在缸筒外部；管道与缸筒连接，并设有密封圈，管道与皮囊连接；阀门固定安装在缸筒内部左侧，根据指令实现对管道闭合/连通；位移传感器固定安装在缸筒内部的条状安装台上，位移传感器与活塞之间为活动连接，接触段设有密封圈；水密插座与缸筒连接，并设有密封圈。
所述活塞将缸筒内腔分成左右两个密封空间，左侧空间充满液体工质，右侧充满气体工质。
所述驱动与控制组件可以根据上位机指令带动滚珠丝杠旋转指定角度，进而带动滚珠螺母移动相应的距离；动力与驱动组件、线位移传感器通过水密插座与缸筒外部通讯。
通过位移传感器获得活塞的位移，精确计算出缸筒排出或吸入油液的体积，从而实现对浮力大小的精确测量。
本发明的有益效果：
(1)本发明提供一种全电浮力调节装置，能够减小累计误差，实现对水下潜航器进行高精度的浮力调节；
(2)本发明提供一种全电浮力调节装置，其外壳各部分之间均采用固定密封，密封性能好；没有液压泵，可采用水作为工作介质，无污染风险。
附图说明
图1为本发明提供一种全电浮力调节装置结构示意图；
图2为定质心全电浮力调节装置结构示意图；
图中：1-缸筒、2-活塞、3-滚珠丝杠、4-滚珠螺母、5-轴承、6-联轴器、7-动力与驱动控制组件、8-皮囊、9-管道、10-阀门、11-位移传感器、12-水密插座、13-左调节机构、14-动力与驱动组件、15-右调节机构。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明提供的一种全电浮力调节装置作进一步详细说明。
实施例1
如图1所示，本发明提供的一种全电浮力调节装置，包括缸筒1、活塞2、滚珠丝杠3、滚珠螺母4、轴承5、联轴器6、动力与驱动控制组件7、皮囊8、管道9、阀门10、位移传感器11、水密插座12；
活塞2插入在缸筒1的内部，活塞2将缸筒1内腔分成左右两个密封空间，左侧空间充满液体工质，右侧充满气体工质；
滚珠丝杠3与滚珠螺母4的连接，滚珠螺母4与活塞2的活塞杆通过螺钉固定连接，在缸筒1中作往复运动；
轴承5套在滚珠丝杠3上，并安装在缸筒1内部，动力与驱动控制组件7通过联轴器6与滚珠丝杠3连接，同时，动力与驱动控制组件7与缸筒1通过螺栓连接，并密封；驱动与控制组件7可以根据上位机指令带动滚珠丝杠3旋转指定角度，进而带动滚珠螺母4移动相应的距离；
皮囊8为软材料，布置在缸筒1外部，且与缸筒1外壁接触；管道9与缸筒1通过螺纹连接，并设有密封圈，管道9与皮囊8连接；
阀门10固定安装在缸筒1内部左侧，根据指令实现对管道闭合/连通；
位移传感器11通过螺纹固定安装在缸筒1内部的条状安装台上，位移传感器11与活塞2之间为活动连接，接触段设有密封圈；通过位移传感器11获得活塞2的位移，精确计算出缸筒1排出或吸入油液的体积，从而实现对浮力大小的精确测量；
水密插座12与缸筒1通过螺纹连接，并设有密封圈，动力与驱动组件7、线位移传感器11通过水密插座12与缸筒1外部通讯。
本实施例的工作原理为：
正常工作时，整个浮力调节装置浸泡在水中。
需要增大浮力时，用活塞2推动液体工质，使液体工质经过阀门10流出缸筒1，再经过管道9流进皮囊8；皮囊8的体积增大，从而使得排开水的体积变大，整个浮力调节装置所受的浮力也就增大。皮囊8外设有保护罩，保护罩上有泄流孔。通过线位移传感器11可以精确测量出活塞2的位移，从而可精确计算出流出缸筒1的液体工质的体积。
需要减小浮力时，用滚珠丝杠带动活塞2向右运动，液体工质在外部流体压力作用下，从皮囊8经过管道9、阀门10流入缸筒1；皮囊体积缩小，从而使得整个浮力调节装置所受的浮力减小。通过线位移传感器11可以精确测量出活塞2的位移，从而可精确计算出流入缸筒1的液体工质的体积。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于，本实施例采用双活塞对称布置。
如图2所示，左调节机构13与动力与驱动组件14外壳通过螺栓连接，并设有密封装置；动力与驱动组件14将机械能用联轴器带动左调节机构13的滚珠丝杠3旋转；右调节机构15与动力与驱动组件14之间的连接与上述相同。
本实施例的工作原理为：
动力与驱动控制组件有两个输出轴，同时带动两套滚珠丝杠3、活塞2同步对称运动。这就实现了在对浮力进行调节时，整个浮力调节装置的质心不变。

Claims (4)

1.一种全电浮力调节装置，其特征在于：包括缸筒(1)、活塞(2)、滚珠丝杠(3)、滚珠螺母(4)、轴承(5)、联轴器(6)、动力与驱动控制组件(7)、皮囊(8)、管道(9)、阀门(10)、位移传感器(11)、水密插座(12)；活塞(2)插入在缸筒(1)的内部；滚珠丝杠(3)与滚珠螺母(4)的连接，滚珠螺母(4)与活塞(2)的活塞杆固定连接，在缸筒(1)中作往复运动；轴承(5)套在滚珠丝杠(3)上，并安装在缸筒(1)内部，动力与驱动控制组件(7)通过联轴器(6)与滚珠丝杠(3)连接，动力与驱动控制组件(7)与缸筒(1)连接并密封；皮囊(8)为软材料，布置在缸筒(1)外部；管道(9)与缸筒(1)连接，并设有密封圈，管道(9)与皮囊(8)连接；阀门(10)固定安装在缸筒(1)内部左侧，根据指令实现对管道闭合/连通；位移传感器(11)固定安装在缸筒(1)内部的条状安装台上，位移传感器(11)与活塞(2)之间为活动连接，接触段设有密封圈；水密插座(12)与缸筒(1)连接，并设有密封圈。
2.根据权利要求1所述的一种全电浮力调节装置，其特征在于：所述活塞(2)将缸筒(1)内腔分成左右两个密封空间，左侧空间充满液体工质，右侧充满气体工质。
3.根据权利要求1所述的一种全电浮力调节装置，其特征在于：所述驱动与控制组件(7)可以根据上位机指令带动滚珠丝杠(3)旋转指定角度，进而带动滚珠螺母(4)移动相应的距离；动力与驱动组件(7)、线位移传感器(11)通过水密插座(12)与缸筒(1)外部通讯。
4.根据权利要求1所述的一种全电浮力调节装置，其特征在于：通过位移传感器(11)获得活塞(2)的位移，精确计算出缸筒(1)排出或吸入油液的体积，从而实现对浮力大小的精确测量。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110316343A (zh) * 2019-07-19 2019-10-11 中国地质科学院 一种浮力调节装置
CN112429186A (zh) * 2020-11-30 2021-03-02 华中科技大学鄂州工业技术研究院 浮力调节装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102248992A (zh) * 2011-05-13 2011-11-23 浙江大学 一种水下滑翔机浮力调节装置
CN104828222A (zh) * 2015-04-16 2015-08-12 浙江大学 活塞式浮力调节装置
CN205059972U (zh) * 2015-07-22 2016-03-02 上海交通大学 一种可精确控制的水下滑翔机浮力调节机构
CN205239872U (zh) * 2015-12-30 2016-05-18 中国科学院沈阳自动化研究所 水下机器人用滚动膜片式浮力调节装置
CN105644743A (zh) * 2014-11-10 2016-06-08 中国科学院沈阳自动化研究所 一种三体构型的长期定点观测型水下机器人

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102248992A (zh) * 2011-05-13 2011-11-23 浙江大学 一种水下滑翔机浮力调节装置
CN105644743A (zh) * 2014-11-10 2016-06-08 中国科学院沈阳自动化研究所 一种三体构型的长期定点观测型水下机器人
CN104828222A (zh) * 2015-04-16 2015-08-12 浙江大学 活塞式浮力调节装置
CN205059972U (zh) * 2015-07-22 2016-03-02 上海交通大学 一种可精确控制的水下滑翔机浮力调节机构
CN205239872U (zh) * 2015-12-30 2016-05-18 中国科学院沈阳自动化研究所 水下机器人用滚动膜片式浮力调节装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110316343A (zh) * 2019-07-19 2019-10-11 中国地质科学院 一种浮力调节装置
CN110316343B (zh) * 2019-07-19 2024-04-30 中国地质科学院 一种浮力调节装置
CN112429186A (zh) * 2020-11-30 2021-03-02 华中科技大学鄂州工业技术研究院 浮力调节装置

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