CN113479309B - 一种载人潜水器无动力纵倾辅助抑制装置及操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种载人潜水器无动力纵倾辅助抑制装置及操作方法，包括潜水器框架，所述潜水器框架上固定安装有装置支架，所述装置支架上表面中部位置安装有滑块随动机构，所述滑块随动机构的两端分别安装有艉部传动机构与艏部传动机构，所述艉部传动机构的上方配合安装有艉部浮力变化机构，艏部传动机构的上方配合安装有艏部浮力变化机构，利用潜水器纵倾时滑块的随动效应，通过传动机构使两套浮力变化机构产生浮力差，进而产生额外回复力矩，在无需外界动力介入的情况下能够随动辅助潜水器抑制纵倾，降低了潜水器的非作业能源消耗，同时，装置响应速度快，有效提升了潜水器对自由扰动的应对能力和舱内人员的舒适性。

Description

一种载人潜水器无动力纵倾辅助抑制装置及操作方法

技术领域

本发明涉及潜水器辅助设备技术领域，尤其是一种载人潜水器无动力纵倾辅助抑制装置及操作方法。

背景技术

载人潜水器在水下航行过程中常处于无纵倾水平状态，当受到海流等自由扰动时，潜水器会产生纵倾，不利于潜水器水下姿态的保持，且当纵倾较大时，对潜水器的航行产生不利影响，舱内人员舒适性急剧下降。当潜水器产生纵倾时，潜水器浮心和重心不在一条垂线上，从而产生一个回复力矩，抑制潜水器进一步纵倾，并使潜水器逐渐恢复至初始状态，实现潜水器纵倾的消除。该回复力矩与潜水器的稳心高的大小息息相关，对于同一台潜水器，其质量是固定值，稳心高越大，则回复力矩越大，对纵倾的抑制作用越大，因此，提高潜水器的回复力矩大小是抑制潜水器受到干扰产生的纵倾的主要手段。但是受到潜水器主尺度、总布置设计情况等因素影响，稳心高的大小有限，这就使得单纯依靠潜水器自身的回复力矩来抑制纵倾的能力有限，有必要提供额外回复力矩辅助潜水器抑制纵倾，提升潜水器对自由扰动的应对能力和舱内人员的舒适性。

现有技术中的潜水器所采用的纵倾抑制方式主要是通过操控纵倾调节装置改变潜水器重心或浮心位置，进而产生额外的回复力矩，使潜水器在自身回复力矩和额外回复力矩的共同作用下抑制纵倾。如一种抑制纵倾装置，包括滑块、步进电机及导轨，通过改变滑块位置达到抑制纵倾的目的；再如一种通过电机带动电池前后移动调节潜水器，进而实现潜水器姿态的控制。再如一种潜水器纵倾角度调节系统，通过泵组调节潜水器艏艉水银罐中水银液位高度实现潜水器纵倾的调节。

上述装置虽然均可以为潜水器提供额外的回复力矩，实现纵倾辅助抑制的功能，但均需要动力源，载人潜水器通常自带能源，频繁操作纵倾调节装置压缩了潜水器在水下的作业时间，同时，系统复杂，需要控制系统介入，响应速度较慢，难以随动抑制。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种载人潜水器无动力纵倾辅助抑制装置及操作方法，当潜水器在自由扰动的作用下产生纵倾时，辅助抑制装置能够在无外界动力介入的情况下为潜水器提供额外的回复力矩，辅助潜水器由纵倾状态恢复至初始状态，大大提高了潜水器的工作可靠性。

本发明所采用的技术方案如下：

一种载人潜水器无动力纵倾辅助抑制装置，包括潜水器框架，所述潜水器框架上固定安装有装置支架，所述装置支架上表面中部位置安装有滑块随动机构，所述滑块随动机构的两端分别安装有艉部传动机构与艏部传动机构，所述艉部传动机构的上方配合安装有艉部浮力变化机构，艏部传动机构的上方配合安装有艏部浮力变化机构。

其进一步技术方案在于：

所述滑块随动机构的结构为：包括位于装置支架两侧的导向支架，所述导向支架的下方内侧安装有导向轮，所述导向轮与装置支架的外侧面抵接，两个导向支架上方之间安装有滑块，所述滑块的底面设置有凹槽，所述凹槽内安装有多个滑动轮，所述滑动轮与装置支架的上表面抵接，所述滑块的两端分别固定有一号推杆和二号推杆，所述装置支架的上表面还对称设置有一号基座和二号基座，所述一号基座和二号基座上均开有导向孔，一号推杆穿过一号基座的导向孔，二号推杆穿过二号基座的导向孔，滑块与一号基座之间设有一号弹簧，一号弹簧套装在一号推杆上，滑块与二号基座之间设有二号弹簧，二号弹簧套装在二号推杆上。

一号推杆和二号推杆呈长条形结构，并在一号推杆和二号推杆的头部设置有台阶，台阶面上设置有纵向齿条。

所述艉部传动机构与艏部传动机构的结构相同。

艉部传动机构的结构为：包括固定在装置支架上表面的一对齿轮支架，两个齿轮支架之间通过滚子轴承安装转轴，所述转轴上同时安装有小齿轮和大齿轮。

滑块随动机构的端部设置有纵向齿条，艉部浮力变化机构的底部设置有垂向齿条，所述小齿轮与纵向齿条啮合，所述大齿轮与垂向齿条啮合。

所述艉部浮力变化机构和艏部浮力变化机构的结构相同。

艉部浮力变化机构的结构为：包括油舱，油舱外表面两侧分别通过油舱支架与潜水器框架固定连接，所述油舱内嵌有推板，推板底面中部位置安装有油囊推杆，油囊推杆伸出油舱底部。

所述油舱的顶面中间位置通过转接头安装油囊，位于推板上方的油舱和油囊内同时填充有密封介质，通过推板的上下移动控制密封介质进出油囊随动改变浮力变化机构的浮力大小。

所述装置支架用槽钢制造，装置支架呈“L”型结构。

一种载人潜水器无动力纵倾辅助抑制装置的操作方法，包括如下步骤：

载人潜水器向艏部发生倾斜，滑块沿潜水器纵向产生重力的分力，在重力分力的作用下，滑块带动一号推杆和二号推杆沿一号基座与二号基座上的导向孔构成的滑动通道向潜水器艏部滑动，在滑动的过程中，一号弹簧被拉伸，二号弹簧被压缩，直至一号弹簧与二号弹簧对滑块的合力与滑块沿潜水器纵向产生的重力分力平衡，滑块停止滑动；

在滑块滑动的过程中，一号推杆带动纵向齿条向潜水器艏部移动，纵向齿条与小齿轮发生啮合传动，大齿轮与小齿轮同时转动，通过大齿轮与垂向齿条的啮合传动，带动垂向齿条向下移动，垂向齿条的动作通过油囊推杆带动推板向下运动，油囊内的密封介质随推板向油舱内转移，油囊体积减小，艉部浮力变化机构浮力减小；

同时，相同的传动原理，二号推杆带动艏部传动机构和艏部浮力变化机构做运动，艏部浮力变化机构的浮力增加；由于艉部浮力变化机构的浮力减小，艏部浮力变化机构的浮力增大，且减小量和增加量相等，进而产生一个与潜水器纵倾运动趋势相反的力偶，该力偶与潜水器自身产生的回复力矩共同作用，抑制潜水器进一步纵倾，并使得潜水器逐渐恢复至初始状态。

本发明的有益效果如下：

本发明结构紧凑、合理，操作方便，利用潜水器纵倾时滑块的随动效应，通过传动机构使两套浮力变化机构产生浮力差，进而产生额外回复力矩，在无需外界动力介入的情况下能够随动辅助潜水器抑制纵倾，降低了潜水器的非作业能源消耗，同时，装置响应速度快，有效提升了潜水器对自由扰动的应对能力和舱内人员的舒适性。

附图说明

图1为本发明的安装示意图。

图2为本发明的结构示意图。

图3为本发明的主视图。

图4为本发明艉部浮力变化机构和滑块随动机构的侧视图。

图5为本发明艉部浮力变化机构的截面图。

图6为本发明艉部传动机构的结构示意图。

图7为本发明的主视图（标明纵向距离L2）。

其中：1、装置支架；2、艉部浮力变化机构；3、艉部传动机构；4、滑块随动机构；5、艏部浮力变化机构；6、艏部传动机构；7、潜水器框架；

201、油囊；202、转接头；203、油舱；204、油舱支架；205、油囊推杆；206、密封介质；207、推板；

301、纵向齿条；302、垂向齿条；303、齿轮支架；304、滚子轴承；305、小齿轮；306、大齿轮；

401、一号基座；402、一号推杆；403、一号弹簧；404、滑块；405、二号基座；406、二号弹簧；407、二号推杆；408、导向支架；409、滑动轮；410、导向轮。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1-图7所示，本实施例的载人潜水器无动力纵倾辅助抑制装置及操作方法，包括潜水器框架7，潜水器框架7上固定安装有装置支架1，装置支架1上表面中部位置安装有滑块随动机构4，滑块随动机构4的两端分别安装有艉部传动机构3与艏部传动机构6，艉部传动机构3的上方配合安装有艉部浮力变化机构2，艏部传动机构6的上方配合安装有艏部浮力变化机构5。

滑块随动机构4的结构为：包括位于装置支架1两侧的导向支架408，导向支架408的下方内侧安装有导向轮410，导向轮410与装置支架1的外侧面抵接，两个导向支架408上方之间安装有滑块404，滑块404的底面设置有凹槽，凹槽内安装有多个滑动轮409，滑动轮409与装置支架1的上表面抵接，滑块404的两端分别固定有一号推杆402和二号推杆407，装置支架1的上表面还对称设置有一号基座401和二号基座405，一号基座401和二号基座405上均开有导向孔，一号推杆402穿过一号基座401的导向孔，二号推杆407穿过二号基座405的导向孔，滑块404与一号基座401之间设有一号弹簧403，一号弹簧403套装在一号推杆402上，滑块404与二号基座405之间设有二号弹簧406，二号弹簧406套装在二号推杆407上。

一号推杆402和二号推杆407呈长条形结构，并在一号推杆402和二号推杆407的头部设置有台阶，台阶面上设置有纵向齿条301。

艉部传动机构3与艏部传动机构6的结构相同。

艉部传动机构3的结构为：包括固定在装置支架1上表面的一对齿轮支架303，两个齿轮支架303之间通过滚子轴承304安装转轴，转轴上同时安装有小齿轮305和大齿轮306。

滑块随动机构4的端部设置有纵向齿条301，艉部浮力变化机构2的底部设置有垂向齿条302，小齿轮305与纵向齿条301啮合，大齿轮306与垂向齿条302啮合。

艉部浮力变化机构2和艏部浮力变化机构5的结构相同。

艉部浮力变化机构2的结构为：包括油舱203，油舱203外表面两侧分别通过油舱支架204与潜水器框架7固定连接，油舱203内嵌有推板207，推板207底面中部位置安装有油囊推杆205，油囊推杆205伸出油舱203底部。

油舱203的顶面中间位置通过转接头202安装油囊201，位于推板207上方的油舱203和油囊201内同时填充有密封介质206，通过推板207的上下移动控制密封介质206进出油囊201随动改变浮力变化机构的浮力大小。

装置支架1用槽钢制造，装置支架1呈“L”型结构。

本实施例的载人潜水器无动力纵倾辅助抑制装置的操作方法，包括如下步骤：

载人潜水器向艏部发生倾斜，滑块404沿潜水器纵向产生重力的分力，在重力分力的作用下，滑块404带动一号推杆402和二号推杆407沿一号基座401与二号基座405上的导向孔构成的滑动通道向潜水器艏部滑动，在滑动的过程中，一号弹簧403被拉伸，二号弹簧406被压缩，直至一号弹簧403与二号弹簧406对滑块404的合力与滑块404沿潜水器纵向产生的重力分力平衡，滑块404停止滑动；

在滑块404滑动的过程中，一号推杆402带动纵向齿条301向潜水器艏部移动，纵向齿条301与小齿轮305发生啮合传动，大齿轮306与小齿轮305同时转动，通过大齿轮306与垂向齿条302的啮合传动，带动垂向齿条302向下移动，垂向齿条302的动作通过油囊推杆205带动推板207向下运动，油囊201内的密封介质206随推板207向油舱203内转移，油囊201体积减小，艉部浮力变化机构2浮力减小；

同时，相同的传动原理，二号推杆407带动艏部传动机构6和艏部浮力变化机构5做运动，艏部浮力变化机构5的浮力增加；由于艉部浮力变化机构2的浮力减小，艏部浮力变化机构5的浮力增大，且减小量和增加量相等，进而产生一个与潜水器纵倾运动趋势相反的力偶，该力偶与潜水器自身产生的回复力矩共同作用，抑制潜水器进一步纵倾，并使得潜水器逐渐恢复至初始状态。

本发明的具体结构和功能如下：

主要包括：装置支架1、艉部浮力变化机构2、艉部传动机构3、滑块随动机构4、艏部浮力变化机构5和艏部传动机构6。

其中，艉部传动机构3与艏部传动机构6结构相同，关于滑块随动机构4的中横剖面对称布置；

艉部浮力变化机构2与艏部浮力变化机构5结构相同，关于滑块随动机构4的中横剖面对称布置，艉部浮力变化机构2布置在艉部传动机构3的上方，艏部浮力变化机构5布置在艏部传动机构6的上方，装置整体沿纵向布置在载人潜水器框架7上，通过装置支架1与载人潜水器框架7固定连接。

滑块随动机构4的结构为：

包括一号基座401、一号推杆402、一号弹簧403、滑块404、二号基座405、二号弹簧406、二号推杆407、导向支架408、滑动轮409和导向轮410。

滑块随动机构4关于装置中横剖面对称布置，一号推杆402和二号推杆407分别与滑块404的两端端面固定连接，三者轴线在同一条直线上；一号基座401和二号基座405固定在装置支架1的上表面上，基座上设有导向孔，一号推杆402穿过一号基座401上的导向孔，二号推杆407穿过二号基座405上的导向孔，两个导向孔之间构成滑动通道，一号推杆402、滑块404和二号推杆407构成的整体可在通道内自由滑动；滑块404与一号基座401之间设有一号弹簧403，一号弹簧403套装在一号推杆402上，滑块404与二号基座405之间设有二号弹簧406，二号弹簧406套装在二号推杆407上，一号弹簧403与二号弹簧406完全相同，当滑块404滑动时，一个弹簧被压缩，另一个弹簧被拉伸，通过弹簧的作用，使滑块404随潜水器纵倾而滑动有限距离，纵倾角越大，滑动距离越远，当纵倾消失，滑块404恢复初始位置；滑块404底部与装置支架1上表面之间设置滑动轮409，滑动轮409沿装置支架1上表面滚动，同一号基座401和二号基座405协同作用，限制滑块404周向移动和纵向滚动；滑块404横向两侧分别设置导向支架408，导向支架408一端与滑块404侧向固定连接，另一端设置导向轮410，导向轮410沿装置支架1侧表面滚动，限制滑块404横向滚动。

艉部传动机构3与艏部传动机构6相同，以艉部传动机构3为例进行说明。艉部传动机构3的结构为：包括纵向齿条301、垂向齿条302、齿轮支架303、滚子轴承304、小齿轮305和大齿轮306。其中，纵向齿条301安装固定在一号推杆402的一端，垂向齿条302安装固定在油囊推杆205的一端，齿轮支架303固定在装置支架1的上表面，滚子轴承304嵌套在齿轮支架303上，小齿轮305和大齿轮306同轴并固连为一体，纵向齿条301与小齿轮305啮合，垂向齿条302与大齿轮306啮合，通过小齿轮305和大齿轮306的直径比使得滑块404滑动较小的距离，通过啮合传动带动推板207移动较大的距离，进而产生较大体积的密封介质206进出油囊201。由于艉部传动机构3与艏部传动机构6关于装置中纵剖面对称布置，因此，在纵向齿条301的传动过程中，艉部传动机构3与艏部传动机构6中的垂向齿条302的移动方向相反，进而使得艉部浮力变化机构2和艏部浮力变化机构5的浮力变化相反。

艉部浮力变化机构2和艏部浮力变化机构5相同，以艉部浮力变化机构2为例进行说明。艉部浮力变化机构2的结构为：包括油囊201、转接头202、油舱203、油舱支架204、油囊推杆205、密封介质206和推板207。其中，油舱203通过油舱支架204与潜水器载体框架固定连接；油囊201与油舱203通过转接头202互相连通且填充密封介质206；推板207内嵌在油舱203内部，油囊推杆205的末端与推板207的下表面连接，通过推板207的上下移动控制密封介质206进出油囊201随动改变浮力变化机构的浮力大小。

通过传动机构将滑块随动机构4和浮力变化机构连接为一个整体，艉部浮力变化机构2和艏部浮力变化机构5中填充相同体积的密封介质206，密封介质206可充满整个油舱203，初始状态时，艉部浮力变化机构2和艏部浮力变化机构5中的密封介质206一半在油舱203内部，另一半在油囊201内部，油舱203中的推板207均处于油舱203的一半位置，装置整体处于动态平衡状态。滑块404的重量远小于潜水器的重量，且控制滑块404在较小的范围内滑动，滑块404的移动对潜水器重心和浮心的影响可忽略不计。

本发明运行过程为：

（一）载人潜水器受海流干扰产生艏倾（艏部下沉，艉部上翘）：

在载人潜水器向艏部倾斜的过程中，滑块404沿潜水器纵向产生重力的分力，在重力分力的作用下，滑块404带动一号推杆402和二号推杆407沿一号基座401与二号基座405上的导向孔构成的滑动通道向潜水器艏部滑动，在滑动的过程中，一号弹簧403被压缩，二号弹簧406被拉伸，直至一号弹簧403与二号弹簧406对滑块404的合力与滑块404沿潜水器纵向产生的重力分力平衡，滑块404停止滑动。

在滑块404滑动的过程中，一号推杆402带动纵向齿条301向潜水器艏部移动，纵向齿条301与小齿轮305啮合传动，大齿轮306与小齿轮305同时转动，通过大齿轮306与垂向齿条302的啮合传动，带动垂向齿条302向下移动，垂向齿条302通过油囊推杆205带动推板207向下运动，油囊201内的密封介质206随推板207向油舱203内转移，油囊201体积减小，艉部浮力变化机构2浮力减小，减小量为

（

为海水密度，

为油囊体积的减小量）。

同时，相同的传动原理，二号推杆407带动艏部传动机构6中的纵向齿条向潜水器艏部移动，此时，艏部浮力变化机构5中的垂向齿条向上移动，通过油囊推杆带动推板向上移动，进而推动密封介质进入油囊，油囊体积增大，艏部浮力变化机构5浮力增加，增加量为

（

为海水密度，

为油囊体积的减小量）。艉部浮力变化机构2和艏部浮力变化机构5中的油囊的纵向距离为L2，由于艉部浮力变化机构2的浮力减小，艏部浮力变化机构5的浮力增大，且减小量和增加量相等，进而产生一个与潜水器纵倾运动趋势相反的力偶，大小为

，该力偶与潜水器自身产生的回复力矩共同作用，抑制潜水器进一步纵倾，并使得潜水器逐渐恢复至初始状态。

在潜水器恢复至初始状态的过程中，滑块404沿潜水器纵向的重力分力逐渐减小，在一号弹簧403与二号弹簧406的共同作用下，滑块404向初始位置滑动，进而带动一号推杆402和二号推杆407沿一号基座401与二号基座405上的导向孔构成的滑动通道向潜水器艉部滑动，通过艉部传动机构3，垂向齿条302通过油囊推杆205带动推板207向上移动，油囊201内的密封介质206随推板207逐渐向油囊201内转移，油囊201体积逐渐增大，艉部浮力变化机构2浮力逐渐增加，同时，艏部浮力变化机构5的浮力逐渐减小，产生的力偶大小逐渐变小，当潜水器恢复至水平状态时，滑块404滑动至初始位置，艉部浮力变化机构2和艏部浮力变化机构5中的推板回至初始位置，艉部浮力变化机构2和艏部浮力变化机构5中的油囊恢复至初始体积，浮力差消失，力偶消失，潜水器稳定在初始状态，纵倾消除，实现了辅助潜水器抑制纵倾的目的。

（二）载人潜水器受海流干扰产生艉倾（艏部上翘，艉部下沉）。

在载人潜水器向艉部倾斜的过程中，装置的运动与载人潜水器向艏部倾斜时相反，不再赘述。

本发明无需动力源，无外界动力介入的情况下为潜水器提供额外的回复力矩，辅助潜水器由纵倾状态恢复至初始状态，大大提高了潜水器的工作可靠性。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (8)

1.一种载人潜水器无动力纵倾辅助抑制装置，包括潜水器框架（7），其特征在于：所述潜水器框架（7）上固定安装有装置支架（1），所述装置支架（1）上表面中部位置安装有滑块随动机构（4），所述滑块随动机构（4）的两端分别安装有艉部传动机构（3）与艏部传动机构（6），所述艉部传动机构（3）的上方配合安装有艉部浮力变化机构（2），艏部传动机构（6）的上方配合安装有艏部浮力变化机构（5）；所述滑块随动机构（4）的结构为：包括位于装置支架（1）两侧的导向支架（408），所述导向支架（408）的下方内侧安装有导向轮（410），所述导向轮（410）与装置支架（1）的外侧面抵接，两个导向支架（408）上方之间安装有滑块（404），所述滑块（404）的底面设置有凹槽，所述凹槽内安装有多个滑动轮（409），所述滑动轮（409）与装置支架（1）的上表面抵接，所述滑块（404）的两端分别固定有一号推杆（402）和二号推杆（407），所述装置支架（1）的上表面还对称设置有一号基座（401）和二号基座（405），所述一号基座（401）和二号基座（405）上均开有导向孔，一号推杆（402）穿过一号基座（401）的导向孔，二号推杆（407）穿过二号基座（405）的导向孔，滑块（404）与一号基座（401）之间设有一号弹簧（403），一号弹簧（403）套装在一号推杆（402）上，滑块（404）与二号基座（405）之间设有二号弹簧（406），二号弹簧（406）套装在二号推杆（407）上。

2.如权利要求1所述的一种载人潜水器无动力纵倾辅助抑制装置，其特征在于：一号推杆（402）和二号推杆（407）呈长条形结构，并在一号推杆（402）和二号推杆（407）的头部设置有台阶，台阶面上设置有纵向齿条（301）。

3.如权利要求2所述的一种载人潜水器无动力纵倾辅助抑制装置，其特征在于：所述艉部传动机构（3）与艏部传动机构（6）的结构相同。

4.如权利要求3所述的一种载人潜水器无动力纵倾辅助抑制装置，其特征在于：艉部传动机构（3）的结构为：包括固定在装置支架（1）上表面的一对齿轮支架（303），两个齿轮支架（303）之间通过滚子轴承（304）安装转轴，所述转轴上同时安装有小齿轮（305）和大齿轮（306），

滑块随动机构（4）的端部设置有纵向齿条（301），艉部浮力变化机构（2）的底部设置有垂向齿条（302），所述小齿轮（305）与纵向齿条（301）啮合，所述大齿轮（306）与垂向齿条（302）啮合。

5.如权利要求4所述的一种载人潜水器无动力纵倾辅助抑制装置，其特征在于：所述艉部浮力变化机构（2）和艏部浮力变化机构（5）的结构相同。

6.如权利要求5所述的一种载人潜水器无动力纵倾辅助抑制装置，其特征在于：艉部浮力变化机构（2）的结构为：包括油舱（203），油舱（203）外表面两侧分别通过油舱支架（204）与潜水器框架（7）固定连接，所述油舱（203）内嵌有推板（207），推板（207）底面中部位置安装有油囊推杆（205），油囊推杆（205）伸出油舱（203）底部，

所述油舱（203）的顶面中间位置通过转接头（202）安装油囊（201），位于推板（207）上方的油舱（203）和油囊（201）内同时填充有密封介质（206），通过推板（207）的上下移动控制密封介质（206）进出油囊（201）随动改变浮力变化机构的浮力大小。

7.如权利要求1所述的一种载人潜水器无动力纵倾辅助抑制装置，其特征在于：所述装置支架（1）用槽钢制造，装置支架（1）呈“L”型结构。

8.一种利用权利要求1所述的载人潜水器无动力纵倾辅助抑制装置的操作方法，其特征在于：包括如下步骤：

载人潜水器向艏部发生倾斜，滑块（404）沿潜水器纵向产生重力的分力，在重力分力的作用下，滑块（404）带动一号推杆（402）和二号推杆（407）沿一号基座（401）与二号基座（405）上的导向孔构成的滑动通道向潜水器艏部滑动，在滑动的过程中，一号弹簧（403）被拉伸，二号弹簧（406）被压缩，直至一号弹簧（403）与二号弹簧（406）对滑块（404）的合力与滑块（404）沿潜水器纵向产生的重力分力平衡，滑块（404）停止滑动；

在滑块（404）滑动的过程中，一号推杆（402）带动纵向齿条（301）向潜水器艏部移动，纵向齿条（301）与小齿轮（305）发生啮合传动，大齿轮（306）与小齿轮（305）同时转动，通过大齿轮（306）与垂向齿条（302）的啮合传动，带动垂向齿条（302）向下移动，垂向齿条（302）的动作通过油囊推杆（205）带动推板（207）向下运动，油囊（201）内的密封介质（206）随推板（207）向油舱（203）内转移，油囊（201）体积减小，艉部浮力变化机构（2）浮力减小；

同时，相同的传动原理，二号推杆（407）带动艏部传动机构（6）和艏部浮力变化机构（5）做运动，艏部浮力变化机构（5）的浮力增加；由于艉部浮力变化机构（2）的浮力减小，艏部浮力变化机构（5）的浮力增大，且减小量和增加量相等，进而产生一个与潜水器纵倾运动趋势相反的力偶，该力偶与潜水器自身产生的回复力矩共同作用，抑制潜水器进一步纵倾，并使得潜水器逐渐恢复至初始状态。

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