CN114852291A - 一种用于海洋易腐蚀环境的浮潜舱装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于海洋易腐蚀环境的浮潜舱装置，浮潜舱装置包括装置筒体、设备舱体、液压浮力调节装置、外油囊和控制模组，装置筒体具有密封的内腔；设备舱体设置在装置筒体中，仪器能够放置在设备舱体中；液压浮力调节装置设置在装置筒体中，液压浮力调节装置包括内油箱、内气囊和二位四通电磁阀，内气囊设置在内油箱中，二位四通电磁阀能够切换油路方向；外油囊设置在装置筒体外，外油囊与液压浮力调节装置连通；控制模组设置在装置筒体中，控制模组能够操控液压浮力调节装置的工作，控制浮潜舱装置上浮或下潜。浮潜舱装置设置有设备舱体，并设计装置筒体内腔为密封空间，实现水下长期储存仪器。本发明可广泛应用于海洋工程装备技术领域。

Description

一种用于海洋易腐蚀环境的浮潜舱装置
技术领域
本发明涉及海洋工程装备技术领域，特别涉及一种用于海洋易腐蚀环境的浮潜舱装置。
背景技术
随着海洋开发事业的深入发展，人类无法直接进入深海进行勘探，针对不同的需求和海洋环境，需要设计各种功能的水下机器人设备以完成各种水下作业项目。由于海洋严苛的环境，绝大部分陆地上适用的设备无法直接在水下作业或者长期服役，目前已有的各种水下机器人，并没有考虑到长期水下储存仪器和设备等物品的需求。
发明内容
为解决上述技术问题中的至少之一，本发明提供一种用于海洋易腐蚀环境的浮潜舱装置，所采用的技术方案如下。
本发明所提供的用于海洋易腐蚀环境的浮潜舱装置包括装置筒体、设备舱体、液压浮力调节装置、外油囊和控制模组，所述装置筒体具有密封的内腔；所述设备舱体设置在所述装置筒体中，仪器能够放置在所述设备舱体中；所述液压浮力调节装置设置在所述装置筒体中，所述液压浮力调节装置包括内油箱、内气囊和二位四通电磁阀，所述内气囊设置在所述内油箱中，所述二位四通电磁阀能够切换油路方向；所述外油囊设置在所述装置筒体外，所述外油囊与所述液压浮力调节装置连通；所述控制模组设置在所述装置筒体中，所述控制模组能够操控所述液压浮力调节装置的工作。
本发明的某些实施例中，所述液压浮力调节装置包括驱动电机和齿轮泵。
本发明的某些实施例中，所述液压浮力调节装置包括保压阀，所述保压阀与所述外油囊连通。
本发明的某些实施例中，所述控制模组包括开关量输出模块，所述开关量输出模块能够控制所述液压浮力调节装置的启停。
本发明的某些实施例中，所述液压浮力调节装置包括温度传感器，所述温度传感器能够监测所述内油箱中液压油的温度。
本发明的某些实施例中，所述液压浮力调节装置包括压力传感器，所述压力传感器能够监测所述内油箱中液压油的压力。
本发明的某些实施例中，所述控制模块包括模拟量输出模块，所述模拟量输出模块能够控制所述驱动电机的转速。
本发明的某些实施例中，浮潜舱装置包括防护罩，所述防护罩设置在所述装置筒体外，所述防护罩与所述装置筒体连接，所述外油囊设置在所述防护罩中。
本发明的某些实施例中，浮潜舱装置包括供电模组，所述供电模组设置在所述装置筒体中。
本发明的某些实施例中，所述供电模组包括锂电池。
本发明的实施例至少具有以下有益效果：浮潜舱装置设置有设备舱体，并设计装置筒体内腔为密封空间，从而能够将仪器放置在浮潜舱装置中，实现水下长期储存仪器，并通过控制模组操控液压浮力调节装置控制浮潜舱装置上浮或下潜。本发明可广泛应用于海洋工程装备技术领域。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解。
图1为浮潜舱装置的结构图。
图2为浮潜舱装置的剖视图。
图3为液压浮力调节装置的油路示意图。
具体实施方式
下面结合图1至图3详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，若出现术语“中心”、“中部”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。限定有“第一”、“第二”的特征是用于区分特征名称，而非具有特殊含义，此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明涉及一种用于海洋易腐蚀环境的浮潜舱装置，浮潜舱装置包括装置筒体101、液压浮力调节装置和外油囊103，装置筒体101具有密封的内腔，仪器能够设置在装置筒体101中，液压浮力调节装置设置在装置筒体101中，外油囊103设置在装置筒体101外，外油囊103与液压浮力调节装置连通，液压浮力调节装置能够控制外油囊103中液压油的油量，以调整浮潜舱装置的浮力。
外油囊103能够变形，从而改变浮潜舱装置的排水量，调节浮力大小变化。具体地，油量增加，外油囊103的体积则增大，从而增大浮潜舱装置的浮力。相应地，油量减少，在水压作用下，外油囊103的体积减小，从而浮潜舱装置的浮力减小。
浮潜舱装置包括控制模组，控制模组设置在装置筒体101中，控制模组能够操控液压浮力调节装置的工作，控制模组能够启动或关闭液压浮力调节装置，能够通过远程操作控制上浮或下潜。具体地，控制模组设置为单片机控制系统，控制模组包括四路电磁继电器模块。
液压浮力调节装置包括内油箱201，结合附图，浮潜舱装置包括支架106，支架106设置在装置筒体101中，内油箱201与支架106连接。进一步地，液压浮力调节装置包括二位四通电磁阀203，二位四通电磁阀203与内油箱201连通，液压浮力调节装置具有液压油路块207。控制模组能够切换二位四通电磁阀203所处的位置，二位四通电磁阀203能够切换油路方向，将油路反向。
可以理解的是，液压浮力调节装置包括驱动电机204和齿轮泵205，驱动电机204设置为旋转无刷直流电机，驱动电机204与齿轮泵205通过联轴器连接，具体地，启动驱动电机204和齿轮泵205，内油箱201中的液压油进入外油囊103，浮潜舱装置的浮力增大。相应地，切换二位四通电磁阀203的位置，则能够改变油路方向，外油囊103中的液压油回流至内油箱201中，浮潜舱装置的浮力减小。
进一步地，液压浮力调节装置包括保压阀206，保压阀206设置为电磁阀，保压阀206与外油囊103连通。具体地，切换保压阀206，能够切断或连通外油囊103的油路。可以理解的是，控制模组能够操控驱动电机204、齿轮泵205、二位四通电磁阀203、保压阀206的工作。
结合附图，液压浮力调节装置包括内气囊202，内气囊202设置在内油箱201中，通过内气囊202中的气体体积变化，再根据理想气体状态方程，检测内油箱201中的液压油体积变化。
一些示例中，液压浮力调节装置包括温度传感器，温度传感器设置在内油箱201的盖板上，温度传感器能够监测内油箱201中液压油的温度，根据理想气体状态方程，由温度传感器实时测得的温度值，能够计算出内油箱201中实时排出或吸入的液压油体积。
可以理解的是，温度传感器所产生的信号通过A/D转换器能够转换为数字信号，控制模组能够根据温度传感器获得的信号判断当前浮力调节量。
一些示例中，液压浮力调节装置包括压力传感器，压力传感器设置在内油箱201的盖板上，压力传感器能够监测内油箱201中液压油的压力，根据理想气体状态方程，由压力传感器实时测得的压力值，能够计算出内油箱201中实时排出或吸入的液压油体积。
可以理解的是，压力传感器所产生的信号通过A/D转换器能够转换为数字信号，控制模组能够根据压力传感器获得的信号判断当前浮力调节量。
控制模组包括开关量输出模块，开关量输出模块能够控制液压浮力调节装置的启停，控制模组比较当前浮力调节量和设定的目标浮力调节量，在当前浮力调节量达到设定的目标浮力调节量的情况下，控制模组通过开关量输出模块能够通过开关量输出模块控制电源、二位四通电磁阀203、保压阀206、驱动电机204和齿轮泵205关闭。
控制模块包括模拟量输出模块，模拟量输出模块能够控制驱动电机204的转速，控制外油囊103中液压油的变化速度，从而控制浮潜舱装置浮力的变化，控制浮潜舱装置上浮或下潜的速度。
可以理解的是，浮潜舱装置包括供电模组105，通过电源电路变压后，供电模组105能够为控制装置、液压浮力调节装置分别供电，供电模组105设置在装置筒体101中。具体地，供电模组105与支架106连接。一些示例中，供电模组105包括锂电池。
结合附图，浮潜舱装置包括防护罩104，防护罩104设置在装置筒体101外，防护罩104与装置筒体101连接，外油囊103设置在防护罩104中，防护罩104设置有若干个孔洞。
浮潜舱装置在海洋中能够耐腐蚀，具体地，装置筒体101采用耐腐蚀材料制成。一些示例中，装置筒体101采用不锈钢、钛金属或钛合金材料制成，具有良好的抗压、抗腐蚀性，能够长期在浅海到深海的海域下服役，能够多次重复使用。
结合附图，装置筒体101的两端分别设置有端盖107，端盖107通过法兰与装置筒体101固定连接。一些示例中，端盖107采用不锈钢、钛金属或钛合金材料制成，具有良好的抗压、抗腐蚀性，能够长期在浅海到深海的海域下服役，能够多次重复使用。为增强装置筒体101的密封性，进一步地，装置筒体101的端部与端盖107之间设置有密封圈，起到防水密封的作用，有利于在水下长期储存不能防水的仪器。
浮潜舱装置包括设备舱体102，设备舱体102设置在装置筒体101中，设备舱体102与支架106连接。实际使用过程中，仪器能够放置在设备舱体102中。
当然，可以理解的是，浮潜舱装置还可以作为海洋科研实验平台，搭载试样，研究试样在海洋易腐蚀环境下服役的情况。
下面以一个具体的实施例详细描述根据本发明的内容，应注意的是，下述描述仅是示例性说明，而不是对本发明的具体限制。
将仪器放置在设备舱体102中，内气囊202充入适量的气体，外油囊103排空，调整配重块重量，使得浮潜舱装置自重超过当前所受浮力值1-2Kg，确认浮潜舱装置的密封性，将浮潜舱装置投放至预定的水域。
通过上位机向控制模组发出指令，以使液压油从内油箱201输送至外油囊103，浮潜舱装置的浮力增大，控制模组根据压力传感器和温度传感器监测的数据，计算当前的浮力调节量，控制浮潜舱装置自重略大于当前的浮力值，控制模组操控液压调节装置停止运行，浮潜舱装置缓慢下沉。
当需要浮潜舱装置上浮时，上位机向控制模组发出指令，以使液压油从内油箱201输送至外油囊103，浮潜舱装置的浮力增大，当浮力调节量达到预定值时，液压浮力调节装置停止运行，浮潜舱装置自重略大于当前的浮力值，浮潜舱装置上浮至睡眠。
在本说明书的描述中，若出现参考术语“一个实施例”、“一些实例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
本发明的描述中，专利名称若出现“、”，表示“和”的关系，而不是“或”的关系。例如专利名称为“一种A、B”，说明本发明所要求保护的内容为：主题名称为A的技术方案和主题名称为B的技术方案。

Claims (10)

1.一种用于海洋易腐蚀环境的浮潜舱装置，其特征在于：包括
装置筒体(101)，所述装置筒体(101)具有密封的内腔；
设备舱体(102)，所述设备舱体(102)设置在所述装置筒体(101)中，仪器能够放置在所述设备舱体(102)中；
液压浮力调节装置，所述液压浮力调节装置设置在所述装置筒体(101)中，所述液压浮力调节装置包括内油箱(201)、内气囊(202)和二位四通电磁阀(203)，所述内气囊(202)设置在所述内油箱(201)中，所述二位四通电磁阀(203)能够切换油路方向；
外油囊(103)，所述外油囊(103)设置在所述装置筒体(101)外，所述外油囊(103)与所述液压浮力调节装置连通；
控制模组，所述控制模组设置在所述装置筒体(101)中，所述控制模组能够操控所述液压浮力调节装置的工作。
2.根据权利要求1所述的用于海洋易腐蚀环境的浮潜舱装置，其特征在于：所述液压浮力调节装置包括驱动电机(204)和齿轮泵(205)。
3.根据权利要求1或2所述的用于海洋易腐蚀环境的浮潜舱装置，其特征在于：所述液压浮力调节装置包括保压阀(206)，所述保压阀(206)与所述外油囊(103)连通。
4.根据权利要求1所述的用于海洋易腐蚀环境的浮潜舱装置，其特征在于：所述控制模组包括开关量输出模块，所述开关量输出模块能够控制所述液压浮力调节装置的启停。
5.根据权利要求4所述的用于海洋易腐蚀环境的浮潜舱装置，其特征在于：所述液压浮力调节装置包括温度传感器，所述温度传感器能够监测所述内油箱(201)中液压油的温度。
6.根据权利要求4或5所述的用于海洋易腐蚀环境的浮潜舱装置，其特征在于：所述液压浮力调节装置包括压力传感器，所述压力传感器能够监测所述内油箱(201)中液压油的压力。
7.根据权利要求2所述的用于海洋易腐蚀环境的浮潜舱装置，其特征在于：所述控制模块包括模拟量输出模块，所述模拟量输出模块能够控制所述驱动电机(204)的转速。
8.根据权利要求1所述的用于海洋易腐蚀环境的浮潜舱装置，其特征在于：浮潜舱装置包括防护罩(104)，所述防护罩(104)设置在所述装置筒体(101)外，所述防护罩(104)与所述装置筒体(101)连接，所述外油囊(103)设置在所述防护罩(104)中。
9.根据权利要求1所述的用于海洋易腐蚀环境的浮潜舱装置，其特征在于：浮潜舱装置包括供电模组(105)，所述供电模组(105)设置在所述装置筒体(101)中。
10.根据权利要求9所述的用于海洋易腐蚀环境的浮潜舱装置，其特征在于：所述供电模组(105)包括锂电池。
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