CN206679233U - 一种弹力补偿型浮力调节装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于水下潜器姿态及状态控制技术领域，具体提供了一种弹力补偿型浮力调节装置，包括调节筒、活塞组件、助力弹簧和推杆组件，调节筒一端面中部开设有中孔，另一端面与推杆组件连接，活塞组件内置于调节筒内且活塞组件与调节筒内壁配合；推杆组件包括电机、同步带、丝杆和缸筒，缸筒的一端与调节筒一端固定连接，丝杆设于缸筒内且一端通过同步带与电机连接，另一端与调节筒内的活塞组件连接；助力弹簧设于活塞组件和与推杆连接的调节筒的端面之间，且助力弹簧套接在丝杠外周。该弹力补偿型浮力调节装置，在不增加电动推杆组件输出功率的情况下，提高了浮力调节装置的有效工作深度，从而提高了水下潜器的下潜深度，可实现标准化生产。

Description

一种弹力补偿型浮力调节装置

技术领域

本实用新型涉及水下潜器姿态及状态控制技术领域，具体涉及一种弹力补偿型浮力调节装置。

背景技术

浮力调节装置用于调整水下潜器上浮、下潜的工作状态和其俯、仰的航行姿态。其性能的优劣直接影响潜器的航行安全，当前浮力调节按照调节方式分为可调压载式和可变体积式。

1)可调压载式浮力调节装置

可调压载式浮力调节装置，即在体积不变的情况下，通过改变自身重量来改变净浮力的大小。此种调节方式的调节能力强，浮力变化范围大，多用于中大型潜水设备，一般采用可抛压载物或者可调压载水舱这两种方式来实现。

所谓可抛压载式浮力调节装置，即是通过增加或减少压载物，使得浮力和重力的合力达到要求，这种方式结构简单，可靠性高，实现成本比较低，但是不能对浮力进行重复调节。在水下当压载物被抛弃后，就无法重新获得压载，其调节能力也将消失。因此此种方法不能适用于需重复调节的水下潜器上。

可调压载水舱式的浮力调节装置，则是通过改变水舱注水量的大小来调节水舱重量，从而调节净浮力的大小。由于潜器处于水中，将水作为压载物就可以实现压载的可重复调节。这种调节方式可以实现浮力的大范围变化，且相较于固定的可抛式压载可以实现重复调节。但是这种方式存在一个技术难题，即，随着潜器工作深度的提高，需要高功率、高效率的电机进行提供足够的能量，这就会造成设备的笨重、整个续航能力的下降以及设备成本的提高。

2)可变体积式浮力调节装置结构

可变体积式浮力调节装置，即通过改变自身的体积来调节浮力的大小，在重量不变的情况下实现净浮力的调节，一般采用可变形油囊、活塞或者气囊来实现。此种调节方式易于实现浮力的精确控制，但浮力调节范围较小，主要用于小型的潜器，使用上具有局限性。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种弹力补偿型浮力调节装置，可以将水作为压载物实现压载的可重复调节且可实现浮力的大范围变化，提高了水下潜器的下潜深度，制造成本低。

为此，本实用新型提供了一种弹力补偿型浮力调节装置，包括调节筒、活塞组件、助力弹簧和推杆组件，所述调节筒一端面中部开设有中孔，另一端面与推杆组件连接，所述活塞组件内置于调节筒内且活塞组件与调节筒内壁配合；

所述推杆组件包括电机、同步带、丝杆和缸筒，所述缸筒的一端与调节筒一端固定连接，所述丝杆设于缸筒内且一端通过同步带与电机连接，另一端与调节筒内的活塞组件连接；需要说明的是，缸筒与调节筒连接处密封，避免水流由连接处进出。

进一步地，所述助力弹簧设于活塞组件和与丝杆连接的调节筒的端面之间，且助力弹簧套接在丝杠外周。

进一步地，所述调节筒一端固定有法兰环，所述法兰环与法兰盘固定连接，所述法兰盘与缸筒固定连接。

进一步地，所述助力弹簧连接在活塞组件与法兰盘之间。

进一步地，所述活塞组件与调节筒内壁之间间隔设有径向密封胶条、第一径向密封圈和第二径向密封圈。

进一步地，所述法兰盘与法兰环之间设有第一端面密封圈。

进一步地，所述缸筒与法兰盘之间设有第二端面密封圈。

进一步地，所述电机为步进电机。

进一步地，所述调节筒为圆柱形筒。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供的这种弹力补偿型浮力调节装置，在不增加电动推杆组件输出功率的情况下，提高了浮力调节装置的有效工作深度，从而提高了水下潜器的下潜深度，尤其是随着水深的增加，这种补偿效果会越发凸显，结构简单，制造成本较低，可实现标准化生产。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

附图标记说明：1、调节筒；1.1、中孔；2、活塞组件；3、法兰环；4、法兰盘；5、电机；6、同步带；7、缸筒；8、丝杆；9、径向密封胶条；10、第一径向密封圈；11、第二径向密封圈；12、第一端面密封圈；13、第二端面密封圈；14、助力弹簧。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本实用新型。

实施例：

本实施例提供了一种弹力补偿型浮力调节装置，如图1所示，包括调节筒1、活塞组件2、助力弹簧14和推杆组件，调节筒1一端面中部开设有中孔1.1，另一端面与推杆组件连接，所述调节筒1一端固定有法兰环3，所述法兰环3与法兰盘4固定连接，所述法兰盘4与缸筒7固定连接。

所述活塞组件2内置于调节筒1内且活塞组件2与调节筒1内壁配合；推杆组件包括电机5、同步带6、丝杆8和缸筒7，所述缸筒7的一端与调节筒1一端固定连接，所述丝杆8设于缸筒7内且一端通过同步带6与电机5连接，另一端与调节筒1内的活塞组件2连接；

所述助力弹簧14连接在活塞组件2与法兰盘4之间。助力弹簧14套接在丝杠8外周。

为了增加密封效果，所述活塞组件2与调节筒1内壁之间间隔设有径向密封胶条9、第一径向密封圈10和第二径向密封圈11。所述法兰盘4与法兰环3之间设有第一端面密封圈12。所述缸筒7与法兰盘4之间设有第二端面密封圈13。

具体工作原理：启动推动杆组件，电机5工作，通过同步带6带动丝杆8移动，丝杆8带动活塞组件2向法兰盘4移动，水从中孔1.1进入到调节筒1，从而实现注水，同时，助力弹簧14被压缩，水压的部分能量储存在助力弹簧14中，设备浮力减小；启动推杆组件使得丝杆8带动活塞组件2一起远离法兰盘4，实现排水，此时，助力弹簧14释放储存的能量，使得作用于活塞组件2的推理增大，在不增加电动推杆组件输出功率的情况下，提高了浮力调节装置的有效工作深度，从而提高水下潜器的下潜深度，尤其是随着水深的增加，这种补偿效果会越发凸显。

以上例举仅仅是对本实用新型的举例说明，并不构成对本实用新型的保护范围的限制，凡是与本实用新型相同或相似的设计均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种弹力补偿型浮力调节装置，其特征在于：包括调节筒(1)、活塞组件(2)、助力弹簧(14)和推杆组件，所述调节筒(1)一端面中部开设有中孔(1.1)，另一端面与推杆组件连接，所述活塞组件(2)内置于调节筒(1)内且活塞组件(2)与调节筒(1)内壁配合；

所述推杆组件包括电机(5)、同步带(6)、丝杆(8)和缸筒(7)，所述缸筒(7)的一端与调节筒(1)一端固定连接，所述丝杆(8)设于缸筒(7)内且一端通过同步带(6)与电机(5)连接，另一端与调节筒(1)内的活塞组件(2)连接；

所述助力弹簧(14)设于活塞组件(2)和与丝杆(8)连接的调节筒(1)的端面之间，且助力弹簧(14)套接在丝杆(8)外周。

2.如权利要求1所述的弹力补偿型浮力调节装置，其特征在于：所述调节筒(1)一端固定有法兰环(3)，所述法兰环(3)与法兰盘(4)固定连接，所述法兰盘(4)与缸筒(7)固定连接。

3.如权利要求2所述的弹力补偿型浮力调节装置，其特征在于：所述助力弹簧(14)连接在活塞组件(2)与法兰盘(4)之间。

4.如权利要求3所述的弹力补偿型浮力调节装置，其特征在于：所述活塞组件(2)与调节筒(1)内壁之间间隔设有径向密封胶条(9)、第一径向密封圈(10)和第二径向密封圈(11)。

5.如权利要求2所述的弹力补偿型浮力调节装置，其特征在于：所述法兰盘(4)与法兰环(3)之间设有第一端面密封圈(12)。

6.如权利要求2所述的弹力补偿型浮力调节装置，其特征在于：所述缸筒(7)与法兰盘(4)之间设有第二端面密封圈(13)。

7.如权利要求1所述的弹力补偿型浮力调节装置，其特征在于：所述电机(5)为步进电机。

8.如权利要求1所述的弹力补偿型浮力调节装置，其特征在于：所述调节筒(1)为圆柱形筒。