CN212125484U - 一种浮力调节机构及具有该浮力调节机构的水下潜航器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种浮力调节机构及具有该浮力调节机构的水下潜航器，所述浮力调节机构包括外油囊、内油囊和液压单元，液压单元设置于外油囊和内油囊之间，包括一双向泵和一三通电磁阀，外油囊和内油囊通过注液管路相互连通且填充有液体介质，通过外油囊和内油囊之间液体介质的交换实现浮力调节。本申请的浮力调节机构通过优化管线路径，通过一双向泵和一三通电磁阀即实现浮力调节，具有油路简短、整体结构紧凑、能耗低、重量和体积小的优点，并使得具有该浮力调节机构的水下潜航器实现了低能耗定深和变模式运行。

Description

一种浮力调节机构及具有该浮力调节机构的水下潜航器

技术领域

本申请一般涉及水下机器人技术领域，具体涉及一种浮力调节机构及具有该浮力调节机构的水下潜航器。

背景技术

现有的水下机器人包括带缆无人潜航器(ROV)、无缆无人潜航器(AUV)、水下滑翔机(Glider)和仿生鱼，其中，无缆无人潜航器(AUV)通常只在尾部设置一个推进器，其转向或在水中的上升和下降通过尾舵实现。如若想要潜栖在一定深度运动，需要提前设定深度，使AUV在抵达该深度后，通过调节尾舵进行动态定深航行。因AUV自身结构限制，其不可能携带大量能源作业，因此动态定深调节会消耗大量能量，降低AUV续航性。

浮力调节机构是实现潜航器、滑翔机等设备自主进行下潜、上浮和定深控制的核心部件之一。现有的浮力调节机构大多采用活塞缸或丝杠推动的方式进行吸排油来实现浮力调节，液压回路系统复杂，存在重量和体积庞大，调节能力低，能耗高的缺陷。

实用新型内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本申请期望提供一种结构简单、体积小、能耗低的浮力调节机构及具有该浮力调节机构的水下潜航器，以期实现水下潜航器的低能耗定深、滑翔。

作为本申请的第一方面，本申请提供一种浮力调节机构。

作为优选，所述浮力调节机构包括：外油囊、内油囊和液压单元，所述液压单元设置于外油囊和内油囊之间，包括一双向泵和一三通电磁阀，所述外油囊和内油囊通过注液管路相互连通且填充有液体介质，通过所述外油囊和内油囊之间液体介质的交换实现浮力调节。

作为优选，所述注液管路包括由内油囊向外油囊注入液体介质的进液支路和由外油囊向内油囊注入液体介质的回液支路，所述进液支路和回液支路相互并联，其中，所述进液支路和回液支路的一个并联端通过所述双向泵与内油囊连接，另一个并联端与外油囊连接，其中，所述进液支路和回液支路靠近所述双向泵的交汇处设置所述三通电磁阀，通过所述三通电磁阀的断通实现进液支路或回液支路的选择性连通。

作为优选，所述进液支路上还设有一单向阀，所述单向阀设置于所述三通电磁阀与所述外油囊之间。

作为优选，所述浮力调节机构还包括平行设置的第一支撑板和第二支撑板，所述内油囊设置于第一支撑板和第二支撑板之间，其中，所述内油囊具有液体注入口的一端连接在第一支撑板的一面上，另一端向朝向所述第二支撑板的方向延伸；所述液压单元连接在所述第一支撑板相对的另一面上。

作为优选，所述浮力调节机构还包括用于感应所述内油囊体积变化的感应装置，所述感应装置包括拉线位移传感器和传感器支架，所述传感器支架固定在所述第二支撑板背向所述内油囊的一面上，所述拉线位移传感器设置在所述传感器支架上，所述拉线位移传感器的拉线端头连接在所述内油囊的自由端。

作为优选，在所述第一支撑板与第二支撑板之间设有若干油囊支撑杆，所述若干油囊支撑杆间隔分布在所述内油囊的四周，所述油囊支撑杆的一端与所述第一支撑板连接，另一端向朝向所述第二支撑板的方向延伸并与连接在第二支撑板上。

作为优选，所述浮力调节机构还包括与所述第一支撑板平行设置的第一端盖，所述第一端盖与第一支撑板之间设置所述液压单元，其中，所述第一端盖的中央具有通孔，所述外油囊具有液体注入口的一端连接在所述第一端盖上并密封所述第一端盖的通孔，另一端向远离所述液压单元的方向延伸，在所述第一端盖与第一支撑板之间还包括若干由第一端盖向第一支撑板延伸的刚性支撑件。

作为本申请的第二方面，本申请提供一种水下潜航器。

作为优选，所述水下潜航器包括依次连接的艏部、中部和艉部；

所述艏部包括艏部外壳，所述艏部外壳上具有透水孔形成与外部连通的浮力仓；

所述中部包括围合于中部外壳内的密封仓，所述密封仓中设置有本申请第一方面所述的浮力调节机构、重心调节机构和电路组件，其中，所述浮力调节机构的外油囊进入所述艏部的浮力仓中，所述艏部与中部通过所述浮力调节机构的第一端盖相连接；其中，在所述中部外壳上还对称地设有滑翔翼；

所述艉部包括呈十字形的舵结构和推进器。

作为优选，所述中部外壳采用分段式结构，由前段管和后段管组成，所述前段管通过所述第一端盖与所述艏部连接，所述前段管通过一第二端盖与所述后段管连接，所述后段管通过一第三端盖与所述艉部连接，其中，在所述第三端盖与所述艉部之间还设有用于密封所述第三端盖的平面密封盖。

作为优选，所述水下潜航器还包括天线模块，所述天线模块设置于一个平面凸台上，所述平面凸台通过若干抱箍被固接在所述中部外壳上。

本申请的有益效果：

1)本申请的浮力调节机构通过优化管线路径，通过一双向泵和一三通电磁阀实现了外油囊与内油囊之间液体介质的交换，通过外油囊体积的扩展与收缩实现上浮或下潜，具有油路简短、整体结构紧凑、能耗低、重量和体积小的优点。

2)本申请的水下潜航器可通过浮力调节机构实现低能耗定深，并可实现变模式运行，如在静水区域可利用浮力调节机构滑翔运动，能够极大减小能源消耗；在水流较大区域可采用尾部推进器增强机动性，保证了其运动机敏性，不同运动方式的灵活转换可降低能源消耗，延长续航性能。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本申请一种实施方式的浮力调节机构的主视图；

图2为本申请一种实施方式的内油囊的主视图；

图3为本申请一种实施方式的浮力调节机构的系统原理图；

图4为本申请一种实施方式的水下潜航器主视图；

图5为本申请一种实施方式的水下潜航器的爆炸示意图；

图6为本申请一种实施方式的中部外壳结构示意图；

图7为本申请一种实施方式的中部外壳、天线模块和滑翔翼的连接结构示意图；

图8为本申请一种实施方式的第三端盖与平面密封盖的连接结构示意图；

图9为本申请一种实施方式的电路组件与平面密封盖的连接结构示意图；

图10为本申请一种实施方式的艉部外壳主视图；

图11为本申请一种实施方式的滑翔翼与滑翔翼固定件的连接结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度、“厚度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“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申请的限制。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

参考图1～3，示出了本申请实施例的一种浮力调节机构21，包括：外油囊210、内油囊211和液压单元212，液压单元212包括一双向泵213和一三通电磁阀214，设置于外油囊210和内油囊211之间，其中，外油囊210和内油囊211通过注液管路相互连通且填充有液体介质，通过外油囊210和内油囊211之间液体介质的交换实现浮力调节。

这里所称的“液体介质的交换”是指液体介质能够从一个地方流动到另一个地方，流动的过程中可能经过一些物理的结构起到引导作用。所谓经过物理的结构一般是指液体经过这些物理的结构的表面，或者这些结构的内部空间而被动或者主动流到另外一个地方，其中，被动一般是受到外力而引起的流动，例如压力作用下的流动或驱动设备驱动下的流动。在本申请中具体是指填充于外油囊210和内油囊211中的液体介质能够在液压单元212的驱动下经由注液管路从内油囊211进入外油囊210，也可以从外油囊210进入内油囊211，液体介质能够在上述两个油囊之间进行反复切换。

在本申请的实施例中，液体介质可以为水或油，优选液体介质为油。在本申请的实施例中，上述浮力调节机构21适用于水下潜航器、水下滑翔机、仿生鱼或船舶等涉水设备的浮力调节，当上述浮力调节机构21被配置在上述设备中时，浮力调节机构21的外油囊210位于一个与外界连通的腔室中，外界环境中的水能够进入该腔室与外油囊210接触，即外油囊210被配置能够暴露于外界环境的水中，内油囊211和液压单元212位于一个密封的腔室中，当需要增大浮力，也就是让涉水设备上浮时，经由注液管路从内油囊211往外油囊210中注入液体介质，外油囊210体积扩张，浮力增大，当浮力大于涉水设备的自身重量时，涉水设备实现上浮；当需要减小浮力，也就是让涉水设备下潜时，让外油囊210中的液体介质经由注液管路往内油囊211回流，外油囊210体积减小，浮力减小，当浮力小于涉水设备的自身重量时，涉水设备实现下潜。在本申请的实施例中，至少外油囊210由可扩展或收缩的材质制成，例如可以为橡胶，能够随着液体介质的注入或流出实现体积的扩展或收缩。

进一步地，在本申请一些优选的实施方式中，如图3所示，注液管路包括由内油囊向外油囊注入液体介质的进液支路和由外油囊向内油囊注入液体介质的回液支路，上述进液支路和回液支路相互并联，其中，所述进液支路和回液支路的一个并联端通过所述双向泵213与内油囊211连接，另一个并联端与外油囊210连接，其中，所述进液支路和回液支路靠近所述双向泵213的交汇处设置三通电磁阀214，通过该三通电磁阀214的断通实现进液支路或回液支路的选择性连通。

这里所称的“选择性连通”是指当需要由内油囊211向外油囊210中注入液体介质的时候，通过上述三通电磁阀314使得进液支路被连通，而回液支路不连通，当需要由外油囊210向内油囊211中注入液体介质的时候，通过上述三通电磁阀214使得回液支路被连通，而进液支路不连通，即三通电磁阀214在适当的时候连通进液支路，在另外适当的时候连通回液支路。

在一些优选的方式中，上述双向泵213可以为双向齿轮泵、双向液压泵或双向柱塞泵，其具有一个出液口和一个入液口，能够通过正转或反转实现出液或入液。在一些优选的方式中，上述三通电磁阀214可以为二位三通电磁阀，其具有第一接口214-1，第二接口214-2和第三接口214-3，由双向泵213、第一接口214-1和第二接口214-2构成进液支路，由第三接口214-3、第一接口214-1和双向泵213构成回液支路。在一些实施方式中，在三通电磁阀214断电时，进液支路连通，此时第一接口214-1和第二接口214-2连通，而第三接口214-3与第一接口214-1和第二接口214-2均不连通，双向泵213向出液方向转动(例如正转)，双向泵213的出液口与三通电磁阀214的第一接口214-1连通，液体介质从内油囊211依次经由双向泵213、第一接口214-1、第二接口214-2被注入外油囊210，外油囊210体积扩张，浮力增大；在三通电磁阀214通电时，回液支路连通，此时第三接口214-3和第一接口214-1连通，而第二接口214-2与第一接口214-1和第三接口214-3均不连通，双向泵213向入液方向转动(例如反转)，双向泵213的入液口与三通电磁阀214的第一接口214-1连通，液体介质从外油囊210依次经由第三接口214-3、第一接口214-1、双向泵213被抽回内油囊211，外油囊210体积收缩，浮力减小。

本申请通过设置一个三通电磁阀214即实现了进液支路与回液支路的选择性连通，具有注液管路简洁、操作简单的优点，大大缩减了浮力调节机构的体积和重量，无需在涉水设备中预留足够大的空间来配置浮力调节机构，并且也减少了制造成本。

进一步地，在本申请一些优选的实施方式中，如图3所示，所述液压单元212还包括一单向阀215，该单向阀215设置于进液支路上，位于三通电磁阀214与外油囊210之间，用于防止在由内油囊211向外油囊210注入液体介质时，液体介质回流。

进一步地，在本申请一些优选的实施方式中，如图1所述，所述浮力调节机构21还包括平行设置的第一支撑板216和第二支撑板217，在第一支撑板216和第二支撑板217之间形成用于容置内油囊211的空间，内油囊211设置于第一支撑板216和第二支撑板217之间，其中，内油囊211具有液体注入口的一端连接在第一支撑板216的一面上，另一端向朝向第二支撑板217的方向延伸，且不与第二支撑板217连接，形成自由端；液压单元212连接在第一支撑板216相对的另一面上。内油囊211和液压单元212可通过任何合适的方式连接到第一支撑板216上，诸如通过紧固件、螺接、卡接、焊接、熔接、粘合剂等。在本申请一些优选的方式中，内油囊211和液压单元212通过螺栓连接在第一支撑板216上，其中，液压单元212还包括泵支架213-1，泵支架213-1通过螺栓连接在第一支撑板216上，双向泵213通过螺栓连接在泵支架213-1上，三通电磁阀214和单向阀215亦通过螺栓连接在第一支撑板216上。

进一步地，在本申请一些优选的实施方式中，如图1所示，所述浮力调节机构21还包括用于感应内油囊211体积变化的感应装置218，该感应装置218包括拉线位移传感器218-1和传感器支架218-2，传感器支架218-2连接在第二支撑板217背向内油囊211的一面上，拉线位移传感器218-1设置在传感器支架218-2上，拉线位移传感器218-1的拉线端头连接在内油囊211的自由端，其可通过任何合适的方式连接到内油囊211的自由端，诸如通过紧固件、螺接、卡接、焊接、熔接、粘合剂等。示例性地，在第二支撑板217上可以具有一个供拉线位移传感器218-1的拉线端头穿过的通孔，在内油囊211自由端的端面上(可以为内油囊的底部端面)具有用于连接拉线传感器的螺纹孔211-5，拉线位移传感器218-1的拉线端头穿过第二支撑板217上的通孔被螺接在内油囊211自由端的端面上，当液体介质由内油囊211向外油囊210流动时，内油囊211因液体介质的流出体积收缩，其自由端会朝向第一支撑板216运动，当液体介质由外油囊210向内油囊211流动时，内油囊211因液体介质的流入体积扩张，其自由端会朝向第二支撑板217运动，拉线位移传感器218-1随着内油囊211内液体介质的注入或流出感应内油囊211的体积变化，进而通过感知内油囊211体积变化计算浮力调节量。

可以理解的是，感应装置218也可以采用本领域常用的其他传感器，例如红外线传感器等，本申请并不予以限制。

进一步地，在本申请一些优选的实施方式中，如图1所示，在第一支撑板216与第二支撑板217之间设有若干油囊支撑杆219-1，所述若干油囊支撑杆219-1间隔分布在内油囊211的四周用于支撑内油囊211以及限制内油囊211的横向扩张，发挥保型和导向作用，引导内油囊211的自由端沿油囊支撑杆219-1纵向平移。其中，油囊支撑杆219-1的一端与第一支撑板216连接，另一端向朝向第二支撑板217的方向延伸并与连接在第二支撑板217上。在本申请的实施例中，油囊支撑杆219-1的材质可以为具有一定机械强度的金属材料或合适的非金属材料。

进一步地，在本申请一些优选的实施方式中，如图1所示，所述浮力调节机构21还包括与第一支撑板216平行设置的第一端盖201，该第一端盖201用于连接并支撑外油囊210，第一端盖210与第一支撑板216之间设置液压单元212，其中，第一端盖201的中央具有一个通孔，外油囊210具有液体注入口的一端连接在第一端盖201上并密封第一端盖201的通孔，另一端向远离所述液压单元212的方向延伸，在第一端盖201与第一支撑板216之间还包括若干由第一端盖201向第一支撑板216延伸的刚性支撑件219-2。

示例性地，外油囊210具有一个液体注入口，液体介质可经由该注入口进入外油囊210或从外油囊210中排出，当外油囊210具有液体注入口的那一端被固定在第一端盖201上时，外油囊210的液体注入口穿过第一端盖201的通孔与注液管路连通，并使得第一端盖201的通孔被外油囊210密封，液体介质可以经由外油囊210的液体注入口进入外油囊210或从外油囊210中排出，而外界环境中的水无法通过第一端盖201的通孔进入液压单元212，有效避免了内部电子元器件的损坏，使得该浮力调节机构21满足在涉水环境中使用的需求。

在一些优选的实施方式中，在第一端盖201与第一支撑板216之间还包括若干由第一端盖201向第一支撑板216延伸的刚性支撑件219-2，上述刚性支撑件219-2间隔分布在第一端盖201的周缘，并与第一支撑板216相连接，发挥支撑固定的作用，在第一端盖201与第一支撑板216之间预留出用于设置液压单元212以及注液管路的空间。在本申请的实施例中，刚性支撑件219-2的材质可以为具有一定机械强度的金属材料或合适的非金属材料，优选为铜柱。

如图1所示，本申请实施例的浮力调节机构21的外油囊210、第一端盖201、液压单元212、第一支撑板216、内油囊211、第二支撑板217和感应装置218依次设置，其中，第一端盖201、第一支撑板216和第二支撑板217相互平行，第一端盖201和第一支撑板216通过若干刚性支撑件219-2相连接，第一支撑板216和第二支撑板217通过若干油囊支撑杆219-1相连接，且上述外油囊210、第一端盖201、第一支撑板216、内油囊211和第二支撑板217的纵向中心轴线相重合，使得本申请实施例的浮力调节机构21整体结构紧凑，体积较小，并且本申请通过采用上述第一支撑板216、第二支撑板217、第一端盖201以及间隔分布的油囊支撑杆219-1和刚性支撑件219-2发挥支撑固定的作用，使得本申请实施例的浮力调节机构21的重量减轻，实现了轻量化和小型化。

进一步地，在本申请一些优选的实施方式中，如图1所示，外油囊210为圆柱式，内油囊211为波纹管式，通过采用波纹管式的内油囊211具有线性变形的优点，可适用于较大的浮力调节范围。

参考图2，本申请的内油囊211具有顶部端面211-1和底部端面211-2，在顶部端面211-1上具有第一液体注入口211-3和第二液体注入口211-4，其中一个用于液体介质的流入，另一个用于液体介质的流出，上述第一液体注入口211-3和第二液体注入口211-4上分别通过液压接头与进液支路和回液支路连接，具体是指分别与双向泵213的出液口和入液口连接。示例性地，在内油囊211的底部端面211-2上具有用于连接感应装置的螺纹孔211-5。示例性地，在内油囊的底部端面211-2上还设有排气口211-6，所述排气口211-6上活动连接有排气口堵头。

进一步地，本申请实施例的浮力调节机构21还可以包括用于驱动双向泵213的驱动装置(图中未示出)，所述驱动装置可以为伺服电机、进步电机、直流电机等，电机可通过联轴器与双向泵213连接，驱动双向泵213转动。

本申请一种实施方式的浮力调节机构的作用过程为：控制三通电磁阀214断电，三通电磁阀214的第一接口214-1和第二接口214-2连通，双向泵213正转，液体介质从内油囊211依次经由双向泵213、第一接口214-1、第二接口214-2和单向阀215被注入外油囊210，外油囊210体积扩张，浮力增大；控制三通电磁阀214通电，三通电磁阀214的第一接口214-1和第三接口214-3连通，双向泵213返转，液体介质从外油囊210依次经由第三接口214-3、第一接口214-1、双向泵213被注入内油囊211，外油囊210体积收缩，浮力减小。

进一步地，参考图4和图5，本申请的实施例进一步公开了一种水下潜航器，该水下潜航器包括依次连接的艏部1、中部2和艉部3；

艏部1包括艏部外壳10，在艏部外壳10上具有透水孔从而形成与外部连通的浮力仓，外部环境中的水能够通过透水孔进入浮力仓中；

中部2包括中部外壳20，该中部外壳围合形成一个密封仓，在密封仓中设置有本申请上述的浮力调节机构21、重心调节机构22和电路组件23，其中，当浮力调节机构21被配置在中部外壳20中时，浮力调节机构21的外油囊210进入艏部1的浮力仓中，液压单元212和内油囊211位于中部外壳20的密封仓中；其中，中部2与艏部1通过浮力调节机构21的第一端盖201相连接，通过第一端盖201实现对中部外壳20前端开口的密封；其中，在中部外壳20的左右两侧还对称地设有滑翔翼24；

艉部3包括呈十字形的舵结构30和推进器31。

参考图5，浮力调节机构21、重心调节机构22和电路组件23依次设置在中部外壳20内，浮力调节机构21靠近艏部1，电路组件23靠近艉部3。

重心调节机构22用于调整潜航器在水中的俯仰角姿态，可以包括进步电机、与进步电机相连的丝杆、与丝杠平行设置的直线导轨和电池仓，电池仓中设置有用于给进步电机提供动力锂电池组。

在本申请一个优选的实施方式中，重心调节机构公开于公开号为CN109305312A，名称为“运动方式可变的水下潜航器”的中国专利中，该专利内容以引用的方式并入本申请中。

电路组件23是水下潜航器的控制组件，用于控制水下潜航器的各运动结构，包括电路板230。在一些优选的方式中，电路板230可通过诸如紧固件、螺接、卡接、焊接、熔接、粘合剂等形式固接于电路板支架231上。在一些方式中，电路板230通过螺栓固接于电路板支架231上。

进一步地，参考图5，艏部1还包括连接于艏部外壳10前端的摄像机11，用于水下观察、摄像，摄像机11可通过采用例如螺栓的方式被固接于艏部外壳10的前端，并通过一个透明保护罩12包覆摄像机11，对摄像机11发挥保护作用，在艏部1还设有第一配重块13。在一些优选的方式中，第一配重块13为锂电池，其与摄像机11连接用于为摄像机11供电。

在本申请的上述实施例中，透明保护罩12和艏部外壳10为Myring曲线回转体结构，具有平滑的轮廓线，使得本实施例的水下潜航器在水下游动时能够劈开艏部1前方的水流，减少其游动时受到的阻力，提升水下潜航器的游动速度和灵活性。

进一步地，参考图5，中部2还包括设置于中部外壳20外壁的第二配重块25和第二配重块容置腔250，第二配重块25容置于第二配重块容置腔250中，第二配重块容置腔250固接在中部外壳20的底部。

进一步地，在本申请一些优选的实施方式中，如图6所示，中部外壳20采用分段式结构，由前段管205和后段管206组成，前段管205通过第一端盖201与艏部1连接，前段管205和后段管206通过第二端盖202连接，后段管206通过第三端盖203与艉部3连接，其中，在第三端盖203与艉部3之间还设有用于密封第三端盖203的平面密封盖204。上述第一端盖201与艏部1和/或前段管205、第二端盖202与前段管205和/或后段管206、第三端盖203与后段管206和/或艉部3之间的连接可以是卡扣连接、螺栓连接、螺纹连接或焊接等。

参考图6～图8，第一端盖201的中央具有一个通孔201-1，第二端盖202和第三端盖203为中空的环状结构，平面密封盖204为片状结构，在第三端盖203用于连接艉部3的一端具有一平面密封槽203-1，平面密封盖204卡合固接在第三端盖的平面密封槽203-1上用于密封第三端盖203，其中，平面密封盖204可通过螺栓固接在第三端盖203上，也可以通过诸如紧固件、卡扣等固接于第三端盖203上。此外，在平面密封槽203-1上还可以设置密封垫圈，以增强密封效果。

本申请的上述实施例通过第一端盖201和平面密封盖204实现对中部外壳20前后两端开口的密封，上述机械密封的结构能够保证中部外壳20整体的密封性，防止漏水导致其内部电子元器件的失效损坏。

进一步地，如图9所示，电路板支架231固接在平面密封盖204上，对设置于中部外壳20内部的电路板230发挥固定支撑作用，电路板支架231可通过诸如紧固件、螺接、卡接、焊接、熔接、粘合剂等形式固接于平面密封盖204上。在一些优选的方式中，电路板支架231通过螺栓固接于平面密封盖204上，通过将电路板230连接在平面密封盖204上，在需要对水下潜航器的电路进行检修时，无需拆卸拔出第三端盖203即可检修电路，有效避免了第三端盖203难以拆卸所引起的检修困难。

进一步地，参考图5和图10，艉部3包括艉部外壳33，在艉部外壳33上安装有呈十字形分布的四个舵叶330形成十字形舵结构30，包括两个垂向舵叶和两个水平向舵叶，分别作为航向舵和升降舵，配合安装于艉部外壳33尾部的推进器31进行水下潜航器航向和涉水深度的操纵。其中，推进器31作为水下潜航器的动力源，能够通过电机带动舵叶330转动为潜航器提供动力。

参考图10，艉部外壳33为Myring曲线回转体结构，具有平滑的轮廓线用于减少潜航器的运动阻力。在艉部外壳33用于连接第三端盖203的端部具有供电线穿过的过线孔331，在艉部外壳33的尾部具有推进器安装孔332和对称分布于推进器安装孔332两侧的与推进器安装孔332连通且由推进器安装孔332向艉部外壳33端部延伸的两个夹紧缝333，在夹紧缝333的左右两侧分布有两对一一对应的螺栓沉孔334和螺纹孔335，当推进器31被插装于推进器安装孔332后，采用螺栓穿过螺栓沉孔334，拧入螺纹孔335，使得夹紧缝333闭合夹紧推进器31，从而将推进器31固接于艉部外壳33。

进一步地，在本申请一些优选的实施方式中，参考图1、图7和图11，该水下潜航器还包括天线模块26，天线模块26设置于一个平面凸台27上，该平面凸台27通过若干抱箍28被固接在所述中部外壳20上。

具体而言，平面凸台27设置于中部外壳20的顶部，通过四个抱箍28被固接在前段管205和后段管206上，抱箍28可以与平面凸台27一体成型，也可以焊接于平面凸台27上，还可以是独立的部件，通过勒紧平面凸台27将其固接于中部外壳20。在本实施例中，天线模块26可通过诸如紧固件、螺接、卡接、焊接、熔接等形式固接于平面凸台27上，例如可采用螺栓形成固定。其中，天线模块26的电线从艉部外壳33的过线孔331穿过。

进一步地，在一些优选的实施方式中，在平面凸台27上还设有两个提手29，提手29可以与平面凸台27一体成型，也可以焊接于平面凸台27上，还可以是独立的部件，通过采用抱箍28穿过提手29形成提手29和平面凸台27在中部外壳20上的同时固定。

在一些优选的实施方式中，参考图7和图11，还包括滑翔翼固定件240，滑翔翼24通过滑翔翼固定件240被固接于中部外壳20上。参见图11，滑翔翼固定件240包括用于安装滑翔翼的插槽240-1，滑翔翼24插入插槽240-1后，通过分布于插槽上的固定孔240-2，采用螺栓或螺钉形成滑翔翼24的固定。参见图11，滑翔翼固定件240的一端具有安装孔240-3，在第二端盖202上具有相匹配的螺纹孔，滑翔翼固定件240具有安装孔240-3的一端通过螺栓被固定于第二端盖202上；滑翔翼固定件240的另一端具有弧形凹槽240-4，抱箍28卡接于该弧形凹槽240-4内，将滑翔翼固定件240具有弧形凹槽240-4的另一端固定于中部外壳20上，完成滑翔翼固定件240的固定。

本申请水下潜航器的工作过程为：

岸基控制中心通过无线信号传输装备发送控制信号被潜航器天线模块26接收，潜航器通过内部电路组件接收外部发送的控制命令后选用相应的运动模式进行运动，如在静水区域可利用滑翔翼24、浮力调节机构21实现定深、滑翔，在水流较大区域采用推进器31推进增强机动性.

本申请的水下潜航器采用两种混合动力源，具备水下滑翔机、十字舵推进两种作用模式，能够适应各种不同的水体环境，一方面利用水下滑翔机能耗低、续航时间长的作用模式使得本申请的水下潜航器能够实现大范围、长时间水中作业，另一方面，推进器配合十字舵的推进模式能够使本申请的水下潜航器适应更复杂的水环境，实现主动转向、上升下潜等高机动性动作。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种浮力调节机构，其特征在于，包括：外油囊、内油囊和液压单元，所述液压单元设置于外油囊和内油囊之间，包括一双向泵和一三通电磁阀，所述外油囊和内油囊通过注液管路相互连通且填充有液体介质，通过所述外油囊和内油囊之间液体介质的交换实现浮力调节。

2.根据权利要求1所述的浮力调节机构，其特征在于，所述注液管路包括由内油囊向外油囊注入液体介质的进液支路和由外油囊向内油囊注入液体介质的回液支路，所述进液支路和回液支路相互并联，其中，所述进液支路和回液支路的一个并联端通过所述双向泵与内油囊连接，另一个并联端与外油囊连接，其中，所述进液支路和回液支路靠近所述双向泵的交汇处设置所述三通电磁阀，通过所述三通电磁阀的断通实现进液支路或回液支路的选择性连通。

3.根据权利要求2所述的浮力调节机构，其特征在于，所述进液支路上还设有一单向阀，所述单向阀设置于所述三通电磁阀与所述外油囊之间。

4.根据权利要求1所述的浮力调节机构，其特征在于，还包括平行设置的第一支撑板和第二支撑板，所述内油囊设置于第一支撑板和第二支撑板之间，其中，所述内油囊具有液体注入口的一端连接在第一支撑板的一面上，另一端向朝向所述第二支撑板的方向延伸；所述液压单元连接在所述第一支撑板相对的另一面上。

5.根据权利要求4所述的浮力调节机构，其特征在于，还包括用于感应所述内油囊体积变化的感应装置，所述感应装置包括拉线位移传感器和传感器支架，所述传感器支架固定在所述第二支撑板背向所述内油囊的一面上，所述拉线位移传感器设置在所述传感器支架上，所述拉线位移传感器的拉线端头连接在所述内油囊的自由端。

6.根据权利要求5所述的浮力调节机构，其特征在于，在所述第一支撑板与第二支撑板之间设有若干油囊支撑杆，所述若干油囊支撑杆间隔分布在所述内油囊的四周，所述油囊支撑杆的一端与所述第一支撑板连接，另一端向朝向所述第二支撑板的方向延伸并与连接在第二支撑板上。

7.根据权利要求4所述的浮力调节机构，其特征在于，还包括与所述第一支撑板平行设置的第一端盖，所述第一端盖与第一支撑板之间设置所述液压单元，其中，所述第一端盖的中央具有通孔，所述外油囊具有液体注入口的一端连接在所述第一端盖上并密封所述第一端盖的通孔，另一端向远离所述液压单元的方向延伸，在所述第一端盖与第一支撑板之间还包括若干由第一端盖向第一支撑板延伸的刚性支撑件。

8.一种水下潜航器，其特征在于，包括依次连接的艏部、中部和艉部；

所述艏部包括艏部外壳，所述艏部外壳上具有透水孔形成与外部连通的浮力仓；

所述中部包括围合于中部外壳内的密封仓，所述密封仓中设置有如权利要求1～7任一项所述的浮力调节机构、重心调节机构和电路组件，其中，所述浮力调节机构的外油囊进入所述艏部的浮力仓中，所述艏部与中部通过所述浮力调节机构的第一端盖相连接；其中，在所述中部外壳上还对称地设有滑翔翼；

所述艉部包括呈十字形的舵结构和推进器。

9.根据权利要求8所述的水下潜航器，其特征在于，所述中部外壳采用分段式结构，由前段管和后段管组成，所述前段管通过所述第一端盖与所述艏部连接，所述前段管通过一第二端盖与所述后段管连接，所述后段管通过一第三端盖与所述艉部连接，其中，在所述第三端盖与所述艉部之间还设有用于密封所述第三端盖的平面密封盖。

10.根据权利要求9所述的水下潜航器，其特征在于，还包括天线模块，所述天线模块设置于一个平面凸台上，所述平面凸台通过若干抱箍被固接在所述中部外壳上。

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