一種自調節式變浮力水下平臺制造技術

本實用新型專利技術涉及一種自調節變浮力水下平臺，屬于海洋監測領域。所述平臺包括發射裝置、水下監測儀、穩定盤、控制單元、電池組、耐壓殼體、儲油箱、深度傳感器、深度調節機構、液壓脈沖控制閥、雙向定量液壓泵和電機；深度調節機構包括接頭體、油囊端蓋、油囊和油囊護罩；所述平臺采用電機驅動雙向定量液壓泵來實現對深度調節機構的注油或抽油，達到平臺上升或下沉的自調節功能；在液壓回路系統中設計有液壓脈沖控制閥，可確保證驅動電機的自鎖性，防止在大深度海洋環境中出現反轉，且能降低平臺的整體功耗。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種自調節變浮力水下平臺，屬于海洋監測領域。
技術介紹
隨著內陸礦產的不斷開發，儲存量越來越少，為確保戰爭儲備需求，世界各國逐步向海洋發展。為探索海洋秘密，就必須對海洋環境進行探測和觀察，收集海洋相關數據與資料。因而需要開發出一種用于水下監測的平臺，用于搭載各種海洋環境監測儀，同時對海洋各個層面進行監測。盡管目前所述平臺種類繁多，但存在如下問題:一是將平臺通過錨系固定在某一區域范圍內對海洋各層面進行探測，但監測范圍有限；二是將平臺投放于海洋中隨波逐流，依據設定時間使其下沉至水下一定深度進行探測作業或上升到水面發射數據，但平臺上升或下降所用驅動機構是由電機驅動絲桿帶動活塞在液壓缸內運動，實現對平臺深度調節機構的注油或抽油，從而改變其體積大小。然而當平臺在水下工作會受到外界水壓的作用，工作環境越深，深度調節機構受到的背壓就越大，導致整體結構調節能力不夠。而且其采用的電機驅動絲桿的方式導致自鎖性能差，在大深度常會出現電機反轉、定深精度不準以及調節能力差等問題。為此，有必要研制一種自調節變浮力水下平臺，實現自動沉浮，且能定期將采集數據傳輸到控制指揮中心。
技術實現思路
本技術的目的是提供一種自調節變浮力水下平臺，所述平臺采用電機驅動雙向定量液壓泵對深度調節機構進行注油或抽油，實現平臺上升或下沉的自調節功能；同時設有脈沖控制閥保證驅動電機的自鎖性，防止在大深度海洋環境中出現電機反轉。本技術的目的是這樣實現的:一種自調節式變浮力水下平臺，所述平臺包括發射裝置、水下監測儀、穩定盤、控制單元、電池組、耐壓殼體、儲油箱、深度傳感器、深度調節機構、液壓脈沖控制閥、雙向定量液壓泵和電機；耐壓殼體為頂部封閉，底部開口的的圓柱筒狀結構，在耐壓殼體頂部裝有發射裝置和水下監測儀，耐壓殼體上部外側裝有穩定盤；耐壓殼體內部裝有控制單元、電池組、儲油箱、深度傳感器、液壓脈沖控制閥、雙向定量液壓泵和電機，控制單元通過電纜分別與水下監測儀、電機和液壓脈沖控制閥連接，耐壓殼體底部通過液壓脈沖控制閥與深度調節機構連接；深度調節機構包括接頭體、油囊端蓋、油囊和油囊護罩；接頭體位于油囊開口密封端面處的凸出部分，接頭體和油囊成一體，油囊通過接頭體與液壓脈沖控制閥聯通；在油囊與接頭體的連接面上設有油囊端蓋，油囊通過油囊端蓋與耐壓殼體固定連接；油囊護罩固定在油囊端蓋上，包覆在油囊外；在液壓脈沖控制閥內設有箭頭管道和錐形單向閥，所述箭頭管道和錐形單向閥均與液壓脈沖控制閥上的兩個連接端口相通；所述液壓脈沖控制閥一端的連接端口通過接頭體與油囊聯通，另一端的連接端口依次與雙向定量液壓泵和儲油箱聯通。在液壓脈沖控制閥內設計有錐形單向閥的目的是使所述平臺在大深度海洋環境進行監測作業時不出現電機反轉，可保證液壓脈沖控制閥在未通電的狀態下，液壓油只能從儲油箱流向油囊內，反向則不聯通，這種結構形式解決了驅動機構在深海環境大背壓下的自鎖問題，實現了平臺在水下的精確調節功能；其中，穩定盤的作用是使平臺在水下保持穩定，防止波動；水下監測儀的作用是完成水下測量任務，可根據海洋監測需求選取不同類型的傳感器。穩定盤的作用是確保平臺在水下運動過程中姿態的穩定性，實現平臺在水下的垂直剖面測量；電池組的作用是為平臺內的元器件提供電源，確保平臺正常運行；控制單元的作用是分別對水下監測儀、電機和液壓脈沖控制閥進行供電和控制；為確保平臺實現自調節變浮力功能，達到在水中上升或下降的要求，由控制單元、電機、儲油箱、雙向定量液壓泵、液壓脈沖控制閥、深度調節機構和深度傳感器組成液壓驅動機構，其中控制單元與電機、儲油箱、雙向定量液壓泵、液壓脈沖控制閥、深度調節機構和深度傳感器依次順序連接，形成閉環結構；所述液壓脈沖控制閥的工作原理為:當不對電機供電時，單向閥打開，箭頭管道關閉，液壓油從儲油箱中經過單向閥流入油囊中；當對電機供電時，單向閥關閉，箭頭管道打開，液壓油從油囊經過箭頭管道流入儲油箱中；當平臺下潛到設定深度，電機關閉，在壓差作用下箭頭管道打開，液壓油從油囊經過箭頭管道流入儲油箱中；所述液壓驅動機構的工作方式如下:①當平臺入水或位于較淺深度(彡50m)時，利用電機驅動雙向定量液壓泵，當電機正轉時，液壓油從儲油箱經雙向定量液壓泵、液壓脈沖控制閥后注入到深度調節機構中的油囊內，此時液壓脈沖控制閥處于不供電狀態，油路經液壓脈沖控制閥中的單向閥流入深度調節機構中的油囊內，此時油囊體積增大，使平臺的浮力增大，實現平臺上浮；②當平臺在水面通信完成后需要下沉時，控制單元控制電機反向轉動，同時給液壓脈沖控制閥供電使其打開，此時油囊內的液壓油依次經過液壓脈沖控制閥中的箭頭管道、雙向定量液壓泵后流入儲油箱中，此時油囊體積減小，使平臺的浮力減小，實現平臺的下沉；③當平臺下潛到水下一定深度后，為降低平臺的功耗，控制單元將給液壓脈沖控制閥提供預先設定好的脈沖信號，實現深度調節機構與雙向定量液壓泵之間在脈沖時間內的聯通，由于油囊內的液壓油與儲油箱內的液壓油存在壓差，液壓油將在壓差的作用下依次經過液壓脈沖控制閥10中的箭頭管道、雙向定量液壓泵后流入儲油箱7中，此時電機不工作，可節省功耗。有益效果本技術公開了一種自調節變浮力水下平臺，該平臺能在水下自動調節其外形結構的體積，使其達到浮力變化，實現平臺在水中的沉浮功能。采用的具體措施:一是采用電機驅動雙向定量液壓泵來實現對深度調節機構的注油或抽油，達到平臺上升或下沉的自調節功能；二是在液壓回路系統中設計有液壓脈沖控制閥，可確保證驅動電機的自鎖性，防止在大深度海洋環境中出現反轉，且能降低平臺的整體功耗。附圖說明圖1是本技術所述的自調節式變浮力水下平臺的結構示意圖。圖2是本技術所述的深度調節機構的結構示意圖。圖3是本技術所述的液壓驅動機構原理示意圖。其中，1-發射裝置、2-水下監測儀、3-穩定盤、4-控制單元、5-電池組、6_耐壓殼體、7-儲油箱、8-深度傳感器、9-深度調節機構、10-液壓脈沖控制閥、11-雙向定量液壓泵、12-電機、13-接頭體、14-油囊端蓋、15-油囊、16-油囊護罩。具體實施方式下面結合實施例，對本技術作進一步說明。如圖1所示的一種自調節式變浮力水下平臺，所述平臺包括發射裝置1、水下監測儀2、穩定盤3、控制單元4、電池組5、耐壓殼體6、儲油箱7、深度傳感器8、深度調節機構9、液壓脈沖控制閥10、雙向定量液壓泵11和電機12 ;耐壓殼體6為頂部封閉，底部開口的的圓柱筒狀結構，在耐壓殼體6頂部裝有發射裝置I和水下監測儀2，耐壓殼體6上部外側裝有穩定盤3 ;耐壓殼體6內部裝有控制單元4、電池組5、儲油箱7、深度傳感器8、液壓脈沖控制閥10、雙向定量液壓泵11和電機12，控制單元4通過電纜分別與水下監測儀2、電機12和液壓脈沖控制閥10連接，耐壓殼體6底部通過液壓脈沖控制閥10與深度調節機構9連接；如圖2所示，深度調節機構9包括接頭體13、油囊端蓋14、油囊15和油囊護罩16 ；接頭體13位于油囊15開口密封端面處的凸出部分，接頭體13和油囊15通過硫化技術硫化成一體，油囊15通過接頭體13與液壓脈沖控制閥10聯通；在油囊15與接頭體13的連接面上設有油囊端蓋14，油囊15通過油囊端蓋14與耐壓殼體6固定連接，密封本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種自調節式變浮力水下平臺，其特征在于：所述平臺包括發射裝置（1）、水下監測儀（2）、穩定盤（3）、控制單元（4）、電池組（5）、耐壓殼體（6）、儲油箱（7）、深度傳感器（8）、深度調節機構（9）、液壓脈沖控制閥（10）、雙向定量液壓泵（11）和電機（12）；耐壓殼體（6）為頂部封閉，底部開口的的圓柱筒狀結構，在耐壓殼體（6）頂部裝有發射裝置（1）和水下監測儀（2），耐壓殼體（6）上部外側裝有穩定盤（3）；耐壓殼體（6）內部裝有控制單元（4）、電池組（5）、儲油箱（7）、深度傳感器（8）、液壓脈沖控制閥（10）、雙向定量液壓泵（11）和電機（12），控制單元（4）通過電纜分別與水下監測儀（2）、電機（12）和液壓脈沖控制閥（10）連接，耐壓殼體（6）底部通過液壓脈沖控制閥（10）與深度調節機構（9）連接；深度調節機構（9）包括接頭體（13）、油囊端蓋（14）、油囊（15）和油囊護罩（16）；接頭體（13）位于油囊（15）開口密封端面處的凸出部分，接頭體（13）和油囊（15）成一體，油囊（15）通過接頭體（13）與液壓脈沖控制閥（10）聯通；在油囊（15）與接頭體（13）的連接面上設有油囊端蓋（14），油囊（15）通過油囊端蓋（14）與耐壓殼體（6）固定連接；油囊護罩（16）固定在油囊端蓋（14）上，包覆在油囊（15）外。...

【技術特征摘要】
1.一種自調節式變浮力水下平臺，其特征在于:所述平臺包括發射裝置(I)、水下監測儀(2)、穩定盤(3)、控制單元(4)、電池組(5)、耐壓殼體(6)、儲油箱(7)、深度傳感器(8)、深度調節機構(9 )、液壓脈沖控制閥(10 )、雙向定量液壓泵(11)和電機(12 ); 耐壓殼體(6)為頂部封閉，底部開口的的圓柱筒狀結構，在耐壓殼體(6)頂部裝有發射裝置(I)和水下監測儀(2 )，耐壓殼體(6 )上部外側裝有穩定盤(3 );耐壓殼體(6 )內部裝有控制單元(4)、電池組(5)、儲油箱(7)、深度傳感器(8)、液壓脈沖控制閥(10)、雙向定量液壓泵(11)和電機(12)，控制單元(4)通過電纜分別與水下監測儀(2)、電機(12)和液壓脈沖控制閥(10 )連接，耐壓殼體(6 )底部通過液壓脈沖控制閥(10 )與深度調節機構(9 )連接； 深度調節機構(9)包括接頭體(13)、油囊端蓋(14)、油囊(15)和油囊護罩(16);接頭體(13)位于油囊(15)開口密封端面處的凸出部分，接頭體(13)和油囊(15)成一體，油囊(15)通...

【專利技術屬性】
技術研發人員：曾軍財，苗建明，任宏偉，王德亮，高頻，楊江濤，甘文兵，劉書峰，孫暢，楊小輝，張素偉，李莉，楊勇，王松，張晉斌，
申請(專利權)人：中國船舶重工集團公司第七一○研究所，
類型：實用新型
國別省市：