一种基于磁性液体的水下主动式升降装置及设备的制作方法

1.本技术涉及海洋装备领域，尤其涉及一种基于磁性液体的水下主动式升降装置及设备。


背景技术：

2.海洋探测是海洋科学发展的基础和重要支撑，深海潜浮标设备在海洋探测领域具有重要作用，能够全天候、连续不间断对同一海域进行探测。针对传统的海洋北斗浮标漂浮在海面，隐蔽性差，容易被过往船只发现并打捞，对科研试验造成不可估量的损失，甚至导致试验失败；然而，北斗浮标倘若在水下，隐蔽性好，但是水下环境无法发送或接收北斗信号，无法完成既定功能。
3.现有最为常见的无人值守水下升降装置常采用电机驱动改变油囊体积从而达到设备水下升降的目的，如cn 104386208 b，公开的水下剖面探测浮标装置包括电缆拉头铰接环，温度、盐度、压力测量传感器、传感器保护罩、浮力舱体、水下控制单元、内油囊、直流电机、电动旋转阀、单向阀、液压马达、后端盖、外油囊、油囊保护罩、浮标水密接口；可用于浮力转换与升降控制，进行海水温度、盐度、深度测量。该设备仍通过电机进行驱动，在工作时会产生噪音，容易被声呐设备发现，设备隐蔽性差；且装置内部有直流电机、电动旋转阀、液压马达等部件，体积大，能源消耗大，能源一定的条件下，设备值守时间短。
4.但上述公开的设备仍通过电机进行驱动，在工作时会产生噪音，容易被声呐设备发现，设备隐蔽性差；且装置内部有直流电机、电动旋转阀、液压马达等部件，体积大，能源消耗大，能源一定的条件下，设备值守时间短。


技术实现要素：

5.本技术实施例提供一种基于磁性液体的水下主动式升降装置及设备，用以极大降低设备能耗，提高设备值守时长，提高设备隐蔽性。
6.本技术实施例提供一种基于磁性液体的水下主动式升降装置，包括：
7.第一外壳1、第二外壳3，非导磁材料，共同形成腔体结构，所述腔体结构相对的两侧分别设置有第一伸缩部件和第二伸缩部件；
8.第一伸缩部件，包括第一非导磁筒13、第一伸缩球囊15和第一永磁体14，所述第一非导磁筒13，其一端至少部分伸入所述腔体结构中，其另一端连接第一伸缩球囊15并联通，其与第一伸缩球囊15联通部分填充有不可压缩液体，所述第一永磁体14设置在所述第一非导磁筒13内，所述第一永磁体14上吸附有磁性液体，以使得所述第一永磁体14稳定悬浮在所述第一非导磁筒13内；
9.第二伸缩部件，包括第二非导磁筒5、第二伸缩球囊6和第二永磁体9，所述第二非导磁筒5，其一端至少部分伸入所述腔体结构中，其另一端连接第二伸缩球囊6并联通，其与第二伸缩球囊6联通部分填充有不可压缩液体7，所述第二永磁体9设置在所述第二非导磁筒5内，所述第二永磁体9上吸附有磁性液体，以使得所述第二永磁体9稳定悬浮在所述第二
非导磁筒5内；
10.电磁控制部件，基于所述第一伸缩部件和所述第二伸缩部件设置在所述腔体结构内，用以产生磁场力来改变伸缩球囊的体积，从而改变升降装置的水下浮力。
11.可选的，所述第一非导磁筒13内的磁性液体与不可压缩液体之间互不相溶，以及所述第二非导磁筒5内的磁性液体与不可压缩液体之间互不相溶。
12.可选的，所述第一伸缩部件和所述第二伸缩部件基于所述电磁控制部件对称设置。
13.可选的，所述第一永磁体14与所述第二永磁体9的磁极相对。
14.可选的，所述电磁控制部件包括励磁线圈11、铁芯10和电源控制系统16，所述励磁线圈11缠绕在所述铁芯10上并与所述电源控制系统16连接，以形成电磁铁。
15.可选的，所述第一非导磁筒13与所述第一外壳1之间，以及所述第二非导磁筒5与所述第二外壳3之间设置有密封圈。
16.可选的，所述第一永磁体14和所述第二永磁体9采用钕、铁、硼材料制成。
17.可选的，所述第一外壳1与所述第二外壳3通过螺钉2连接，共同形成所述腔体结构。
18.本技术实施例还提出一种探测设备，包括如前述的基于磁性液体的水下主动式升降装置。
19.本技术实施例通过电磁控制部件基于第一伸缩部件和第二伸缩部件产生磁场力来改变伸缩球囊的体积，从而改变升降装置的水下浮力，能够极大降低设备能耗，提高设备值守时长，提高设备隐蔽性。
20.上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本技术的具体实施方式。
附图说明
21.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
22.图1为本技术实施例的水下主动式升降装置的整体结构示例；
23.图2为本技术实施例的水下主动式升降装置的一种状态示例；
24.图3为本技术实施例的水下主动式升降装置的另一种状态示例；
25.图4为本技术实施例的水下主动式升降装置的又一种状态示例。
具体实施方式
26.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
27.本技术实施例提供一种基于磁性液体的水下主动式升降装置，如图1所示，包括：
28.第一外壳1、第二外壳3，非导磁材料，共同形成腔体结构，所述腔体结构相对的两侧分别设置有第一伸缩部件和第二伸缩部件。在一些实施例中，所述第一外壳1与所述第二外壳3通过螺钉2连接，共同形成所述腔体结构。
29.如图1所示，第一伸缩部件，包括第一非导磁筒13、第一伸缩球囊15和第一永磁体14，所述第一非导磁筒13，其一端至少部分伸入所述腔体结构中，其另一端连接第一伸缩球囊15并联通，其与第一伸缩球囊15联通部分填充有不可压缩液体，所述第一永磁体14设置在所述第一非导磁筒13内，所述第一永磁体14上吸附有磁性液体，以使得所述第一永磁体14稳定悬浮在所述第一非导磁筒13内。
30.如图1所示，第二伸缩部件，包括第二非导磁筒5、第二伸缩球囊6和第二永磁体9，所述第二非导磁筒5，其一端至少部分伸入所述腔体结构中，其另一端连接第二伸缩球囊6并联通，其与第二伸缩球囊6联通部分填充有不可压缩液体7，所述第二永磁体9设置在所述第二非导磁筒5内，所述第二永磁体9上吸附有磁性液体，以使得所述第二永磁体9稳定悬浮在所述第二非导磁筒5内。
31.电磁控制部件，基于所述第一伸缩部件和所述第二伸缩部件设置在所述腔体结构内，用以产生磁场力来改变伸缩球囊的体积，从而改变升降装置的水下浮力。
32.本技术实施例通过电磁控制部件基于第一伸缩部件和第二伸缩部件产生磁场力来改变伸缩球囊的体积，从而改变升降装置的水下浮力，能够极大降低设备能耗，提高设备值守时长，提高设备隐蔽性。
33.在一些实施例中，所述第一非导磁筒13内的磁性液体与不可压缩液体之间互不相溶，以及所述第二非导磁筒5内的磁性液体与不可压缩液体之间互不相溶。例如磁性液体8可选用机油基磁性液体，则不可压缩液体7可选用水等。
34.在一些实施例中，所述第一伸缩部件和所述第二伸缩部件基于所述电磁控制部件对称设置。在一些实施例中，所述第一永磁体14与所述第二永磁体9的磁极相对。在一些实施例中，所述第一非导磁筒13与所述第一外壳1之间，以及所述第二非导磁筒5与所述第二外壳3之间设置有密封圈。
35.作为一种组装示例，可以将第一伸缩部件安装到第一非导磁外壳1上，连接处采用第一o型密封圈4进行密封；同样，将第二伸缩部件安装到第二非导磁外壳3上，连接处采用第一o型密封圈4进行密封；安装位置相互对称，且第一永磁体14和第二永磁体9磁极相对。在一些实施例中，所述第一永磁体14和所述第二永磁体9采用钕、铁、硼材料共同组成的永磁体。
36.进一步将电磁铁部件放入非导磁外壳内，使电磁铁两端与第一永磁体14和第二永磁体9水平同心对齐，然后将第一非导磁外壳1和第二非导磁外壳3使用螺钉2进行紧固连接，在连接处采用第二o型密封圈12进行密封。
37.在一些实施例中，所述电磁控制部件包括励磁线圈11、铁芯10和电源控制系统16，所述励磁线圈11缠绕在所述铁芯10上并与所述电源控制系统16连接，以形成电磁铁。
38.电源控制系统可以定时给励磁线圈进行通电，使的电磁铁可以对永磁体产生磁场力，由磁体的运动改变伸缩球囊的体积，从而改变装置的水下浮力，以达到主动式升降效果。
39.如图2-4所示，本技术实施例的水下主动式升降装置可以根据实际工况，实现自动
转向的问题，当两侧伸缩球囊采用不同伸缩系数的材料时，相同的磁场力改变球囊大小不同，从而使得两侧浮力不同，达到转向的目的。
40.本技术实施例的水下主动式升降装置采用电磁铁的方式进行驱动，只需定时开关直流电源开关即可，在工作时电磁铁不会产生工作噪声，设备隐蔽性好。
41.本技术实施例的水下主动式升降装置采用磁性液体对永磁体悬浮润滑的方式，在工作时，永磁体运动几乎没有阻力和噪声，磁场力转化成压力时几乎无消耗，设备耗能小。
42.本技术实施例还提出一种探测设备，包括如前述的基于磁性液体的水下主动式升降装置。
43.需要说明的是，在本申各实施例中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
44.上述本技术实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
45.上面结合附图对本技术的实施例进行了描述，但是本技术并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本技术的启示下，在不脱离本技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本技术的保护之内。

技术特征：
1.一种基于磁性液体的水下主动式升降装置，其特征在于，包括：第一外壳(1)、第二外壳(3)，非导磁材料，共同形成腔体结构，所述腔体结构相对的两侧分别设置有第一伸缩部件和第二伸缩部件；第一伸缩部件，包括第一非导磁筒(13)、第一伸缩球囊(15)和第一永磁体(14)，所述第一非导磁筒(13)，其一端至少部分伸入所述腔体结构中，其另一端连接第一伸缩球囊(15)并联通，其与第一伸缩球囊(15)联通部分填充有不可压缩液体，所述第一永磁体(14)设置在所述第一非导磁筒(13)内，所述第一永磁体(14)上吸附有磁性液体，以使得所述第一永磁体(14)稳定悬浮在所述第一非导磁筒(13)内；第二伸缩部件，包括第二非导磁筒(5)、第二伸缩球囊(6)和第二永磁体(9)，所述第二非导磁筒(5)，其一端至少部分伸入所述腔体结构中，其另一端连接第二伸缩球囊(6)并联通，其与第二伸缩球囊(6)联通部分填充有不可压缩液体(7)，所述第二永磁体(9)设置在所述第二非导磁筒(5)内，所述第二永磁体(9)上吸附有磁性液体，以使得所述第二永磁体(9)稳定悬浮在所述第二非导磁筒(5)内；电磁控制部件，基于所述第一伸缩部件和所述第二伸缩部件设置在所述腔体结构内，用以产生磁场力来改变伸缩球囊的体积，从而改变升降装置的水下浮力。2.如权利要求1所述的基于磁性液体的水下主动式升降装置，其特征在于，所述第一非导磁筒(13)内的磁性液体与不可压缩液体之间互不相溶，以及所述第二非导磁筒(5)内的磁性液体与不可压缩液体之间互不相溶。3.如权利要求1所述的基于磁性液体的水下主动式升降装置，其特征在于，所述第一伸缩部件和所述第二伸缩部件基于所述电磁控制部件对称设置。4.如权利要求3所述的基于磁性液体的水下主动式升降装置，其特征在于，所述第一永磁体(14)与所述第二永磁体(9)的磁极相对。5.如权利要求1所述的基于磁性液体的水下主动式升降装置，其特征在于，所述电磁控制部件包括励磁线圈(11)、铁芯(10)和电源控制系统(16)，所述励磁线圈(11)缠绕在所述铁芯(10)上并与所述电源控制系统(16)连接，以形成电磁铁。6.如权利要求1所述的基于磁性液体的水下主动式升降装置，其特征在于，所述第一非导磁筒(13)与所述第一外壳(1)之间，以及所述第二非导磁筒(5)与所述第二外壳(3)之间设置有密封圈。7.如权利要求1所述的基于磁性液体的水下主动式升降装置，其特征在于，所述第一永磁体(14)和所述第二永磁体(9)采用钕、铁、硼材料组成。8.如权利要求1所述的基于磁性液体的水下主动式升降装置，其特征在于，所述第一外壳(1)与所述第二外壳(3)通过螺钉(2)连接，共同形成所述腔体结构。9.一种探测设备，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的基于磁性液体的水下主动式升降装置。

技术总结
本申请公开了一种基于磁性液体的水下主动式升降装置及设备，包括：第一外壳(1)、第二外壳(3)，非导磁材料，共同形成腔体结构；第一伸缩部件，包括第一非导磁筒(13)、第一伸缩球囊(15)和第一永磁体(14)；第二伸缩部件，包括第二非导磁筒(5)、第二伸缩球囊(6)和第二永磁体(9)；电磁控制部件，基于所述第一伸缩部件和所述第二伸缩部件设置在所述腔体结构内，用以产生磁场力来改变伸缩球囊的体积，从而改变升降装置的水下浮力。本申请实施例通过电磁控制部件基于第一伸缩部件和第二伸缩部件产生磁场力来改变伸缩球囊的体积，从而改变升降装置的水下浮力，能够极大降低设备能耗，提高设备值守时长，提高设备隐蔽性。提高设备隐蔽性。提高设备隐蔽性。


技术研发人员：任思杰 王亮 范元涛 禹润田 杨少杰
受保护的技术使用者：电视电声研究所（中国电子科技集团公司第三研究所）
技术研发日：2023.02.27
技术公布日：2023/6/26