一种半自动调节浮力的水下机器设备

1.本实用新型涉及水下机器设备沉浮技术领域，具体为一种半自动调节浮力的水下机器设备。


背景技术：

2.水下机器设备作为一种水下测量、作业平台，已经广泛应用在海洋科学研究、海洋工程、海洋资源勘探﹑救援打捞等应用领域，通常水下机器人在作业过程中要保持稳定的浮力状态，如中性状态，以保证正常稳定的工作状态。
3.目前现有水下机器人控制升沉的方法主要有三种，第一种是通过改变自身的浮力来进行调节，通过高压气体来控制水下机器人的排水量，例如潜艇，这种方法的系统结构复杂，适用于大型的水下机器人；第二种是通过推进器的推力的改变来实现水下机器人的升沉运动，例如传统的auv和rov，这种方法使得水下机器人的运动更加灵活，但需要消耗较多的能源；第三种方法是通过降低自身的重量来实现水下机器人的上浮运动，例如auv和水下滑翔机中使用此种方法来保证水下机器人在出现异常情况下能浮出水面，但这种方法只能单向控制水下机器人的上浮运动，而且采用此方法所能提供的正浮力是固定的，对于需要实时改变浮力状态的水下机器人则不适用。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种半自动调节浮力的水下机器设备，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种半自动调节浮力的水下机器设备，包括水下机器设备本体，所述水下机器设备本体的底部通过螺栓固定连接有密封箱，所述密封箱的底部通过螺栓固定连接有防护罩，所述防护罩的一侧外壁上开设有浮力调节腔，所述浮力调节腔的内部顶部通过螺栓固定连接有电磁阀，所述电磁阀的底部设置有球形气囊，所述密封箱的顶部靠近水下机器设备本体的下方位置处通过螺栓固定连接有密封箱板，且密封箱的内部顶部通过螺栓固定连接有高压罐，所述密封箱的内部底部靠近高压罐的下方位置处通过螺栓固定连接有双向气泵和多通阀，所述双向气泵位于多通阀的一侧，所述高压罐和双向气泵之间、双向气泵和多通阀之间与电磁阀和多通阀之间均通过连接管连接固定。
6.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该半自动调节浮力的水下机器设备，通过球形气囊的膨胀和收缩，通过控制球形气囊的形变来调节球形气囊的浮力，进而调节水下机器设备本体的浮力，通过浮力的实时调节，可以使得水下机器设备本体进行上浮和下沉，结构简单，浮力可实现调节，从而实时改变浮力状态，适用于小型水下机器人。
附图说明
7.图1为本实用新型主视图；
8.图2为本实用新型密封箱主视图；
9.图3为本实用新防护罩俯视剖视图；
10.图4为本实用新型密封箱和防护罩内部结构示意图；
11.图5为本实用新型图4中的a处放大图。
12.图中：1、水下机器设备本体；2、密封箱；3、防护罩；4、浮力调节腔；5、电磁阀；6、球形气囊；7、密封箱板；8、高压罐；9、双向气泵；10、多通阀；11、连接管。
具体实施方式
13.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
14.请参阅图1-5，本实用新型提供一种技术方案：一种半自动调节浮力的水下机器设备，防护罩3的一侧外壁上开设有通槽，便于水流的进出，从而通过水的浮力实现水下机器设备本体1上浮和下沉。
15.浮力调节腔4的横截面为圆形结构，为球形气囊6的膨胀提供空间。
16.球形气囊6采用弹性弹性气囊，可以使得球形气囊6进行膨胀，从而调节球形气囊6的浮力。
17.高压罐8的内部填充有高压气体，为球形气囊6的膨胀提供气体。
18.水下机器设备本体1内部设置有控制器和无线信号收发器，通过控制器和无线信号收发器的远程信号传输控制，可以根据水下机器设备本体1在水中的升降进行远程控制，进而实现半自动调节控制。
19.高压罐8和双向气泵9之间通过连接管11相连通，双向气泵9和多通阀10之间之通过连接管11相连通，电磁阀5和多通阀10之间通过连接管11相连通，保证气体的流动流通。
20.浮力调节腔4共设置有七个，且七个浮力调节腔4等间距的分布在密封箱2的底部，可以为水下机器设备本体1提供足够的浮力。
21.工作原理：在使用时，将水下机器设备本体1与密封箱2安装固定，并将水下机器设备本体1放置在水中，当需要调节水下机器设备本体1的浮力时，从而控制水下机器设备本体1在水中上升或下降，当需要上浮时，通过控制器和无线信号收发器的远程信号传输控制，可以根据水下机器设备本体1在水中的升降进行远程控制，进而实现半自动调节控制，远程控制双向气泵9工作，双向气泵9将高压罐8内的气体依次通过连接管11、多通阀10和电磁阀5抽入球形气囊6，球形气囊6内的气压增加，球形气囊6受压膨胀，球形气囊6受到的浮力增加，通过增加球形气囊6的浮力，使得水下机器设备本体1具有更大的浮力，进而使得水下机器设备本体1上浮，当需要下沉时，双向气泵9将球形气囊6内的空气抽入高压罐8，球形气囊6体积变小，球形气囊6的浮力减少，进而使得水下机器设备本体1下沉。
22.综上所述：该半自动调节浮力的水下机器设备，通过球形气囊6的膨胀和收缩，通过控制球形气囊6的形变来调节球形气囊6的浮力，进而调节水下机器设备本体1的浮力，通过浮力的实时调节，可以使得水下机器设备本体1进行上浮和下沉，结构简单，浮力可实现调节，从而实时改变浮力状态，适用于小型水下机器人。
23.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物品或者设备不仅包括那些要素，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、物品或者设备所固有的要素。
24.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。


技术特征：
1.一种半自动调节浮力的水下机器设备，包括水下机器设备本体(1)，其特征在于：所述水下机器设备本体(1)的底部通过螺栓固定连接有密封箱(2)，所述密封箱(2)的底部通过螺栓固定连接有防护罩(3)，所述防护罩(3)的一侧外壁上开设有浮力调节腔(4)，所述浮力调节腔(4)的内部顶部通过螺栓固定连接有电磁阀(5)，所述电磁阀(5)的底部设置有球形气囊(6)，所述密封箱(2)的顶部靠近水下机器设备本体(1)的下方位置处通过螺栓固定连接有密封箱板(7)，且密封箱(2)的内部顶部通过螺栓固定连接有高压罐(8)，所述密封箱(2)的内部底部靠近高压罐(8)的下方位置处通过螺栓固定连接有双向气泵(9)和多通阀(10)，所述双向气泵(9)位于多通阀(10)的一侧，所述高压罐(8)和双向气泵(9)之间、双向气泵(9)和多通阀(10)之间与电磁阀(5)和多通阀(10)之间均通过连接管(11)连接固定。2.根据权利要求1所述的一种半自动调节浮力的水下机器设备，其特征在于：所述防护罩(3)的一侧外壁上开设有通槽。3.根据权利要求1所述的一种半自动调节浮力的水下机器设备，其特征在于：所述浮力调节腔(4)的横截面为圆形结构。4.根据权利要求1所述的一种半自动调节浮力的水下机器设备，其特征在于：所述球形气囊(6)采用弹性弹性气囊。5.根据权利要求1所述的一种半自动调节浮力的水下机器设备，其特征在于：所述高压罐(8)的内部填充有高压气体。6.根据权利要求1所述的一种半自动调节浮力的水下机器设备，其特征在于：所述水下机器设备本体(1)内部设置有控制器和无线信号收发器。7.根据权利要求1所述的一种半自动调节浮力的水下机器设备，其特征在于：所述高压罐(8)和双向气泵(9)之间通过连接管(11)相连通，所述双向气泵(9)和多通阀(10)之间之通过连接管(11)相连通，所述电磁阀(5)和多通阀(10)之间通过连接管(11)相连通。8.根据权利要求1所述的一种半自动调节浮力的水下机器设备，其特征在于：所述浮力调节腔(4)共设置有七个，且七个浮力调节腔(4)等间距的分布在密封箱(2)的底部。

技术总结
本实用新型公开了一种半自动调节浮力的水下机器设备，包括水下机器设备本体，所述水下机器设备本体的底部通过螺栓固定连接有密封箱，所述密封箱的底部通过螺栓固定连接有防护罩，所述防护罩的一侧外壁上开设有浮力调节腔，所述浮力调节腔的内部顶部通过螺栓固定连接有电磁阀，所述电磁阀的底部设置有球形气囊。该半自动调节浮力的水下机器设备，通过球形气囊的膨胀和收缩，通过控制球形气囊的形变来调节球形气囊的浮力，进而调节水下机器设备本体的浮力，通过浮力的实时调节，可以使得水下机器设备本体进行上浮和下沉，结构简单，浮力可实现调节，从而实时改变浮力状态，适用于小型水下机器人。小型水下机器人。小型水下机器人。


技术研发人员：崔俊亮 杨嘉豪 洪元星 曹翔
受保护的技术使用者：安徽大学
技术研发日：2023.03.01
技术公布日：2023/6/16