一种水下设备调整浮力用装置的制作方法

1.本发明涉及水下设备领域，尤其涉及一种水下设备调整浮力用装置。


背景技术：

2.高可靠性浮力均衡装置为水下无人潜航器的一个装置，主要用于水下设备在不同水密度的情况下精细调整浮力，达到水下无人潜航器状态为微正浮力的目的。目前浮力均衡装置均采用油泵调整耐压舱内润滑油至油囊内的体积从而达到调整浮力的目的。但是受限于油泵的整套控制系统的复杂性，且控制系统和液压系统组成的系统元件数量较多，液压系统及其控制系统出现故障的概率较大。当油泵及其整套控制系统出现故障会导致水下设备无法调整浮力。同时当油囊破裂会导致浮力的损失从而会导致水下无人潜航器沉没的风险。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种水下设备调整浮力用装置，以解决上述技术问题。
4.为实现上述目的本发明采用以下技术方案：一种水下设备调整浮力用装置，包括筒体活塞、筒体、电机，筒体的左右两侧分别通过螺栓与左端盖及右端盖刚性连接，并通过密封圈进行密封形成耐压舱；耐压舱内设置有一级活塞缸、二级活塞缸、三级活塞缸和四级活塞缸，一级活塞缸与左端盖刚性连接，并通过密封圈进行密封，四级活塞缸与筒体活塞刚性连接，并通过密封圈进行密封，一级活塞缸、二级活塞缸、三级活塞缸和四级活塞缸能够进行轴向相对滑动，滚珠丝杠滑动元件与筒体活塞刚性连接，滚珠丝杠通过推力轴承进行轴向定位，滚珠丝杠端部与电机输出轴刚性连接，并通过密封端盖进行密封，电机转动能够带动滚珠丝杠转动，滚珠丝杠滑动元件带动筒体活塞进行轴向移动。
5.优选的，电机内部自带编码器实现筒体活塞的位置检测，计算提供浮力的准确数值。
6.增加浮力实施过程：1）、当电机顺时针转动过程中，带动滚珠丝杠顺时针转动,实现滚珠丝杠滑动元件沿着滚珠丝杠轴线远离电机方向移动，移动过程中产生的轴向推力由推力轴承抵消；2）、轴线滑动元件带动筒体活塞沿着滚珠丝杠轴向远离电机方向移动,因左端盖与外界相通，故耐压舱内的水减少，空气体积增加；3）、因浮力均衡装置整体重量未发生变化，但排水体积增加，最终实现浮力增加的目的；减小浮力实施过程：1）、当电机逆时针转动过程中，带动滚珠丝杠逆时针转动。实现滚珠丝杠滑动元件沿着滚珠丝杠轴线接近电机方向移动，移动过程中产生的轴向推力由推力轴承抵消；2）、轴线滑动元件带动筒体活塞沿着滚珠丝杠轴向接近电机方向移动,因左端盖
与外界相通，故耐压舱内的水增加，空气体积减小；3）、因浮力均衡装置整体重量未发生变化，但排水体积减小，最终实现浮力增加的目的。
7.与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明采用一个电机实现浮力调整的目的，相对于采用液压泵的方式减少了执行元件和控制元件的数量，降低故障发生的概率，提高系统的可靠性；本发明未采用润滑油和浮力均衡油囊，故无因为油囊破裂导致浮力损失造成水下无人潜航器沉没的风险。
附图说明
8.图1为浮力均衡装置三维外形结构示意图。
9.图2为浮力均衡装置三维剖面的结构示意图。
10.图中：1、左端盖；2、一级活塞缸；3、二级活塞缸；4、三级活塞缸；5、四级活塞缸；6、筒体活塞；7、筒体；8、滚珠丝杠；9、右端盖；10、推力轴承；11、密封端盖；12、电机；13、滚珠丝杠滑动元件。
具体实施方式
11.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细阐述。
12.如图1到2所示，一种水下设备调整浮力用装置，包括筒体活塞6、筒体7、电机12，筒体7的左右两侧分别通过螺栓与左端盖1及右端盖9刚性连接，并通过密封圈进行密封形成耐压舱；耐压舱内设置有一级活塞缸2、二级活塞缸3、三级活塞缸4和四级活塞缸5，一级活塞缸2与左端盖1刚性连接，并通过密封圈进行密封，四级活塞缸5与筒体活塞6刚性连接，并通过密封圈进行密封，一级活塞缸2、二级活塞缸3、三级活塞缸4和四级活塞缸5能够进行轴向相对滑动，滚珠丝杠滑动元件13与筒体活塞6刚性连接，滚珠丝杠8通过推力轴承10进行轴向定位，滚珠丝杠8端部与电机12输出轴刚性连接，并通过密封端盖11进行密封，电机12转动能够带动滚珠丝杠8转动，滚珠丝杠滑动元件13带动筒体活塞6进行轴向移动。电机12内部自带编码器实现筒体活塞6的位置检测，计算提供浮力的准确数值。
13.增加浮力实施过程：1）、当电机顺时针转动过程中，带动滚珠丝杠顺时针转动,实现滚珠丝杠滑动元件沿着滚珠丝杠轴线远离电机方向移动，移动过程中产生的轴向推力由推力轴承抵消；2）、轴线滑动元件带动筒体活塞沿着滚珠丝杠轴向远离电机方向移动,因左端盖与外界相通，故耐压舱内的水减少，空气体积增加；3）、因浮力均衡装置整体重量未发生变化，但排水体积增加，最终实现浮力增加的目的；减小浮力实施过程：1）、当电机逆时针转动过程中，带动滚珠丝杠逆时针转动。实现滚珠丝杠滑动元件沿着滚珠丝杠轴线接近电机方向移动，移动过程中产生的轴向推力由推力轴承抵消；2）、轴线滑动元件带动筒体活塞沿着滚珠丝杠轴向接近电机方向移动,因左端盖与外界相通，故耐压舱内的水增加，空气体积减小；3）、因浮力均衡装置整体重量未发生变化，但排水体积减小，最终实现浮力增加的
目的。
14.以上所述为本发明较佳实施例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种水下设备调整浮力用装置，其特征在于，包括筒体活塞（6）、筒体（7）、电机（12），筒体（7）的左右两侧分别通过螺栓与左端盖（1）及右端盖（9）刚性连接，并通过密封圈进行密封形成耐压舱；耐压舱内设置有一级活塞缸（2）、二级活塞缸（3）、三级活塞缸（4）和四级活塞缸（5），一级活塞缸（2）与左端盖（1）刚性连接，并通过密封圈进行密封，四级活塞缸（5）与筒体活塞（6）刚性连接，并通过密封圈进行密封，一级活塞缸（2）、二级活塞缸（3）、三级活塞缸（4）和四级活塞缸（5）能够进行轴向相对滑动，滚珠丝杠滑动元件（13）与筒体活塞（6）刚性连接，滚珠丝杠（8）通过推力轴承（10）进行轴向定位，滚珠丝杠（8）端部与电机（12）输出轴刚性连接，并通过密封端盖（11）进行密封，电机（12）转动能够带动滚珠丝杠（8）转动，滚珠丝杠滑动元件（13）带动筒体活塞（6）进行轴向移动。2.如权利要求1所述的一种水下设备调整浮力用装置，其特征在于，电机（12）内部自带编码器实现筒体活塞（6）的位置检测，计算提供浮力的准确数值。3.如权利要求1所述的一种水下设备调整浮力用装置，其特征在于，增加浮力实施过程：1）、当电机顺时针转动过程中，带动滚珠丝杠顺时针转动,实现滚珠丝杠滑动元件沿着滚珠丝杠轴线远离电机方向移动，移动过程中产生的轴向推力由推力轴承抵消；2）、轴线滑动元件带动筒体活塞沿着滚珠丝杠轴向远离电机方向移动,因左端盖与外界相通，故耐压舱内的水减少，空气体积增加；3）、因浮力均衡装置整体重量未发生变化，但排水体积增加，最终实现浮力增加的目的；减小浮力实施过程：1）、当电机逆时针转动过程中，带动滚珠丝杠逆时针转动，实现滚珠丝杠滑动元件沿着滚珠丝杠轴线接近电机方向移动，移动过程中产生的轴向推力由推力轴承抵消；2）、轴线滑动元件带动筒体活塞沿着滚珠丝杠轴向接近电机方向移动,因左端盖与外界相通，故耐压舱内的水增加，空气体积减小；3）、因浮力均衡装置整体重量未发生变化，但排水体积减小，最终实现浮力增加的目的。

技术总结
本发明公开了一种水下设备调整浮力用装置，筒体的左右两侧分别与左端盖及右端盖刚性连接，并通过密封圈进行密封形成耐压舱；耐压舱内设置有一级活塞缸、二级活塞缸、三级活塞缸和四级活塞缸，一级活塞缸与左端盖刚性连接，并通过密封圈进行密封，四级活塞缸与筒体活塞刚性连接，并通过密封圈进行密封，一级活塞缸、二级活塞缸、三级活塞缸和四级活塞缸能够进行轴向相对滑动，滚珠丝杠滑动元件与筒体活塞刚性连接，滚珠丝杠通过推力轴承进行轴向定位，滚珠丝杠端部与电机输出轴刚性连接，并通过密封端盖进行密封，电机转动能够带动滚珠丝杠转动，滚珠丝杠滑动元件带动筒体活塞进行轴向移动。本发明降低故障发生的概率，提高系统的可靠性。统的可靠性。统的可靠性。


技术研发人员：代海 韩光照 吕航 韩永辉 王福艳 李磊 张树纲
受保护的技术使用者：哈尔滨电气集团海洋智能装备有限公司
技术研发日：2022.12.29
技术公布日：2023/5/5