CN205574247U - 一种uuv浮力调节装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种UUV浮力调节装置，涉及海洋工程技术领域，其包括：浮力水舱、磁致伸缩液位传感器、浮力调节控制器、驱动电机、海水泵、集成阀组和管路；浮力水舱安装在UUV浮力调节装置上，磁致伸缩液位传感器安装在浮力水舱内，由处理部件、导杆和浮子组成，导杆垂直安装，其长度等于浮力水舱有效容体高度；浮子受导杆的约束，同浮力水舱液位同高，磁致伸缩液位传感器输出4‑20mA的模拟信号给浮力调节控制器，浮力调节控制器通过该液位推算实时浮力水舱中海水质量；集成阀组由四个截止阀组成，四个所述截止阀两两成组，由浮力调节控制器控制闭合状态；海水泵由驱动电机驱动，为注、排水水路提供压力差。

Description

一种UUV浮力调节装置

技术领域

本实用新型涉及海洋工程技术领域，尤其涉及一种UUV浮力调节装置。

背景技术

我国是海洋大国，台湾、南海、东海等问题以及海上战略通道安全问题亟待解决，水下无人航行器(UUV)作为一种海上力量倍增器，有着广泛而重要的军事用途，在未来海战中有不可替代的作用。随着UUV及相关技术的发展，UUV已经被用于执行扫雷、侦察、情报搜集及海洋探测等任务，在未来海战中还可能作为水下武器平台、后勤支持平台等装备使用，因而具有重要意义。

一般情况下，将UUV设计为水中零浮力是通常的作法。但对于大型、重型UUV，由于排水量较大就不能忽略海水密度对浮力状态的影响，浮力调节装置是通过改变UUV排水量或质量的方法，最终使UUV在不同海域具备相同的浮力参数。因此浮力调节装置是增加大型、重型UUV使用海域范围的必要装置。

较强的环境适应性、高的可靠性和良好的控制精度是UUV对浮力调节装置的要求。传统上的浮力调节装置采用电阻式浮子或流量计作为计算浮力水舱水量的传感器，其缺点是可靠性低、精度低，或有累积误差，很难同时满足以上三个要求。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供一种UUV浮力调节装置，为了解决传统的浮力调节装置可靠性低、精度低、存在累积偏差的问题。

为了达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

本实用新型实施例提供了一种UUV浮力调节装置，包括：浮力水舱、磁致伸缩液位传感器、浮力调节控制器、驱动电机、海水泵、集成阀组和管路；

所述浮力水舱安装在UUV浮力调节装置上，用于储存海水、提供浮力，所述浮力调节装置通过改变浮力水舱的水量来调节UUV的整体质量；所述磁致伸缩液位传感器安装在所述浮力水舱内，且由处理部件、导杆和浮子组成，所述导杆垂直安装，其长度等于所述浮力水舱的有效容体高度；所述浮子受所述导杆的约束，同所述浮力水舱液位同高，用于反映水位；所述磁致伸缩液位传感器输出4-20mA的模拟信号给所述浮力调节控制器，所述浮力调节控制器通过该液位推算实时浮力水舱中海水质量；所述集成阀组由四个截止阀组成，四个所述截止阀两两成组，由所述浮力调节控制器控制闭合状态，不同的闭合状态控制对所述浮力水舱的注、排水状态；所述海水泵由所述驱动电机驱动，为注、排水水路提供压力差。

其中，所述浮力水舱的耐外压能力同所述UUV的最大工作水深需一致。

优选地，所述磁致伸缩液位传感器的浮子、导杆均采用钛合金材料制作，且耐压能力不小于0.2MPa。

本实用新型实施例提供的一种UUV浮力调节装置，首次采用磁致伸缩液位传感器作为液位采集器件，利用其高分辨率、高可靠性、无累积误差的特点，整体提高浮力调节装置的各项性能指标。本产品适用于大、重型UUV的自动浮力调节，具有可靠性高、控制精度高和环境适应性好的特点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅为本实用新型的一些实施例，对于本领域或普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种UUV浮力调节装置的结构示意图。

具体实施方式

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的一部分实施例，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付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

参见图1，本实用新型实施例提供了一种UUV浮力调节装置，包括：浮力水舱2、磁致伸缩液位传感器1、浮力调节控制器3、驱动电机4、海水泵5、集成阀组6和管路7；

所述浮力水舱2安装在UUV浮力调节装置上，用于储存海水、提供浮力，所述浮力调节装置通过改变浮力水舱2的水量来调节UUV的整体质量；所述磁致伸缩液位传感器1安装在所述浮力水舱2内，且由处理部件、导杆和浮子组成，所述导杆垂直安装，其长度等于所述浮力水舱2的有效容体高度；所述浮子受所述导杆的约束，同所述浮力水舱2液位同高，用于反映水位；所述磁致伸缩液位传感器1输出4-20mA的模拟信号给所述浮力调节控制器3，所述浮力调节控制器3通过该液位推算实时浮力水舱中海水质量；所述集成阀组6由四个截止阀组成，四个所述截止阀两两成组，由所述浮力调节控制器3控制闭合状态，不同的闭合状态控制对所述浮力水舱2的注、排水状态；所述海水泵5由所述驱动电机4驱动，为注、排水水路提供压力差。

浮力水舱2作为整体安装在UUV上的一个部件，用于储存海水、提供浮力，浮力调节装置就是依靠改变浮力水舱2水量来调节UUV的整体质量，来达到控制UUV浮力的目的；磁致伸缩液位传感器1安装在浮力水舱2内，由处理部件、导杆、浮子组成，其中导杆垂直安装，其长度等于浮力水舱的有效容体高度，浮子受到导杆的约束，同水舱液位同高，其位置反映水位，磁致伸缩液位传感器2输出4-20mA模拟信号给浮力调节控制器3，浮力调节控制器3通过该液位推算实时浮力水舱中2海水质量；集成阀组6由四个高效截止阀组成，四个截止阀两两成组，由浮力调节控制器3控制闭合状态，不同的闭合状态控制对浮力水舱2的注、排水状态；海水泵5由驱动电机4驱动，给注、排水水路提供压力差，使最终完成注水、排水动作；浮力调节控制器3一方面接收磁致伸缩液位传感器1的液位信号，由此推算实际水量，另外一方面，通过接收上级控制器发送的海水当前密度，由此计算当前UUV的实际浮力。通过比较得到需要注或排水量，并使电机4转动驱动海水泵5，并打开相应阀组6，通过管路7完成注、排水动作，以控制UUV浮力始终为零浮力。

首次采用磁致伸缩液位传感器作为液位采集器件，利用其高分辨率、高可靠性、无累积误差的特点，整体提高浮力调节装置的各项性能指标。本产品适用于大、重型UUV的自动浮力调节，具有可靠性高、控制精度高和环境适应性好的特点。

上述实施例中，所述浮力水舱2的耐外压能力同UUV最大工作水深需一致；

上述实施例中，所述磁致伸缩液位传感器1的浮子、导杆均采用钛合金材料，以满足防腐要求，且耐压能力不小于0.2MPa。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型揭露的范围内，可轻易想到的变化或者替换，都应该在涵盖在本实用新型的保护范围内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (2)

1.一种UUV浮力调节装置，其特征在于：包括：浮力水舱、磁致伸缩液位传感器、浮力调节控制器、驱动电机、海水泵、集成阀组和管路；

所述浮力水舱安装在UUV浮力调节装置上，用于储存海水、提供浮力，所述浮力调节装置通过改变浮力水舱的水量来调节UUV的整体质量；所述磁致伸缩液位传感器安装在所述浮力水舱内，且由处理部件、导杆和浮子组成，所述导杆垂直安装，其长度等于所述浮力水舱的有效容体高度；所述浮子受所述导杆的约束，同所述浮力水舱液位同高，用于反映水位；所述磁致伸缩液位传感器输出4-20mA的模拟信号给所述浮力调节控制器，所述浮力调节控制器通过该液位推算实时浮力水舱中海水质量；所述集成阀组由四个截止阀组成，四个所述截止阀两两成组，由所述浮力调节控制器控制闭合状态，不同的闭合状态控制对所述浮力水舱的注、排水状态；所述海水泵由所述驱动电机驱动，为注、排水水路提供压力差。

2.根据权利要求1所述的UUV浮力调节装置，其特征在于：所述磁致伸缩液位传感器的浮子、导杆均采用钛合金材料制作，且耐压能力不小于0.2MPa。