KR20220025754A - Bidirectional positive displacement buoyancy control device and its test device and test method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 본체 고정실린더, 조절 모듈, 제어 모듈을 포함하는 양방향 용적식 부력 조절 장치를 개시하였다. 상기 조절 모듈은 부력 조절 장치의 배수 부피를 조절하는 데 사용되고, 상기 조절 모듈은 제1 조절 모듈 및 제2 조절 모듈을 포함하고, 제1 조절 모듈 및 제2 조절 모듈의 구조는 동일하면서 본체 고정실린더에 대칭 설치되고; 상기 제1 조절 모듈 및 제2 조절 모듈은 상호 독립적으로 작동된다. 제1 조절 모듈 및 제2 조절 모듈이 단독으로 작동되거나 함께 매칭되어 작동되는 것을 통해 무게 중심이 일정한 조건에서 장치의 부력을 변경할 수 있고, 또한 부력이 일정하게 유지되는 상황에서 장치의 무게 중심을 조정할 수 있고, 무게 중심이 조정된 후 부력을 지속적으로 조절하여 부력과 무게 중심을 이중적이면서 연속적으로 조정함으로써, 장치는 수중에서 더 높은 안정성을 얻게되고, 복잡한 수중 작업 환경에 적용할 수 있다. 이뿐만 아니라, 본 발명은 양방향 용적식 부력 조절 장치를 테스트하는 테스트 장치 및 테스트 방법을 더 개시하였다.The present invention discloses a bidirectional positive displacement buoyancy control device including a fixed cylinder body, a control module, and a control module. The adjustment module is used to adjust the drainage volume of the buoyancy adjustment device, the adjustment module includes a first adjustment module and a second adjustment module, the structure of the first adjustment module and the second adjustment module is the same, and the main body fixed cylinder is installed symmetrically on; The first regulating module and the second regulating module operate independently of each other. When the first adjustment module and the second adjustment module are operated alone or in combination with each other, it is possible to change the buoyancy of the device under a condition in which the center of gravity is constant, and also to adjust the center of gravity of the device in a situation where the buoyancy is kept constant. And, by continuously adjusting the buoyancy after the center of gravity is adjusted, the buoyancy and the center of gravity are double and continuously adjusted, so that the device achieves higher stability in water, and can be applied to complex underwater work environments. In addition to this, the present invention further discloses a test device and test method for testing the bidirectional positive displacement buoyancy control device.
Description
본 발명은 수중 탐사 설비 및 주변 보조 설비 기술에 관련된 것으로, 구체적으로 양방향 용적식 부력 조절 장치 및 이의 테스트 장치와 테스트 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an underwater exploration facility and peripheral auxiliary equipment technology, and more particularly, to a bidirectional positive displacement buoyancy control apparatus, a test apparatus and a test method thereof.
오늘날 해양 연구가 심화되면서 해양 데이터를 수집할 때 잠수기의 필요성이 더욱 요긴해졌다. 하지만 지역과 깊이가 상이한 상황에서 해수의 밀도는 편차가 발생할 수 있으며, 잠수기는 업무에 필요에 따라 갖춰야 할 균형추 또한 다르므로, 위의 상황은 잠수기 자체의 부력 변화를 초래할 수 있고, 잠수기가 수중에서 부상, 침하 및 고정 깊이의 제어를 안정적으로 실현하기 위해서는 잠수기에 부력 조절 장치를 장착해야 한다.With the deepening of ocean research today, the need for submersibles has become more essential when collecting ocean data. However, in different regions and depths, the density of seawater may vary, and the counterweight that a diver must have according to business needs is also different. In order to reliably realize the control of flotation, sinking and anchoring depth, the submersible must be equipped with a buoyancy control device.
부력 조절 방식은 용적식과 중력식으로 나눌 수 있다. 용적식은 주로 자체 중력이 변하지 않는 조건에서 배수 부피를 변경하여 이의 부력이 변화되고, 중력식은 주로 배수 부피가 변하지 않는 조건에서 자체 중량을 변경하여 이의 부력을 변하게 만든다. 중력식의 조절 방법은 주로 심해의 부력을 조절하는 데 사용되고, 이의 구조는 복잡하면서 부피가 크므로 중소형 크기의 수중 설비에 적합하지 않다.The buoyancy control method can be divided into a volumetric type and a gravity type. The positive displacement equation mainly changes its buoyancy by changing the volume of the drainage under the condition that its own gravity does not change, and the gravity equation mainly changes its buoyancy by changing its own weight under the condition that the drainage volume does not change. The gravity control method is mainly used to control the buoyancy of the deep sea, and its structure is complex and bulky, so it is not suitable for small and medium-sized underwater facilities.
특허 CN201711387767.4와 같은 종래 기술에서는 수중 부력 조절 장치를 개시하였고, 이는 고압의 공압 시스템을 이용하고, 부력 조절의 구동력으로서 고압 가스원을 채택하였다. 이 장치는 전통적인 부력 조절 시스템과 달리 무게가 가볍고, 유지 보수 비용이 낮지만, 고압가스용기용의 사용 시간이 제한적이므로 장시간 반복적으로 조절하기가 어렵고, 수심이 증가하면서 환경의 압력이 커지므로, 부력을 정확하게 제어하기 어렵다. 또 다른 예시로 특허건 CN201610147200.9에서는 부력 조절 장치를 개시하였고, 이 장치는 크랭크 슬라이드 블록의 원리를 이용하여 좌우에서 박스를 푸쉬하는 양방향 운동을 실현함으로써, 좌우 푸시된 상자에 랩핑된 탄성막이 확장 및 수축되어 부력 조절 효과를 이룰 수 있지만, 크랭크 회전과 박스를 푸시하는 직선 이동이 비선형적인 관계이고, 푸시하는 힘의 작용점이 슬라이드 블록의 변위에 따라 계속해서 변경되므로, 이 장치의 실행 시스템의 신뢰도가 높지 않아 부력을 지속적으로 조절하기 어렵다. 특허건 CN201510679709.3에서는 수중 로봇의 자동 오일 배출식 부력 조절 장치를 개시하였고, 이 장치는 유압 펌프를 사용하여 어큐뮬레이터의 유액을 고무 주머니에 넣고, 고무 주머니의 부피를 변경함으로써 부력을 조절한다. 하지만 수중에서 설비를 적재할 수 있는 공간이 제한적이므로, 해당 장치의 부력 조절량이 자체 부피에 비해 차지하는 비율이 적어, 부력을 조절시키는 용적이 비교적 낮고, 어큐뮬레이터의 유액 부피가 변동될 경우, 무게 중심은 이에 상응되어 한쪽으로 이동하여 장치가 수중에서 평행 상태가 되도록 보장하기가 어렵다.The prior art, such as patent CN201711387767.4, discloses an underwater buoyancy control device, which uses a high-pressure pneumatic system, and adopts a high-pressure gas source as a driving force for buoyancy control. Unlike the traditional buoyancy control system, this device is light in weight and low in maintenance cost, but it is difficult to repeatedly control it for a long time because the use time for high-pressure gas containers is limited. is difficult to accurately control. As another example, patent case CN201610147200.9 discloses a buoyancy control device, which uses the principle of a crank slide block to realize a bidirectional motion of pushing the box from left to right, so that the elastic membrane wrapped in the left and right pushed box expands and can be contracted to achieve the buoyancy control effect, but since crank rotation and linear movement of pushing the box are non-linear, and the point of application of the pushing force is continuously changed according to the displacement of the slide block, the reliability of the execution system of this device It is difficult to continuously control the buoyancy because the Patent case CN201510679709.3 discloses an automatic oil discharge type buoyancy control device for an underwater robot, which uses a hydraulic pump to put the accumulator fluid into a rubber bag, and adjusts buoyancy by changing the volume of the rubber bag. However, since the space for loading equipment in the water is limited, the proportion of the buoyancy control amount of the device is small compared to its own volume, the volume to control the buoyancy is relatively low, and when the fluid volume of the accumulator changes, the center of gravity is It is difficult to ensure that the device is parallel in water by correspondingly shifting to one side.
또한, 부력 조절 장치와 관련된 테스트 장치에 관해서는, 특허건 CN201611181548.6에서 수중 항행의 부심 측정 방법을 개시하였고, 이 장치는 항행기의 앞, 뒤 두 지점에 대저울을 걸고, 기준을 설정하여 토크 평형 공식으로 부심 좌표를 획득할 수 있지만, 상기 방법의 검측 대상은 형상이 고정된 물체이므로 형상이 변화될 경우 장치의 수중 매개 변수를 검측하는 데 적합하지 않다.In addition, with respect to the test device related to the buoyancy control device, patent case CN201611181548.6 discloses a method of measuring the buoyancy of the underwater navigation, and this device puts a large scale at two points in the front and rear of the aircraft, and sets the standard to set the torque Although it is possible to obtain the coordinates of the center of gravity with the equilibrium formula, the detection target of the method is an object with a fixed shape, so it is not suitable for detecting the underwater parameters of the device when the shape is changed.
본 발명은 위와 같은 문제에 초점을 맞추어 부력을 정확하게 제어하면서 용적 비율과 안정성이 높은 양방향 용적식 부력 조절 장치를 제공하고,The present invention provides a bidirectional positive displacement buoyancy control device with high volume ratio and stability while accurately controlling buoyancy by focusing on the above problems,
본 발명은 양방향 용적식 부력 조절 장치의 정밀도, 용적 비율, 안정성이 높은 것을 인증할 수 있는 테스트 장치를 더 제공하고,The present invention further provides a test device that can certify that the precision, volume ratio, and stability of the bidirectional positive displacement buoyancy control device are high,
본 발명은 양방향 용적식 부력 조절 장치 및 이의 테스트 장치의 테스트 방법을 더 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to further provide a method for testing a bidirectional positive displacement buoyancy control device and a test device thereof.
본 발명은 위와 같은 문제를 해결하기 위해 양방향 용적식 부력 조절 장치를 채택하고, 본체 고정실린더, 조절 모듈, 제어 모듈을 포함하고, 상기 조절 모듈은 제1 조절 모듈 및 제2 조절 모듈을 포함하고, 상기 제1 조절 모듈은 제1 신축실린더, 제1 실링 덮개, 제1 파형관, 제1 리니어 액추에이터를 포함하고, 상기 제2 조절 모듈은 제2 신축실린더, 제2 실링 덮개, 제2 파형관, 제2 리니어 액추에이터를 포함하고; 상기 본체 고정실린더의 양단이 개구되고, 상기 제1 신축실린더가 상기 본체 고정실린더의 일단의 개구 내에 설치되고, 상기 제1 신축실린더가 상기 본체 고정실린더에 상대되어 슬라이딩되고, 상기 제1 신축실린더의 외단에는 상기 제1 실링 덮개가 장착되고; 상기 제1 파형관이 상기 제1 신축실린더와 상기 본체 고정실린더 외부에 랩핑되어 상기 제1 신축실린더와 상기 본체 고정실린더 사이를 밀봉하는 데 사용되고; 상기 제1 리니어 액추에이터의 출력단과 상기 제1 신축실린더가 연결되고, 상기 제1 리니어 액추에이터의 다른 일단과 상기 본체 고정실린더는 고정 연결되고; 상기 제1 조절 모듈은 상기 제1 조절 모듈의 구조와 동일하면서 상기 본체 고정실린더에 대칭 설치되고; 상기 제2 신축실린더는 상기 본체 고정실린더의 다른 일단의 개구 내에 설치되고, 상기 제2 신축실린더가 상기 본체 고정실린더에 상대되어 슬라이딩되고, 상기 제2 신축실린더의 외단에는 상기 제2 실링 덮개가 장착되고; 상기 제2 파형관이 상기 제2 신축실린더와 상기 본체 고정실린더 외부에 랩핑되어 상기 제2 신축실린더와 상기 본체 고정실린더 사이를 밀봉하는 데 사용되고; 상기 제2 리니어 액추에이터의 출력단과 상기 제2 신축실린더는 연결되고, 상기 제2 리니어 액추에이터의 다른 일단과 상기 본체 고정실린더는 고정 연결되고; The present invention adopts a bidirectional positive displacement buoyancy control device to solve the above problems, and includes a body fixed cylinder, a control module, and a control module, wherein the control module includes a first control module and a second control module, The first adjustment module includes a first expansion cylinder, a first sealing cover, a first corrugated pipe, and a first linear actuator, and the second control module includes a second expansion cylinder, a second sealing cover, a second corrugated pipe, a second a linear actuator; Both ends of the main body fixed cylinder are opened, the first telescopic cylinder is installed in the opening of one end of the main body fixed cylinder, and the first telescopic cylinder is slid relative to the main body fixed cylinder, and the first telescopic cylinder The first sealing cover is mounted on the outer end; the first corrugated pipe is wrapped outside the first telescopic cylinder and the main body fixed cylinder and is used to seal between the first telescopic cylinder and the main body fixed cylinder; an output end of the first linear actuator and the first expansion cylinder are connected, and the other end of the first linear actuator and the body fixing cylinder are fixedly connected; the first adjustment module is symmetrically installed on the main body fixed cylinder while having the same structure as that of the first adjustment module; The second expansion cylinder is installed in the opening of the other end of the body fixing cylinder, the second expansion cylinder slides relative to the body fixing cylinder, and the second sealing cover is mounted on the outer end of the second expansion cylinder. become; the second corrugated pipe is wrapped outside the second telescopic cylinder and the main body fixed cylinder and is used to seal between the second telescopic cylinder and the main body fixed cylinder; an output end of the second linear actuator and the second telescopic cylinder are connected, and the other end of the second linear actuator and the main body fixed cylinder are fixedly connected;
상기 제어 모듈이 상기 제1 리니어 액추에이터와 상기 제2 리니어 액추에이터를 제어하는 데 사용되고, 상기 제1 리니어 액추에이터와 상기 제2 리니어 액추에이터가 상호 독립적으로 작동된다.The control module is used to control the first linear actuator and the second linear actuator, and the first linear actuator and the second linear actuator are operated independently of each other.
본 발명은 종래 기술과 달리, 제1 조절 모듈 및 제2 조절 모듈이 단독으로 작동되거나 함께 작동되는 것을 통해 무게 중심이 일정한 조건에서 장치의 부력을 변경할 수 있고, 또한 부력이 일정하게 유지되는 상황에서 장치의 무게 중심을 조정할 수 있고, 무게 중심이 조정된 후 부력을 지속적으로 조절하여 부력과 무게 중심을 이중적이면서 연속적으로 조정함으로써, 장치는 수중에서 더 높은 안정성을 얻게되고, 복잡한 수중 작업 환경에 적용할 수 있는 유익한 효과를 얻을 수 있다.Unlike the prior art, the present invention can change the buoyancy of the device under a condition in which the center of gravity is constant through the first adjustment module and the second adjustment module being operated alone or together, and in a situation where the buoyancy is maintained constant The center of gravity of the device can be adjusted, and the buoyancy is continuously adjusted after the center of gravity is adjusted, so that the buoyancy and the center of gravity are double and continuously adjusted, so that the device achieves higher stability in the water, applied to the complex underwater working environment beneficial effects can be obtained.
본 발명은 하기 기술 방안을 채택하여 테스트 장치를 더 제공한다.The present invention further provides a test apparatus by adopting the following technical solution.
본 발명의 테스트 장치에 있어서, 실험 지지대, 상기 실험 지지대 내부를 수용하는 부력 테스트 플랫폼, 토크 테스트 플랫폼을 포함하고; 상기 실험 지지대와 상기 부력 테스트 플랫폼의 양측 사이에는 인장압축 센서가 연결되고, 상기 부력 테스트 플랫폼에는 연장 방향으로 두개의 상기 인장압축 센서가 위치한 대칭면에 평행인 회전축이 설치되고, 상기 회전축의 연장 방향이 상기 부력 테스트 플랫폼의 저면과 평행되고, 상기 토크 테스트 플랫폼은 상기 회전축을 통해 상기 부력 테스트 플랫폼과 연결되고, 상기 토크 테스트 플랫폼은 상기 회전축을 축으로 삼아 상기 부력 테스트 플랫폼과 상대되어 회전되고, 상기 토크 테스트 플랫폼에 위치한 평면은 상기 회전축의 연장 방향에 위치된 직선을 통해 양측으로 나뉘어, 각각 테스트 플랫폼의 제1 측과 테스트 플랫폼의 제2 측이고, 상기 테스트 플랫폼의 제1 측과 상기 부력 테스트 플랫폼 사이에는 상기 인장압축 센서가 연결되고;In the test apparatus of the present invention, it comprises a test support, a buoyancy test platform for accommodating the inside of the test support, and a torque test platform; A tensile compression sensor is connected between the experimental support and both sides of the buoyancy test platform, and a rotation axis parallel to the symmetrical plane where the two tension compression sensors are located in the extension direction is installed on the buoyancy test platform, and the extension direction of the rotation axis is parallel to the bottom surface of the buoyancy test platform, the torque test platform is connected to the buoyancy test platform through the rotation axis, the torque test platform rotates relative to the buoyancy test platform using the rotation axis as an axis, the torque A plane located on the test platform is divided into two sides through a straight line located in the extension direction of the rotation axis, respectively, the first side of the test platform and the second side of the test platform, and between the first side of the test platform and the buoyancy test platform is connected to the tensile compression sensor;
상기 부력 조절 장치를 테스트할 때, 상기 부력 조절 장치가 상기 토크 테스트 플랫폼에 고정되고, 상기 부력 조절 장치의 제1 조절 모듈이 상기 테스트 플랫폼의 제1 측에 위치되고, 상기 부력 조절 장치의 상기 제2 조절 모듈이 상기 테스트 플랫폼의 제2 측에 위치되고, 상기 제1 조절 모듈 및 상기 제2 조절 모듈의 대칭축선이 상기 회전축과 동일한 수직 평면 내에 위치한다.When testing the buoyancy control device, the buoyancy control device is fixed to the torque test platform, the first adjustment module of the buoyancy control device is located on the first side of the test platform, the second of the buoyancy control device Two adjustment modules are located on the second side of the test platform, and the axes of symmetry of the first adjustment module and the second adjustment module are located in the same vertical plane as the axis of rotation.
본 발명은 종래 기술과 달리, 상기 토크 테스트 플랫폼이 상기 부력 테스트 플랫폼과 상대되어 회전 연결되고, 상기 인장압축 센서를 통해 상기 부력 조절 장치의 부력 변화를 테스트할 수 있을 뿐만 아니라, 실시간으로 상기 부력 조절 장치의 토크 변화 상황을 확인할 수 있고, 테스트 단계를 간략화하고, 테스트 효율성을 높일 수 있다. 또한 단독 테스트의 누적 오차를 낮추어 테스트 결과의 정확도를 향상시킬 수 있는 유익한 효과를 얻을 수 있다.In the present invention, unlike the prior art, the torque test platform is rotationally connected to the buoyancy test platform, and it is possible to test the change in buoyancy of the buoyancy control device through the tensile and compression sensor, as well as control the buoyancy in real time It is possible to check the torque change status of the device, simplify the test step, and increase the test efficiency. In addition, it is possible to obtain a beneficial effect of improving the accuracy of test results by lowering the cumulative error of a single test.
본 발명은 하기 기술 방안을 채택하여 테스트 방법을 더 제공한다.The present invention further provides a test method by adopting the following technical solution.
본 발명의 테스트 방법에 있어서, 육상 실험과 수중 실험을 포함하고, 상기 부력 조절 장치가 테스트 장치에 고정되고, 상기 부력 조절 장치의 상기 조절 모듈이 조절되고, 상기 인장압축 센서에서 표시된 데이터를 판독하고, 상기 인장압축 센서에서 표시된 데이터를 통해 상기 부력 조절 장치의 실제 매개 변수를 도출하고, 실제 매개 변수를 상기 부력 조절 장치를 이론적으로 계산하여 얻은 수치와 비교한다.In the test method of the present invention, it includes a land test and an underwater test, wherein the buoyancy control device is fixed to the test device, the control module of the buoyancy control device is adjusted, and the data displayed by the tensile compression sensor is read, , derive the actual parameters of the buoyancy control device through the data displayed by the tensile and compression sensor, and compare the actual parameters with the numerical values obtained by theoretically calculating the buoyancy control device.
더 나아가서, 수중에서 실험할 경우, 상기 부력 테스트 플랫폼과 상기 토크 테스트 플랫폼에는 상기 부력 조절 블록이 추가됨으로써, 상기 조절 모듈이 작동되기 전에 상기 모든 인장압축 센서에서 표시되는 데이터가 0이된다. 수중에서 부력 블록의 평형 테스트 장치의 초기 중력 및 중력 토크를 이용하여, 측정된 부력과 토크가 실험의 직접적인 측정 결과가 되고, 고정된 분량이 테스트 변수에 끼치는 영향을 고려할 필요가 없고, 테스트 측정 범위가 줄어들고, 오차 값의 범위를 낮추어 실험 결과의 정확도를 보장할 수 있다.Furthermore, in the case of an underwater experiment, the buoyancy control block is added to the buoyancy test platform and the torque test platform, so that the data displayed by all the tensile and compression sensors becomes zero before the control module is operated. By using the initial gravity and gravitational torque of the equilibrium test device of the buoyancy block in water, the measured buoyancy and torque become the direct measurement results of the experiment, and there is no need to consider the effect of a fixed quantity on the test variable, and the test measurement range is reduced, and the range of error values can be lowered to ensure the accuracy of the experimental results.
도 1은 본 발명의 부력 조절 장치의 전체 구조 개략도이다.
도 2는 본 발명의 부력 조절 장치의 정면도 방향을 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 부력 조절 장치의 평면도 방향을 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 부력 조절 장치의 제1 조절 모듈 및 제2 조절 모듈의 리니어 액추에이터가 뻗어 나갈 때의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 부력 조절 장치의 제어 소자의 장착을 나타내는 개략도이다.
도 6은 본 발명의 부력 조절 장치의 내부 구조 개략도이다.
도 7은 본 발명의 종합 테스트 실험 플랫폼의 전체 구조 개략도이다.
도 8은 본 발명의 종합 테스트 실험 플랫폼의 전체 구조 정면도이다.
도 9는 본 발명의 실험 지지대의 구조 개략도이다.
도 10은 본 발명의 부력 테스트 플랫폼 및 토크 테스트 실험 플랫폼과 부력 조절 장치가 연결되는 구조 개략도이다.
도 11 은 본 발명의 테스트 방법을 나타내는 흐름도이다.1 is a schematic diagram of the overall structure of the buoyancy control device of the present invention.
Figure 2 is a cross-sectional view showing a front view direction of the buoyancy control device of the present invention.
Figure 3 is a cross-sectional view showing a plan view direction of the buoyancy control device of the present invention.
Figure 4 is a schematic diagram when the linear actuators of the first adjustment module and the second adjustment module of the buoyancy adjustment device of the present invention are extended.
Figure 5 is a schematic view showing the mounting of the control element of the buoyancy control device of the present invention.
6 is a schematic diagram of the internal structure of the buoyancy control device of the present invention.
7 is a schematic diagram of the overall structure of the comprehensive test experiment platform of the present invention.
8 is a front view of the overall structure of the comprehensive test and experiment platform of the present invention.
9 is a structural schematic diagram of the experimental support of the present invention.
10 is a structural schematic diagram in which the buoyancy test platform and the torque test test platform and the buoyancy control device of the present invention are connected.
11 is a flowchart illustrating a test method of the present invention.
실시예 1Example 1
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 양방향 용적식 부력 조절 장치는 본체 고정실린더(3), 조절 모듈, 제어 모듈(4)을 포함한다.As shown in FIG. 1 , the bidirectional positive displacement buoyancy control device of this embodiment includes a main body fixed
도 2 내지 도 4에서 부력 조절 장치의 국부 단면도를 도시한 바와 같이, 이 단면도는 장치 외부의 액추에이터를 절단하고, 내부 구조를 정확하게 볼 수 있도록 구동 기구를 보류한다. 본체 고정실린더(3)는 제1 고정실린더(11) 및 제2 고정실린더(21)를 포함하고, 제1 고정실린더(11) 및 제2 고정실린더(21)의 양단이 개구되고, 제1 고정실린더(11)의 일측 단면에는 제1 플랜지보스가 설치되고, 제1 플랜지보스와 가까운 지점에는 제1 연결보스가 설치되고; 제2 고정실린더(21)의 일측 단면에는 제2 플랜지보스가 설치되고, 제2 플랜지보스와 가까운 지점에는 제2 연결보스가 설치되고; 제1 플랜지보스와 제2 플랜지보스는 지지플랜지(31)를 통해 고정 연결되고, 지지플랜지(31)의 양측과 제1 플랜지보스 및 제2 플랜지보스의 연결 지점에는 제1 실링 링(18)이 설치되어 지지플랜지(31)와 본체 고정실린더(3) 사이의 수밀성이 보장된다.As shown in a local cross-sectional view of the buoyancy control device in Figures 2-4, this cross-sectional view cuts the actuator outside the device and retains the drive mechanism so that the internal structure can be accurately viewed. The body fixed
조절 모듈은 제1 조절 모듈(1) 및 제2 조절 모듈(2)을 포함하고, 상기 제1 조절 모듈(1)은 제1 신축실린더(13), 제1 실링 덮개(321), 제1 파형관(12), 제1 리니어 액추에이터(14)를 포함하고; 제2 조절 모듈(2)은 제2 신축실린더(23), 제2 실링 덮개(322), 제2 파형관(22), 제2 리니어 액추에이터(24)를 포함하고, 제1 조절 모듈(1) 및 제2 조절 모듈(2)의 구조는 동일하고, 지지플랜지(31)에 대칭 설치된다.The regulating module includes a first regulating module 1 and a second regulating
제1 신축실린더(13)의 일측 단면에는 제3 플랜지보스가 설치되고, 제3 플랜지보스와 가까운 지점에는 제1 단차보스가 설치되고, 제1 신축실린더(13)가 제1 고정실린더(11)의 일단의 개구 내에 설치되고, 제1 단차보스의 저면과 제1 고정실린더(11)의 내표면의 간격이 매칭되고, 제1 단차보스의 높이와 제1 고정실린더(11)의 두께가 동일하여, 즉, 제1 단차보스 단면의 보스면의 직경과 제1 고정실린더(11) 단면의 외표면 직경이 동일하고; 상기 제1 파형관(12)의 일단이 제1 고정플랜지(16)를 통해 제3 플랜지보스와 고정 연결되고, 제1 파형관(12)의 다른 일단이 제2 고정플랜지(17)를 통해 제1 연결보스와 고정 연결된다. 제1 실링 덮개(321)에는 제1 실링 덮개 플랜지가 설치되고, 제1 실링 덮개 플랜지가 제3 플랜지보스의 외측에 고정 연결된다.A third flange boss is installed on one end face of the
제2 신축실린더(23)의 일측 단면에는 제4 플랜지보스가 설치되고, 제4 플랜지보스와 가까운 지점에는 제2 단차보스가 설치되고, 제2 신축실린더(23)는 제2 고정실린더(21)의 일단의 개구 내에 설치되고, 제2 단차보스의 저면과 제2 고정실린더(21)의 내표면 간격이 매칭되고, 제2 단차보스의 높이와 제2 고정실린더(21)의 두께가 동일하여, 즉, 제2 단차보스 단면의 보스면의 직경과 제2 고정실린더(21) 단면의 외표면 직경이 동일하고; 상기 제2 파형관(22)의 일단이 제3 고정플랜지(26)를 통해 제3 플랜지보스와 고정 연결되고, 제2 파형관(22)의 다른 일단이 제4 고정플랜지(27)를 통해 제2 연결보스와 고정 연결된다. 제2 실링 덮개(322)에는 제2 실링 덮개 플랜지가 설치되고, 제2 실링 덮개 플랜지가 제4 플랜지보스의 외측에 고정 연결된다.A fourth flange boss is installed on one end face of the
고정플랜지 단면의 압력을 통해 파형관과 고정실린더 및 신축실린더 사이를 실링 연결할 수 있으므로, 고정실린더 및 신축실린더 사이가 상대적으로 이동될 때의 실링 효과를 실현할 수 있고, 제1 실링 덮개 플랜지 및 제3 플랜지보스, 제2 실링 덮개 플랜지 및 제4 플랜지보스 사이에는 제2 실링 링(19)이 설치되어 실링 덮개 플랜지 및 플랜지보스 사이의 수밀성이 보장된다.Since the sealing connection between the corrugated pipe and the fixed cylinder and the expansion and contraction cylinder is possible through the pressure of the end face of the fixed flange, the sealing effect when the fixed cylinder and the expansion and contraction cylinder are relatively moved can be realized, and the first sealing cover flange and the third flange A
제2 신축실린더(23)의 내부에는 제1 지지판(351)이 설치되고, 제1 신축실린더(13)의 내부에는 제2 지지판(352)이 설치되고, 제1 지지판(351) 및 제2 지지판(352)이 각각 네개의 연결된 스크류로드(39)를 통해 지지플랜지(31)의 내측과 연결되고, 제1 지지판(351)과 제2 지지판(352)이 지지플랜지(31)에 대칭 설치되고; 제1 리니어 액추에이터(14)의 고정단이 지지플랜지(31)와 가까운 제1 지지판(351)의 일측에 고정 장착되고, 제2 리니어 액추에이터(24)의 고정단이 지지플랜지(31)와 가까운 제2 지지판(352)의 일측에 고정 장착되고; 제1 실링 덮개(321)와 가까운 제1 신축실린더(13) 내부의 일단이 제1 푸쉬풀판(push-pull plate)(331)에 고정 장착되고, 제1 리니어 액추에이터(14)의 출력단과 제1 푸쉬풀판(331)이 고정 연결되고, 제1 리니어 액추에이터(14)가 뻗어 나가 제1 푸쉬풀판(331)이 외부로 이동되도록 하여 제1 신축실린더(13)가 외부로 이동되게 만들고, 이때 제1 파형관(12)이 외부로 확장되고; 제2 실링 덮개(322)와 가까운 제2 신축실린더(23)의 내부의 일단이 제2 푸쉬풀판(332)에 고정 장착되고, 제2 리니어 액추에이터(24)의 출력단과 제2 푸쉬풀판(332)이 고정 연결되고, 제2 리니어 액추에이터(24)가 뻗어 나가 제2 푸쉬풀판(332)이 외부로 이동되도록 하여 제2 신축실린더(23)가 외부로 이동되게 만들고, 이때 제2 파형관(22)이 외부로 확장된다.A
상기 제1 푸쉬풀판(331)과 제2 지지판(352) 사이에는 제1 풀 로프 센서(15)가 설치되고, 제1 풀 로프 센서(15)가 제2 지지판(352)에 고정되고, 제1 풀 로프 센서(15)가 풀 로프될 때 제1 푸쉬풀판(331)과 고정 연결된다. 제1 신축실린더(13)가 외부로 이동될 때, 제1 풀 로프 센서(15)가 제1 신축실린더(13)의 변위 신호를 제어 모듈로 전송하고; 상기 제2 푸쉬풀판(332)과 제1 지지판(351) 사이에는 제2 풀 로프 센서(25)가 설치되고, 제2 풀 로프 센서(25)가 제1 지지판(351)에 고정되고, 제2 풀 로프 센서(25)가 풀 로프될 때 제2 푸쉬풀판(332)과 고정 연결된다. 제2 신축실린더(23)가 외부로 이동될 때, 제2 풀 로프 센서(25)가 제2 신축실린더(23)의 변위 신호를 제어 모듈(4)로 전송한다.A first
제1 신축실린더(13) 내부에는 제1 수직판(341)이 설치되고, 상기 제1 수직판(341)과 제1 푸쉬풀판(331) 사이는 네개의 제1 연결된 스크류로드(361)를 통해 연결되고, 제1 수직판(341)과 제1 푸쉬풀판(331) 사이에는 두개의 제1 횡방향 격판(371)이 설치되고, 상기 두개의 제1 횡방향 격판(371)은 각각 제1 리니어 액추에이터(14)의 양측에 위치되고, 두개의 제1 횡방향 격판(371)이 대면하여 설치되고; 제2 신축실린더(23)의 내부에는 제2 수직판(342)이 설치되고, 상기 제2 수칙판(342)과 제2 푸쉬풀판(332) 사이는 네개의 제2 연결된 스크류로드(362)를 통해 연결되고, 제2 수직판(342)과 제2 푸쉬풀판(332) 사이에는 두개의 제2 횡방향 격판(372)이 설치되고, 상기 두개의 제2 횡방향 격판(372)은 각각 제2 리니어 액추에이터(24)의 양측에 위치되고, 두개의 제2 횡방향 격판(372)이 대면하여 설치되고, 횡방향 격판이 제어 모듈(4)의 제어 유닛과 리니어 액추에이터를 분리시켜서 구동 기구가 제어 유닛에 간섭을 초래하지 않도록 방지할 수 있다. A first vertical plate 341 is installed inside the
도 5와 도 6에 도시된 바와 같이, 제어 모듈은 제1 실링 덮개(321)에 설치되는 제1 수밀 커넥터 부재(41) 및 제2 실링 덮개(322)의 제2 수밀 커넥터 부재(45), 전력변환장치(42), 근접 스위치(43), 단일칩 마이크로 컴퓨터(44), 연결 단자(46), 풀 로프 센서의 신호를 전환시키는 송신기(47), 구동 기구를 회전시키는 모터 구동판(48), 계전기(49)를 포함하고; 수밀 커넥터 부재는 장치 내외부를 전기적 연결 및 신호 연결시키는 데 사용된다. 연결 단자(46)와 전력변환장치(42)는 각각 두개의 제1 횡방향 격판(371)에서 제1 리니어 액추에이터(14)와 멀리 떨어진 양측에 장착되고, 전력변환장치(42)는 제1 수밀 커넥터 부재(41)에서 도입된 전력을 상이한 전압 값으로 변환시킨 후, 연결 단자(46)를 통해 각각의 실행 제어 소자에 공급된다.5 and 6, the control module includes a first
단일칩 마이크로 컴퓨터(44)와 계전기(49)는 각각 두개의 제2 횡방향 격판(372)에서 제2 리니어 액추에이터(24)와 멀리 떨어진 양측에 장착되고; 제1 지지판과 제2 지지판(35)이 각각 하나의 근접 스위치(43)에 고정 장착되고, 두개의 근접 스위치(43)의 감응면이 각각 제1 수직판(341)과 제2 수직판(342)에 감지되고; 단일칩 마이크로 컴퓨터(44)가 제2 수밀 커넥터 부재(45)에서 도입된 전력을 통해 전기를 공급하고, 두개의 리니어 액추에이터 모터의 회전 속도와 회전 방향을 제어하는 데 사용되고, 풀 로프 센서에서 반환된 전압 신호를 수집하고; 두개의 리니어 액추에이터에는 홀 센서(Hall sensor)가 설치되고, 홀 센서는 리니어 액추에이터 모터의 회전 속도를 수집하고, 수집된 데이터를 단일칩 마이크로 컴퓨터(44)에 전송시키고; 계전기(49)는 근접 스위치(43)의 감시 신호에 따라 리니어 액추에이터를 중지하는 것을 제어할 수 있어 신축실린더가 지정된 위치에서 중지될 수 있도록 보장할 수 있다.The single-
제1 지지판(351) 및 제2 지지판(352) 사이에는 횡판(38)이 설치되고, 송신기(47)와 모터 구동판(48)이 횡판(38)에서 제1 리니어 액추에이터(14) 및 제2 리니어 액추에이터(24)와 멀리 떨어진 측면에 장착된다.A
본 실시예에서 양방향 용적식 부력 조절 장치의 제1 조절 모듈과 제2 조절 모듈은 단독으로 작동되거나 매칭되어 작동될 수 있고, 작동 원리는 다음과 같다.In this embodiment, the first adjustment module and the second adjustment module of the two-way positive displacement adjustment device may be operated independently or may be matched and operated, and the principle of operation is as follows.
(1) 제1 조절 모듈과 제2 조절 모듈이 단독으로 작동될 수 있고, 제1 조절 모듈의 단독 작동을 예시로 들어 부력 조절 장치의 작동 원리를 설명할 수 있다.(1) The first regulating module and the second regulating module can be operated independently, and the principle of operation of the buoyancy control device can be described by taking the independent operation of the first regulating module as an example.
제어 모듈이 부상 명령을 받으면 단일칩 마이크로 컴퓨터(44)에서 신호가 내보내지고, 모터 구동판(48)이 제1 리니어 액추에이터(14)가 제1 푸쉬풀판(331)을 촉진하도록 구동시켜, 제1 신축실린더(13)가 외부로 이동되고, 제1 파형관(12)은 제1 신축실린더(13)의 이동에 따라 외부로 확장됨으로써, 장치의 배수 부피가 증가되어, 즉 장치 부력이 증대되고 장치가 부상된다. 본 실시예에서 장치는 규칙적인 형상인 물체이므로 장치의 부력의 변화와 제1 신축실린더(13)의 변위는 선형적인 관계이고, 제어 모듈은 필요한 부력 조건과 제1 풀 로프 센서(15)의 피드백 신호에 따라 제1 리니어 액추에이터(14)의 변위량을 조정하고, 제1 풀 로프 센서(15)의 피드백 신호에 따라 제1 리니어 액추에이터(14)의 변위량이 장치의 최대 부력 조절량을 초과하지 않도록 보장할 수 있다. 장치가 지정된 부력에 도달된 후, 단일칩 마이크로 컴퓨터(44)가 모터 구동판(48)을 제어하여 제1 리니어 액추에이터(14)가 구동되는 것을 중지함으로써 장치가 부력 상태에서 안정적이게 된다.When the control module receives a floating command, a signal is sent out from the single-chip microcomputer 44, and the motor driving plate 48 drives the first linear actuator 14 to promote the first push-pull plate 331, the first The expansion cylinder 13 is moved to the outside, and the first corrugated pipe 12 is expanded to the outside according to the movement of the first expansion cylinder 13, so that the drainage volume of the device is increased, that is, the device buoyancy is increased and the device is get injured In this embodiment, since the device is an object of a regular shape, the change in the buoyancy of the device and the displacement of the first expansion and contraction cylinder 13 have a linear relationship, and the control module controls the necessary buoyancy condition and the feedback of the first pull rope sensor 15 Adjust the displacement amount of the first linear actuator 14 according to the signal, and ensure that the displacement amount of the first linear actuator 14 does not exceed the maximum buoyancy adjustment amount of the device according to the feedback signal of the first pull rope sensor 15 can After the device reaches the specified buoyancy, the single-chip microcomputer 44 controls the motor drive plate 48 to stop the first linear actuator 14 from being driven, thereby making the device stable in the buoyancy state.
제어 모듈이 침하 명령을 받으면 단일칩 마이크로 컴퓨터(44)에서 신호가 내보내지고, 모터 구동판(48)이 제1 신축실린더(13)를 내부로 이동시키고 , 제1 파형관(12)은 제1 신축실린더(13)의 이동에 따라 수축됨으로써 장치의 배수 부피가 줄어들고, 이는 즉 장치의 부력이 감소되는 것을 뜻한다. 장치의 부력이 장치의 중력보다 작을 경우, 장치는 침하되고, 지정된 깊이까지 침하된 후 장치의 부력을 조정하여 장치는 지정된 깊이에서 안정적이게 된다.When the control module receives a subsidence command, a signal is sent out from the single-
(2) 제1 조절 모듈과 제2 조절 모듈이 매칭되어 작동될 수 있고, 이때 장치의 부력을 변동하지 않고 장치의 무게 중심을 변경할 수 있으므로 수중에 있는 장치의 모습을 바꿀 수 있고; 장치의 무게 중심을 변경하지 않은 채 장치의 부력을 변경할 수 있으므로, 장치가 일정한 모습으로 유지되어 수중에서 부상 및 침하를 실현할 수 있고; 부력 조절 장치의 작동 원리는 다음과 같다.(2) the first regulating module and the second regulating module can be matched and operated, wherein the center of gravity of the device can be changed without changing the buoyancy of the device, thereby changing the appearance of the device in water; The buoyancy force of the device can be changed without changing the center of gravity of the device, so that the device can be maintained in a constant shape to realize floating and sinking in water; The working principle of the buoyancy control device is as follows.
장치의 무게 중심을 제1 조절 모듈의 일측으로 이동시키려면, 제2 조절 모듈의 제2 신축실린더(23)가 외부를 향해 지정된 거리만큼 이동되도록 조정해야만 하므로, 제2 조절 모듈의 무게 중심이 한쪽으로 이동되고, 이와 동시에, 만약 제1 조절 모듈의 제1 신축실린더(13)의 내부가 동일한 거리로 이동된다면 장치의 제1 조절 모듈의 일측에서 감소된 배수 부피와 장치의 제2 조절 모듈의 일측에서 증가된 배수 부피가 동일해지고, 부력이 일정한 상황에서 장치 전체의 무게 중심이 제2 조절 모듈의 일측을 향해 이동될 수 있으므로 수중에서 장치의 모습을 변경할 수 있다.In order to move the center of gravity of the device to one side of the first adjustment module, the
이때 장치가 무게 중심이 한쪽으로 이동되는 상태에서 부상되는 것을 유지하려면, 제어 모듈이 부상 명령을 받은 후 제어 모듈이 제1 조절 모듈의 제1 신축실린더(13)와 제2 조절 모듈의 제2 신축실린더(23)가 외부로 동일한 거리를 이동하도록 조절하고, 지정된 깊이에 도달되면, 제1 조절 모듈과 제2 조절 모듈을 조절함으로써, 중력이 부력과 같아지고, 장치는 평형 상태에 놓인다.At this time, in order to keep the device floating while the center of gravity is moved to one side, after the control module receives the floating command, the control module performs the first expansion and
실시예 2Example 2
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 용적식 부력 조절 장치의 테스트 장치에 있어서, 실험 지지대(53), 실험 지지대(53) 내부를 수용하는 부력 테스트 플랫폼(52), 토크 테스트 플랫폼(51)을 포함하고; 상기 실험 지지대(53)의 저부에는 레벨링 암(531)이 설치되어 실험 지지대(53)를 수평으로 조절하고, 실험 지지대(53)의 양측 상방에는 가로대가 설치되고, 두개의 가로대와 부력 테스트 플랫폼(52)의 양측 저부 사이에는 각각 이동되는 힌지연결 부재를 통해 제1 인장압축 센서(55)와 제2 인장압축 센서(56)를 연결하여 부력 테스트 플랫폼(52)의 중력을 측정하고; 실험 지지대(53)의 양측에는 각각 두개의 수직 기둥이 설치되고, 기둥에는 슬라이드 레일(57)이 설치되고, 슬라이드 레일(57)의 내부에는 슬라이드 블록(571)이 설치되며, 부력 테스트 플랫폼(52)과 슬라이드 블록(571)은 고정 연결되고, 실험 지지대(53)는 수직 슬라이드 레일을 사용하여 부력 테스트 플랫폼(52)을 위치 고정하여, 부력 테스트 플랫폼(52)이 힘을 받는 방향이 수직이 되도록 보장하고, 수직 방향의 측정 오차를 줄일 수 있다.7, in the test apparatus of the positive displacement buoyancy control device of the present invention, the
부력 테스트 플랫폼(52)의 저부 사이에는 연장 방향으로 양측에 평행되는 회전축(511)이 설치되고, 회전축(511)의 연장 방향이 위치된 평면과 부력 테스트 플랫폼(52)의 저부의 평면이 평행이고, 상기 토크 테스트 플랫폼(51)은 회전축(511)을 통해 부력 테스트 플랫폼(52)과 연결되고, 상기 토크 테스트 플랫폼(51)은 회전축(511)을 축으로 삼아 부력 테스트 플랫폼(52)과 상대되어 회전되고, 토크 테스트 플랫폼(51)과 부력 테스트 플랫폼(52)은 베어링을 통해 회전축(511)과 연결된다. 상기 토크 테스트 플랫폼(51)은 회전축(511)의 연장 방향에 위치된 직선을 통해 양측으로 균등하게 나뉘어, 각각 테스트 플랫폼의 제1 측과 테스트 플랫폼의 제2 측이 되고, 부력 테스트 플랫폼(52)의 상방에는 가로대가 설치되고, 상기 테스트 플랫폼의 제1 측과 부력 테스트 플랫폼(52)의 상방의 가로대 사이는 이동되는 힌지연결 부재(541)를 통해 제3 인장압축 센서(54)가 연결되고; 이동되는 힌지연결 부재를 이용해 인장압축 센서의 양단을 연결하여 스크류로드의 자체적인 강성으로 인한 토크 각도에 편차가 발생되는 것을 방지할 수 있으며, 토크 작용의 정확도를 보장하고, 인장압축 센서 판독의 실질성을 향상시킬 수 있다.
토크 테스트 플랫폼(51)에 제1 부력 조절 블록(512)이 설치되고, 부력 테스트 플랫폼(52)의 저부에는 제2 부력 조절 블록(521)이 설치되고, 여기에서 제1 부력 조절 블록(512)은 테스트 시 플랫폼 양측에서 발생되는 토크 차이를 제거할 수 있고, 제2 부력 조절 블록(521)은 플랫폼 및 장치의 중력을 상쇄시킬 수 있으므로, 제1 인장압축 센서(55)와 제2 인장압축 센서(56)에서 판독된 데이터가 곧 부력 조절량을 가리킨다.A first
부력 조절 장치를 테스트할 때, 상기 부력 조절 장치가 토크 테스트 플랫폼(51)에 고정되고, 부력 조절 장치의 제1 조절 모듈(1)이 테스트 플랫폼의 제1 측에 위치되고, 부력 조절 장치의 제2 조절 모듈(2)이 테스트 플랫폼의 제2 측에 위치되고, 상기 제1 조절 모듈 및 제2 조절 모듈의 대칭축선이 회전축(511)과 동일한 수직 평면 내에 위치한다.When testing the buoyancy control device, the buoyancy control device is fixed to the
실시예 3Example 3
실시예 2에서 테스트 장치의 테스트 방법에 있어서, 테스트 방법의 흐름도는 도 11에 도시된 바와 같으며, 테스트 실험은 육상 실험과 수중 실험을 포함하고, 테스트 실험에서 측정된 데이터와 부력 조절 장치의 이론 매개 변수를 비교함으로써 부력 조절 장치의 신뢰성을 인증할 수 있다. 중력 토크의 이론적인 계산은 우선 이론 계산에서 신축실린더의 변위량을 설정하고, 이론 계산으로 장치 전체의 토크 변화량을 얻고; 부력과 부력 토크의 이론적인 계산은 우선 이론 계산에서 신축실린더의 변위량을 설정하고, 이론 계산으로 장치 부력의 크기 및 부력 토크를 얻은 후, 실험 인증을 수행하고, 실험 내용은 다음과 같다.In the test method of the test apparatus in Example 2, the flow chart of the test method is as shown in FIG. 11, and the test experiment includes a land experiment and an underwater experiment, and the data measured in the test experiment and the theory of the buoyancy control device By comparing the parameters, the reliability of the buoyancy control device can be verified. The theoretical calculation of the gravitational torque is first to set the displacement amount of the expansion and contraction cylinder in the theoretical calculation, and to obtain the torque change amount of the entire device by the theoretical calculation; For the theoretical calculation of buoyancy and buoyancy torque, first, the displacement amount of the expansion cylinder is set in the theoretical calculation.
(1) 육상 실험(1) Land Experiment
먼저 레벨링 암(531)을 회전하여 실험 지지대가 수평이 된 후, 부력 조절 장치를 토크 테스트 플랫폼에 고정시킨다. 이때 제1 인장압축 센서(55)와 제2 인장압축 센서(56)에서 판독한 변화 값에 따라 부력 조절 장치의 중량을 도출한다.First, the leveling
실험 1: 제2 신축실린더는 초기 위치를 유지하고, 제1 신축실린더(13)가 외부를 향해 이론 계산에서 설정된 변위량만큼 이동되고, 상이한 변위량에서의 제3 인장압축 센서(54)가 판독한 변화량을 기록하여 장치의 실질적인 전체 토크의 변화량을 도출한다.Experiment 1: The second expansion cylinder maintains its initial position, the
실험 2: 제1 신축실린더는 초기 위치를 유지하고, 제2 신축실린더(23)가 외부를 향해 이론 계산에서 설정된 변위량만큼 이동되고, 상이한 변위량에서 제3 인장압축 센서(54)가 판독한 변화량을 기록하여 장치의 실질적인 전체 토크의 변화량을 도출한다.Experiment 2: The first expansion cylinder maintains its initial position, the
실험 3: 제1 신축실린더(13)와 제2 신축실린더(23)를 제어하는 동시에 외부를 향해 이론 계산에서 설정된 변위량만큼 이동되고, 상이한 변위량에서 제3 인장압축 센서(54)가 판독한 변화량을 기록하여 장치의 실질적인 전체 토크의 변화량을 도출한다.Experiment 3: While controlling the first expansion and
실험 4: 제1 신축실린더(13)와 제2 신축실린더(23)가 외부로 동일한 거리만큼 이동된 상황에서, 제1 신축실린더(13)와 제2 신축실린더(23)를 제어하는 동시에 동일한 방향으로 이론 계산에서 설정된 변위량만큼 이동되고, 상이한 변위량에서 제3 인장압축 센서(54)가 판독한 변화량을 기록하여 장치의 실질적인 전체 토크의 변화량을 도출한다.Experiment 4: In a situation in which the
실험을 종료한 후, 네개의 실험을 이론 계산과 실험에서 동일한 상황 및 동일한 변위량으로 설정한 경우, 실험에서 도출한 실질적인 전체 토크의 변화량과 이론 계산으로 도출된 전체 토크 변화량을 비교하여, 부력 조절 장치의 이론 계산이 신뢰성이 있음을 인증할 수 있다. After completing the experiment, when the four experiments are set to the same situation and the same displacement in the theoretical calculation and the experiment, the actual total torque change derived from the experiment and the total torque change derived from the theoretical calculation are compared, and the buoyancy control device It can be verified that the theoretical calculation of
(2) 수중 실험(2) Underwater experiments
먼저 테스트 장치를 수중에 넣고, 수면에서 부력 조절 장치가 통과되지 않게 한 후, 토크 테스트 플랫폼(51)에 제1 부력 조절 블록(512)을 추가하여 플랫폼 양측의 토크 차이를 제거함으로써, 제3 인장압축 센서(54)에서 판독된 데이터가 0이 되도록 하고; 동시에 부력 테스트 플랫폼에 제2 부력 조절 블록(521)을 추가하여 플랫폼 및 장치의 중력을 상쇄시킴으로써, 제1 인장압축 센서(55)와 제2 인장압축 센서(56)에서 판독된 데이터가 0이 되도록 한다.First, put the test device in water, prevent the buoyancy control device from passing on the water surface, and then add the first
실험 1: 제2 신축실린더는 초기 위치를 유지하고, 제1 신축실린더(13)가 외부를 향해 이론 계산에서 설정된 변위량만큼 이동되고, 상이한 변위량에서 제1 인장압축 센서(55), 제2 인장압축 센서(56), 제3 인장압축 센서(54)가 판독한 변화량을 기록하여 장치의 실질적인 부력과 부력 토크를 도출한다.Experiment 1: The second expansion cylinder maintains its initial position, the
실험 2: 제1 신축실린더는 초기 위치를 유지하고, 제2 신축실린더(23)가 외부를 향해 이론 계산에서 설정된 변위량만큼 이동되고, 상이한 변위량에서 제1 인장압축 센서(55), 제2 인장압축 센서(56), 제3 인장압축 센서(54)가 판독한 변화량을 기록하여 장치의 실질적인 부력과 부력 토크를 도출한다.Experiment 2: The first expansion cylinder maintains its initial position, the
실험 3: 제1 신축실린더(13)와 제2 신축실린더(23)를 제어하는 동시에 외부를 향해 이론 계산에서 설정된 변위량만큼 이동되고, 상이한 변위량에서 제1 인장압축 센서(55), 제2 인장압축 센서(56), 제3 인장압축 센서(54)가 판독한 변화량을 기록하여 장치의 실질적인 부력과 부력 토크를 도출한다.Experiment 3: While controlling the first expansion and
실험 4: 제1 신축실린더(13)와 제2 신축실린더(23)가 외부를 향해 동일한 거리만큼 이동된 상황에서, 제1 신축실린더(13)와 제2 신축실린더(23)를 제어하는 동시에 동일한 방향으로 이동되고, 상이한 변위량에서의 제1 인장압축 센서(55), 제2 인장압축 센서(56), 제3 인장압축 센서(54)가 판독한 변화량을 기록한다.Experiment 4: In a situation in which the
앞서 세 실험을 종료한 후, 실험을 이론 계산과 실험에서 동일한 상황 및 동일한 변위량 X로 설정한 경우, 실험에서 도출한 장치의 실제 부력 및 부력 토크와 이론 계산으로 도출된 부력 및 부력 토크를 비교하여, 부력 조절 장치의 이론 계산이 신뢰성이 있음을 인증할 수 있다. After completing the previous three experiments, when the experiment is set to the same situation and the same displacement X in the theoretical calculation and experiment, the actual buoyancy and buoyancy torque of the device derived from the experiment are compared with the buoyancy and buoyancy torque derived from the theoretical calculation. , it can be verified that the theoretical calculation of the buoyancy control device is reliable.
네번째 실험에서 제1 인장압축 센서(55) 및 제2 인장압축 센서(56)의 변화량이 크지 않고, 제3 인장압축 센서(54)에서 판독된 데이터의 변화가 뚜렷한 경우, 부력 조절 장치의 부력이 일정함이 인증되고, 무게 중심이 초기 상태와 달리 한쪽으로 이동되어, 본 발명은 부력이 영구한 상태에서 무게 중심을 조절할 수 있다. In the fourth experiment, when the amount of change of the first
Claims (10)
본체 고정실린더, 조절 모듈, 제어 모듈을 포함하고,
상기 조절 모듈은 제1 조절 모듈 및 제2 조절 모듈을 포함하고, 상기 제1 조절 모듈은 제1 신축실린더, 제1 실링 덮개, 제1 파형관, 제1 리니어 액추에이터를 포함하고, 상기 제2 조절 모듈은 제2 신축실린더, 제2 실링 덮개, 제2 파형관, 제2 리니어 액추에이터를 포함하고; 상기 본체 고정실린더의 양단이 개구되고, 상기 제1 신축실린더가 상기 본체 고정실린더의 일단의 개구 내에 설치되고, 상기 제1 신축실린더가 상기 본체 고정실린더에 상대되어 슬라이딩되고, 상기 제1 신축실린더의 외단에는 상기 제1 실링 덮개가 장착되고; 상기 제1 파형관이 상기 제1 신축실린더와 상기 본체 고정실린더 외부에 랩핑되어 상기 제1 신축실린더와 상기 본체 고정실린더 사이를 밀봉하는 데 사용되고; 상기 제1 리니어 액추에이터의 출력단과 상기 제1 신축실린더가 연결되고, 상기 제1 리니어 액추에이터의 다른 일단과 상기 본체 고정실린더가 고정 연결되고; 상기 제1 조절 모듈은 상기 제1 조절 모듈의 구조와 동일하면서 상기 본체 고정실린더에 대칭 설치되고; 상기 제2 신축실린더가 상기 본체 고정실린더의 다른 일단의 개구 내에 설치되고, 상기 제2 신축실린더가 상기 본체 고정실린더에 상대되어 슬라이딩되고, 상기 제2 신축실린더의 외단에는 상기 제2 실링 덮개가 장착되고; 상기 제2 파형관이 상기 제2 신축실린더와 상기 본체 고정실린더 외부에 랩핑되어 상기 제2 신축실린더와 상기 본체 고정실린더 사이를 밀봉하는 데 사용되고; 상기 제2 리니어 액추에이터의 출력단과 상기 제2 신축실린더가 연결되고, 상기 제2 리니어 액추에이터의 다른 일단과 상기 본체 고정실린더는 고정 연결되고;
상기 제어 모듈이 상기 제1 리니어 액추에이터와 상기 제2 리니어 액추에이터를 제어하는 데 사용되고, 상기 제1 리니어 액추에이터와 상기 제2 리니어 액추에이터가 상호 독립적으로 작동되는 것을 특징으로 하는 양방향 용적식 부력 조절 장치.In the bidirectional positive displacement buoyancy control device,
Includes a body fixed cylinder, a control module, and a control module,
The regulating module includes a first regulating module and a second regulating module, wherein the first regulating module includes a first telescopic cylinder, a first sealing cover, a first corrugated tube, a first linear actuator, and the second regulating module comprises a second telescopic cylinder, a second sealing cover, a second corrugated tube, and a second linear actuator; Both ends of the main body fixed cylinder are opened, the first telescopic cylinder is installed in the opening of one end of the main body fixed cylinder, and the first telescopic cylinder is slid relative to the main body fixed cylinder, and the first telescopic cylinder The first sealing cover is mounted on the outer end; the first corrugated pipe is wrapped outside the first telescopic cylinder and the main body fixed cylinder and is used to seal between the first telescopic cylinder and the main body fixed cylinder; an output end of the first linear actuator and the first expansion cylinder are connected, and the other end of the first linear actuator and the body fixing cylinder are fixedly connected; the first adjustment module is symmetrically installed on the main body fixed cylinder while having the same structure as that of the first adjustment module; The second telescopic cylinder is installed in the opening of the other end of the main body fixed cylinder, the second telescopic cylinder slides relative to the main body fixed cylinder, and the second sealing cover is mounted on the outer end of the second telescopic cylinder. become; the second corrugated pipe is wrapped outside the second telescopic cylinder and the main body fixed cylinder and is used to seal between the second telescopic cylinder and the main body fixed cylinder; an output end of the second linear actuator and the second telescopic cylinder are connected, and the other end of the second linear actuator and the main body fixed cylinder are fixedly connected;
Bidirectional positive buoyancy control device, characterized in that the control module is used to control the first linear actuator and the second linear actuator, the first linear actuator and the second linear actuator are operated independently of each other.
상기 제1 리니어 액추에이터의 고정단과 상기 제2 신축실린더 사이에는 제2 풀 로프 센서가 설치되고; 상기 제2 리니어 액추에이터의 고정단과 상기 제1 신축실린더 사이에는 제1 풀 로프 센서가 설치되는 것을 특징으로 하는 양방향 용적식 부력 조절 장치.According to claim 1,
A second pull rope sensor is installed between the fixed end of the first linear actuator and the second expansion and contraction cylinder; Bidirectional positive displacement buoyancy control device, characterized in that the first full rope sensor is installed between the fixed end of the second linear actuator and the first expansion and contraction cylinder.
상기 제어 모듈은 두개의 근접 스위치를 포함하고, 상기 두개의 근접 스위치는 각각 제1 근접 스위치와 제2 근접 스위치이고, 상기 두개의 근접 스위치와 상기 본체 고정실린더가 고정 연결되고, 상기 제1 근접 스위치의 감응면이 상기 제1 신축실린더에 감지되고, 상기 제2 근접 스위치의 감응면은 상기 제2 신축실린더에 감지되는 것을 특징으로 하는 양방향 용적식 부력 조절 장치.According to claim 1,
The control module includes two proximity switches, wherein the two proximity switches are a first proximity switch and a second proximity switch, respectively, the two proximity switches and the main body fixed cylinder are fixedly connected to each other, and the first proximity switch Bidirectional positive displacement buoyancy control device, characterized in that the sensing surface is sensed by the first expansion and contraction cylinder, and the sensing surface of the second proximity switch is detected by the second expansion and contraction cylinder.
상기 제1 실링 덮개와 상기 제2 실링 덮개는 수밀 커넥터 부재가 설치되고, 상기 수밀 커넥터 부재는 부력 조절 장치의 내부 장치가 외부 장치와 전기적 연결 및 신호 연결되는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 양방향 용적식 부력 조절 장치.According to claim 1,
The first sealing cover and the second sealing cover are provided with a watertight connector member, the watertight connector member is a bidirectional positive displacement type, characterized in that the inner device of the buoyancy control device is used for electrical connection and signal connection with an external device buoyancy control device.
상기 제1 리니어 액추에이터와 상기 제2 리니어 액추에이터는 홀 센서(Hall sensor)를 포함하고, 상기 홀 센서는 리니어 액추에이터 모터의 회전 속도를 수집하고, 수집된 데이터를 상기 제어 모듈에 전송시키는 것을 특징으로 하는 양방향 용적식 부력 조절 장치.According to claim 1,
The first linear actuator and the second linear actuator include a Hall sensor, wherein the Hall sensor collects the rotation speed of the linear actuator motor, and transmits the collected data to the control module. Bidirectional positive buoyancy control device.
상기 부력 조절 장치를 테스트할 때, 상기 부력 조절 장치가 상기 토크 테스트 플랫폼에 고정되고, 상기 부력 조절 장치의 제1 조절 모듈이 상기 테스트 플랫폼의 제1 측에 위치되고, 상기 부력 조절 장치의 상기 제2 조절 모듈이 상기 테스트 플랫폼의 제2 측에 위치되고, 상기 제1 조절 모듈 및 상기 제2 조절 모듈의 대칭축선이 상기 회전축과 동일한 수직 평면 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 부력 조절 장치에 적용되는 테스트 장치.a test support, a buoyancy test platform for accommodating the inside of the test support, and a torque test platform; Tensile compression sensors are connected between the experimental support and both sides of the buoyancy test platform, and a rotational axis parallel to the symmetrical plane in which the two tensile and compression sensors are located in the extension direction is installed on the buoyancy test platform, and the extension direction of the rotational axis is parallel to the bottom surface of the buoyancy test platform, the torque test platform is connected to the buoyancy test platform through the rotation axis, the torque test platform rotates relative to the buoyancy test platform using the rotation axis as an axis, the torque A plane located on the test platform is divided into two sides through a straight line positioned in the extension direction of the rotation axis, respectively, a first side of the test platform and a second side of the test platform, and between the first side of the test platform and the buoyancy test platform is connected to the tensile compression sensor;
When testing the buoyancy control device, the buoyancy control device is fixed to the torque test platform, the first adjustment module of the buoyancy control device is located on the first side of the test platform, the second of the buoyancy control device 6 . The method according to claim 1 , wherein two adjustment modules are located on the second side of the test platform, and the axes of symmetry of the first adjustment module and the second adjustment module are located in the same vertical plane as the axis of rotation. A test device applied to the buoyancy control device according to any one of the preceding claims.
상기 실험 지지대에는 수직 슬라이드 레일이 설치되고, 상기 슬라이드 레일에는 슬라이드 블록이 설치되고, 상기 부력 테스트 플렛폼과 상기 슬라이드 블록이 고정 연결되는 것을 특징으로 하는 테스트 장치. 7. The method of claim 6,
A vertical slide rail is installed on the experimental support, a slide block is installed on the slide rail, and the buoyancy test platform and the slide block are fixedly connected to each other.
상기 부력 테스트 플랫폼 및 상기 토크 테스트 플랫폼에 부력 조절 블록이 설치되는 것을 특징으로 하는 테스트 장치. 7. The method of claim 6,
A test apparatus, characterized in that the buoyancy control block is installed on the buoyancy test platform and the torque test platform.
수중에서 실험할 경우, 상기 부력 테스트 플랫폼과 상기 토크 테스트 플랫폼에는 상기 부력 조절 블록이 추가됨으로써, 상기 조절 모듈이 작동되기 전에 상기 모든 인장압축 센서에서 표시되는 데이터가 0이 되는 것을 특징으로 하는 테스트 방법. 10. The method of claim 9,
When testing in water, the buoyancy control block is added to the buoyancy test platform and the torque test platform, so that the data displayed by all the tensile and compression sensors becomes 0 before the control module is operated .
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |