一種深?；铏C(jī)的浮力調(diào)節(jié)裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種深?；铏C(jī)的浮力調(diào)節(jié)裝置，包括內(nèi)部油箱、雙向液壓泵、第一開關(guān)閥、第二開關(guān)閥、第三開關(guān)閥、直流電機(jī)、單向閥、外部油囊、電機(jī)控制器、氣體壓力傳感器、溫度傳感器、控制器、集成閥塊、一對同步帶輪、同步帶、支架和氣囊，內(nèi)部油箱和外部油囊的軸線重合，且分別設(shè)置于支架的兩端偏下的位置，氣囊設(shè)置于內(nèi)部油箱中，第一開關(guān)閥、第二開關(guān)閥、第三開關(guān)閥和單向閥安裝在集成閥塊上，集成閥塊、直流電機(jī)和雙向液壓泵固定安裝于支架靠近外部油囊的一端，兩個(gè)同步帶輪分別安裝在直流電機(jī)的輸出軸和雙向液壓泵的驅(qū)動軸上，并通過同步帶相連。本發(fā)明能夠解決現(xiàn)有浮力調(diào)節(jié)裝置質(zhì)量、體積和功耗偏大、調(diào)節(jié)能力偏低的技術(shù)問題。
【專利說明】一種深?；铏C(jī)的浮力調(diào)節(jié)裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于液壓【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地，涉及一種深海滑翔機(jī)的浮力調(diào)節(jié)裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]深?；铏C(jī)是一種新型水下自主觀測設(shè)備，具有低噪聲、低功耗、長航期、遠(yuǎn)航程、高隱蔽性等特點(diǎn)，國外水下滑翔機(jī)技術(shù)對我國進(jìn)行封鎖，且產(chǎn)品對我國嚴(yán)格禁運(yùn)。我國滑翔機(jī)技術(shù)研究剛剛起步，大力發(fā)展深?；铏C(jī)技術(shù)將有效縮短與國外先進(jìn)水平之間的差距，填補(bǔ)國內(nèi)空白，打破國外技術(shù)封鎖，對提升我國深遠(yuǎn)海海洋環(huán)境監(jiān)測能力、維護(hù)國家海洋安全具有重大意義。
[0003]浮力調(diào)節(jié)裝置是深?；铏C(jī)的核心部件之一，然而，目前國內(nèi)外大多數(shù)浮力調(diào)節(jié)裝置的調(diào)節(jié)能力較低，若想提高調(diào)節(jié)能力，就必須增大裝置的體積，從而增加了裝置的功耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種深?；铏C(jī)的浮力調(diào)節(jié)裝置，其目的在于，解決現(xiàn)有浮力調(diào)節(jié)裝置質(zhì)量、體積和功耗偏大、調(diào)節(jié)能力偏低的技術(shù)問題。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種深?；铏C(jī)的浮力調(diào)節(jié)裝置，包括內(nèi)部油箱、雙向液壓泵、第一開關(guān)閥、第二開關(guān)閥、第三開關(guān)閥、直流電機(jī)、單向閥、外部油囊、電機(jī)控制器、氣體壓力傳感器、溫度傳感器、控制器、集成閥塊、一對同步帶輪、同步帶、支架和氣囊，內(nèi)部油箱和外部油囊的軸線重合，且分別設(shè)置于支架的兩端偏下的位置，氣囊設(shè)置于內(nèi)部油箱中，第一開關(guān)閥、第二開關(guān)閥、第三開關(guān)閥和單向閥安裝在集成閥塊上，集成閥塊、直流電機(jī)和雙向液壓泵固定安裝于支架靠近外部油囊的一端，兩個(gè)同步帶輪分別安裝在直流電機(jī)的輸出軸和雙向液壓泵的驅(qū)動軸上，并通過同步帶相連，氣體壓力傳感器和溫度傳感器均設(shè)置于支架靠近內(nèi)部油箱的一端，氣體壓力傳感器和溫度傳感器分別與控制器電連接，控制器用于分別對第一開關(guān)閥、第二開關(guān)閥、第三開關(guān)閥和電機(jī)控制器輸出控制信號，電機(jī)控制器用于根據(jù)控制信號控制直流電機(jī)驅(qū)動雙向液壓泵，內(nèi)部油箱分別通過集成閥塊連接第一開關(guān)閥、以及雙向液壓泵的一個(gè)接口，雙向液壓泵的另一個(gè)接口與第一開關(guān)閥、第二開關(guān)閥和第三開關(guān)閥連接，第三開關(guān)閥依次連接單向閥和外部油囊，第二開關(guān)閥直接與外部油囊連接。
[0006]優(yōu)選地，外部油囊和氣囊的材質(zhì)為橡膠。
[0007]優(yōu)選地，電機(jī)控制器和控制器設(shè)置于內(nèi)部油箱與氣體壓力傳感器和溫度傳感器相對的一個(gè)端面上。
[0008]優(yōu)選地，電機(jī)控制器和控制器與氣體壓力傳感器和溫度傳感器設(shè)置于同一端面上。[0009]優(yōu)選地，外部油箱為圓柱式，外部油囊為波紋管式。
[0010]按照本發(fā)明的另一方面，提供了一種深海滑翔機(jī)的浮力調(diào)節(jié)方法，其應(yīng)用在權(quán)利要求I至5中任意一項(xiàng)所述的浮力調(diào)節(jié)裝置中，所述方法包括以下過程:
[0011]一、外部油囊的充油過程，包括以下步驟:
[0012](1-1)控制器向第一開關(guān)閥輸出接通信號，向第二開關(guān)閥和第三開關(guān)閥輸出關(guān)閉信號，向電機(jī)控制器輸出按充油方向轉(zhuǎn)動的啟動信號，直流電機(jī)根據(jù)啟動信號執(zhí)行卸荷啟動；
[0013](1-2)當(dāng)直流電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后，控制器向第一開關(guān)閥輸出同時(shí)向第三開關(guān)閥輸出接通信號，開始向外部油囊充油；
[0014](1-3)根據(jù)氣體壓力傳感器測得的氣囊中氣體壓力P和溫度傳感器測得的氣囊中氣體溫度T，并利用氣體狀態(tài)方程pV=nRT計(jì)算出氣囊中氣體的體積V，其中η表示氣體的物質(zhì)的量，R表示氣體常量；
[0015](1-4)根據(jù)計(jì)算出的氣囊中氣體的體積V得到外部油囊中油的體積；
[0016](1-5)當(dāng)外部油囊中油的體積達(dá)到系統(tǒng)要求體積后，充油結(jié)束，控制器向第三開關(guān)閥輸出關(guān)閉信號，向電機(jī)控制器輸出停止信號，直流電機(jī)根據(jù)停止信號停止驅(qū)動雙向液壓泵工作。
[0017]二、外部油囊的排油過程，具體包括以下步驟:
[0018](2-1)控制器向第一開關(guān)閥輸出接通信號，向第二開關(guān)閥和第三開關(guān)閥輸出關(guān)閉信號，向電機(jī)控制器輸出按排油方向轉(zhuǎn)動的啟動信號，直流電機(jī)根據(jù)啟動信號執(zhí)行卸荷啟動；
[0019](2-2)當(dāng)直流電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后，控制器向第一開關(guān)閥輸出關(guān)閉信號同時(shí)向第二開關(guān)閥輸出接通信號，外部油囊開始向內(nèi)部油箱回油；
[0020](2-3)根據(jù)氣體壓力傳感器測得的氣囊中氣體壓力P和溫度傳感器測得的氣囊中氣體溫度Τ，并利用氣體狀態(tài)方程pV=nRT計(jì)算出氣囊中氣體的體積V ；
[0021](2-4)根據(jù)計(jì)算出的氣囊中氣體的體積間接得到外部油囊中油的體積；
[0022](2-5)當(dāng)外部油囊中油的體積達(dá)到系統(tǒng)要求體積后，排油結(jié)束，控制器向第二開關(guān)閥輸出關(guān)閉信號，向電機(jī)控制器輸出停止信號，直流電機(jī)根據(jù)停止信號停止驅(qū)動雙向液壓泵工作。
[0023]三、外部油囊的自動排油過程，具體包括以下步驟:
[0024](3-1)控制器向第一開關(guān)閥和第二開關(guān)閥出接通信號，向第三開關(guān)閥輸出關(guān)閉信號，外部油囊在外壓作用下自動向內(nèi)部油箱回油；
[0025](3-2)根據(jù)氣體壓力傳感器測得的氣囊中氣體壓力P和溫度傳感器測得的氣囊中氣體溫度T，并利用氣體狀態(tài)方程pV=nRT計(jì)算出氣囊中氣體的體積V ；
[0026](3-3)根據(jù)計(jì)算出的氣囊中氣體的體積間接得到外部油囊中油的體積；
[0027](3-4)當(dāng)外部油囊中油的體積達(dá)到系統(tǒng)要求體積后，自動排油結(jié)束，控制器關(guān)閉第
一開關(guān)閥和第二開關(guān)閥。
[0028]總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠取得下列有益效果:
[0029]1.本發(fā)明采用模塊化設(shè)計(jì)，除內(nèi)部油箱和外部油囊需根據(jù)要求體積研制外，其他各個(gè)部分元件都為小型化和輕量化，且都集成安裝在支架上，充分利用內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)，壓縮占用體積，從而降低了整個(gè)裝置的質(zhì)量與體積；
[0030]2.本發(fā)明液壓元件的連接采用集成閥塊的形式，結(jié)構(gòu)緊湊，在一定程度上節(jié)省了空間，進(jìn)一步縮小了裝置的體積，同時(shí)減少了液壓油管的使用，從而提高了連接的可靠性。
[0031]3.本發(fā)明的油囊和氣囊的材質(zhì)為橡膠，采用波紋管形式，具有線性變形的優(yōu)點(diǎn)，可適用于較大的浮力調(diào)節(jié)范圍(0.1L至40L)。
[0032]4.本發(fā)明的方法充分利用外部環(huán)境降低自身功耗:在回油過程中，在一定范圍內(nèi)，可利用海水壓力將外部油囊中的油壓回內(nèi)部油箱，從而實(shí)現(xiàn)降低功耗。
[0033]5.本發(fā)明的測量方法不受氣囊變形是否線性化的影響，可適用于各種體積檢測。
[0034]6.本發(fā)明的內(nèi)部油箱和外部油囊安裝于支架的兩端偏下方，這樣可使整個(gè)裝置的質(zhì)心下移，從而可使滑翔機(jī)整體的質(zhì)心位于其浮心之下，提高了滑翔機(jī)航行的穩(wěn)定性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]圖1是本發(fā)明深?；铏C(jī)的浮力調(diào)節(jié)裝置的工作原理示意圖。
[0036]圖2是本發(fā)明深?；铏C(jī)的浮力調(diào)節(jié)裝置的正視圖。
[0037]圖3是本發(fā)明深?；铏C(jī)的浮力調(diào)節(jié)裝置的左視圖。
[0038]在所有附圖中，相同的附圖標(biāo)記用來表示相同的元件或結(jié)構(gòu)，其中:
[0039]1-內(nèi)部油箱，2-雙向液壓泵，3-第一開關(guān)閥，4-第二開關(guān)閥，5-第三開關(guān)閥，6-直流電機(jī)，7-單向閥，8-外部油囊，9-電機(jī)控制器，10-氣體壓力傳感器，11-溫度傳感器，
12-控制器，13-集成閥塊，14-同步帶輪，15-同步帶，16-支架，17-氣囊。
【具體實(shí)施方式】
[0040]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0041]本發(fā)明的整體思路在于，提供一種通過充排油改變油囊排水體積的浮力調(diào)節(jié)裝置。
[0042]如圖2所示，本發(fā)明深?；铏C(jī)的浮力調(diào)節(jié)裝置包括內(nèi)部油箱1、雙向液壓泵2、第一開關(guān)閥3、第二開關(guān)閥4、第三開關(guān)閥5、直流電機(jī)6、單向閥7、外部油囊8、電機(jī)控制器9、氣體壓力傳感器10、溫度傳感器11、控制器12、集成閥塊13、兩個(gè)同步帶輪14、同步帶15、支架16和氣囊17。
[0043]內(nèi)部油箱I和外部油囊8分別為圓柱式和波紋管式，二者的軸線重合，且分別設(shè)置于支架16的兩端偏下的位置。外部油囊8和氣囊17的材質(zhì)為橡膠。通過采用波紋管形式，具有線性變形的優(yōu)點(diǎn)，可適用于較大的浮力調(diào)節(jié)范圍(0.1L至40L)
[0044]氣囊17設(shè)置于內(nèi)部油箱I中。
[0045]第一開關(guān)閥3、第二開關(guān)閥4、第三開關(guān)閥5和單向閥7安裝在集成閥塊13上，集成閥塊13、直流電機(jī)6和雙向液壓泵2固定安裝于支架16靠近外部油囊8的一端。
[0046]兩個(gè)同步帶輪14分別安裝在直流電機(jī)6的輸出軸和雙向液壓泵2的驅(qū)動軸上，并通過同步帶15相連。
[0047]氣體壓力傳感器10和溫度傳感器11均設(shè)置于支架16靠近內(nèi)部油箱I的一端。氣體壓力傳感器10和溫度傳感器11分別與控制器12電連接，控制器12分別對第一開關(guān)閥
3、第二開關(guān)閥4、第三開關(guān)閥5和電機(jī)控制器9輸出控制信號，電機(jī)控制器9根據(jù)控制信號控制直流電機(jī)I驅(qū)動雙向液壓泵2。
[0048]如圖3所示，電機(jī)控制器9和控制器12設(shè)置于內(nèi)部油箱I與氣體壓力傳感器10和溫度傳感器11相對的一個(gè)端面上。在另一個(gè)實(shí)施方式中，電機(jī)控制器9和控制器12與氣體壓力傳感器10和溫度傳感器11設(shè)置于同一端面上。
[0049]內(nèi)部油箱I分別通過集成閥塊13連接第一開關(guān)閥3、以及雙向液壓泵2的一個(gè)接口，雙向液壓泵2的另一個(gè)接口與第一開關(guān)閥3、第二開關(guān)閥4和第三開關(guān)閥5連接，第三開關(guān)閥5依次連接單向閥7和外部油囊8，第二開關(guān)閥4直接與外部油囊8連接。
[0050]如圖1所示，以下描述本發(fā)明的工作原理:
[0051]浮力調(diào)節(jié)裝置通過控制外部油囊8的充油和排油過程改變外部油囊8的體積，從而實(shí)現(xiàn)浮力調(diào)節(jié)功能。充油過程外部油囊8體積增加，浮力增大，排油過程外部油囊8體積減小，浮力隨之減小。
[0052]具體而言，外部油囊8通過雙向液壓泵2充油工作時(shí)，控制器12向第一開關(guān)閥3輸出接通信號，向第二開關(guān)閥4和第三開關(guān)閥5輸出關(guān)閉信號，向電機(jī)控制器9輸出按充油方向轉(zhuǎn)動的啟動信號，直流電機(jī)6卸荷啟動，達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后，控制器12控制第一開關(guān)閥3關(guān)閉同時(shí)打開第三開關(guān)閥4，系統(tǒng)開始向外部油囊8充油，此時(shí)，內(nèi)部油箱I中油的體積減少，氣囊17中氣體體積增大，根據(jù)氣體狀態(tài)方程pV=nRT與氣體壓力傳感器10和溫度傳感器11測得的壓力和溫度，計(jì)算出氣囊17中氣體的體積，從而間接得到外部油囊8中油的體積。當(dāng)達(dá)到系統(tǒng)要求體積后，充油結(jié)束，控制器12向第三開關(guān)閥5輸出關(guān)閉信號，向電機(jī)控制器9輸出停止信號，直流電機(jī)6停止驅(qū)動雙向液壓泵2工作。
[0053]外部油囊8通過油泵排油工作時(shí)，系統(tǒng)要求排油情況下，通過外部壓力檢測，當(dāng)外部壓力小于壓力設(shè)定值時(shí)，控制器12向第一開關(guān)閥3輸出接通信號，向第二開關(guān)閥4和第三開關(guān)閥5輸出關(guān)閉信號，并控制按排油方向卸荷啟動直流電機(jī)6工作，達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后，關(guān)閉第一開關(guān)閥3，打開第二開關(guān)閥4，外部油囊8開始向內(nèi)部油箱I回油，同時(shí)計(jì)算氣囊17中氣體的體積。當(dāng)達(dá)到系統(tǒng)要求的體積時(shí)，回油結(jié)束，控制器12向第二開關(guān)閥4輸出關(guān)閉信號，向電機(jī)控制器9輸出停止信號，直流電機(jī)6停止驅(qū)動雙向液壓泵2工作。
[0054]外部油囊8通過外壓自動排油工作過程:系統(tǒng)要求排油情況下，通過外部壓力檢測，當(dāng)外部壓力達(dá)到或超過壓力設(shè)定值時(shí)，控制器向第一開關(guān)閥3和第二開關(guān)閥4出接通信號，向第三開關(guān)閥5輸出關(guān)閉信號，外部油囊8在外壓作用下自動向內(nèi)部油箱I回油?；赜徒Y(jié)束，關(guān)閉第一開關(guān)閥3和第二開關(guān)閥4。此工作過程電機(jī)和油泵不用工作，有利于節(jié)省電源功耗。
[0055]本發(fā)明深?；铏C(jī)的浮力調(diào)節(jié)方法是應(yīng)用在上述浮力調(diào)節(jié)裝置中，且包括以下過程:
[0056]1、外部油囊8的充油過程，包括以下步驟:
[0057](1-1)控制器12向第一開關(guān)閥3輸出接通信號，向第二開關(guān)閥4和第三開關(guān)閥5輸出關(guān)閉信號，向電機(jī)控制器9輸出按充油方向轉(zhuǎn)動的啟動信號,直流電機(jī)6根據(jù)啟動信號執(zhí)行卸荷啟動；
[0058](1-2)當(dāng)直流電機(jī)6達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后，控制器12向第一開關(guān)閥3輸出同時(shí)向第三開關(guān)閥5輸出接通信號，開始向外部油囊8充油，從而使外部油囊8體積增大，浮力隨之增大；
[0059](1-3)根據(jù)氣體壓力傳感器10測得的氣囊17中氣體壓力P (單位Pa)和溫度傳感器11測得的氣囊17中氣體溫度T (單位K)，并利用氣體狀態(tài)方程pV=nRT計(jì)算出氣囊17中氣體的體積V (單位m3),其中η表示氣體的物質(zhì)的量(單位mol), R表示氣體常量,η與R在此處均為常數(shù)；
[0060](1-3)根據(jù)計(jì)算出的氣囊17中氣體的體積V間接得到外部油囊8中油的體積；具體而言，因?yàn)檠b置中的總油量是一定的，而且氣囊設(shè)置于內(nèi)部油箱中，所以當(dāng)外部油囊8中油的體積變化時(shí)，內(nèi)部油箱I中油的體積也隨之發(fā)生變化，進(jìn)一步使氣囊17中氣體體積隨之發(fā)生變化，在這里氣囊17中氣體體積的變化量等于外部油囊8中油體積的變化量。
[0061](1-5)當(dāng)外部油囊8中油的體積達(dá)到系統(tǒng)要求體積后，充油結(jié)束，控制器12向第三開關(guān)閥5輸出關(guān)閉信號，向電機(jī)控制器9輸出停止信號,直流電機(jī)6根據(jù)停止信號停止驅(qū)動雙向液壓泵2工作。
[0062]2、外部油囊8的排油過程，具體包括以下步驟:
[0063](2-1)控制器12向第一開關(guān)閥3輸出接通信號，向第二開關(guān)閥4和第三開關(guān)閥5輸出關(guān)閉信號，向電機(jī)控制器9輸出按排油方向轉(zhuǎn)動的啟動信號，直流電機(jī)6根據(jù)啟動信號執(zhí)行卸荷啟動；
[0064](2-2)當(dāng)直流電機(jī)6達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后，控制器12向第一開關(guān)閥3輸出關(guān)閉信號同時(shí)向第二開關(guān)閥4輸出接通信號，外部油囊8開始向內(nèi)部油箱I回油，從而使外部油囊8體積減小，浮力隨之減??；
[0065](2-3)根據(jù)氣體壓力傳感器10測得的氣囊17中氣體壓力P和溫度傳感器11測得的氣囊17中氣體溫度Τ，并利用氣體狀態(tài)方程pV=nRT計(jì)算出氣囊17中氣體的體積V ；
[0066](2-4)根據(jù)計(jì)算出的氣囊17中氣體的體積間接得到外部油囊8中油的體積；
[0067](2-5)當(dāng)外部油囊8中油的體積達(dá)到系統(tǒng)要求體積后，排油結(jié)束，控制器12向第二開關(guān)閥4輸出關(guān)閉信號，向電機(jī)控制器9輸出停止信號,直流電機(jī)6根據(jù)停止信號停止驅(qū)動雙向液壓泵2工作。
[0068]3、外部油囊8的自動排油過程，具體包括以下步驟:
[0069](3-1)控制器向第一開關(guān)閥3和第二開關(guān)閥4出接通信號，向第三開關(guān)閥5輸出關(guān)閉信號，外部油囊8在外壓作用下自動向內(nèi)部油箱I回油；
[0070](3-2)根據(jù)氣體壓力傳感器10測得的氣囊17中氣體壓力P和溫度傳感器11測得的氣囊17中氣體溫度T，并利用氣體狀態(tài)方程pV=nRT計(jì)算出氣囊17中氣體的體積V ；
[0071](3-3)根據(jù)計(jì)算出的氣囊17中氣體的體積間接得到外部油囊8中油的體積；
[0072](3-4)當(dāng)外部油囊8中油的體積達(dá)到系統(tǒng)要求體積后，自動排油結(jié)束，控制器12關(guān)閉第一開關(guān)閥3和第二開關(guān)閥4。
[0073]本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種深海滑翔機(jī)的浮力調(diào)節(jié)裝置，包括內(nèi)部油箱、雙向液壓泵、第一開關(guān)閥、第二開關(guān)閥、第三開關(guān)閥、直流電機(jī)、單向閥、外部油囊、電機(jī)控制器、氣體壓力傳感器、溫度傳感器、控制器、集成閥塊、一對同步帶輪、同步帶、支架和氣囊，其特征在于， 內(nèi)部油箱和外部油囊的軸線重合，且分別設(shè)置于支架的兩端偏下的位置； 氣囊設(shè)置于內(nèi)部油箱中； 第一開關(guān)閥、第二開關(guān)閥、第三開關(guān)閥和單向閥安裝在集成閥塊上，集成閥塊、直流電機(jī)和雙向液壓泵固定安裝于支架靠近外部油囊的一端； 兩個(gè)同步帶輪分別安裝在直流電機(jī)的輸出軸和雙向液壓泵的驅(qū)動軸上，并通過同步帶相連； 氣體壓力傳感器和溫度傳感器均設(shè)置于支架靠近內(nèi)部油箱的一端，氣體壓力傳感器和溫度傳感器分別與控制器電連接； 控制器用于分別對第一開關(guān)閥、第二開關(guān)閥、第三開關(guān)閥和電機(jī)控制器輸出控制信號，電機(jī)控制器用于根據(jù)控制信號控制直流電機(jī)驅(qū)動雙向液壓泵； 內(nèi)部油箱分別通過集成閥塊連接第一開關(guān)閥、以及雙向液壓泵的一個(gè)接口，雙向液壓泵的另一個(gè)接口與第一開關(guān)閥、第二開關(guān)閥和第三開關(guān)閥連接，第三開關(guān)閥依次連接單向閥和外部油囊，第二開關(guān)閥直接與外部油囊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮力調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，外部油囊和氣囊的材質(zhì)為橡膠。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮力調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，電機(jī)控制器和控制器設(shè)置于內(nèi)部油箱與氣體壓力傳感器和溫度傳感器相對的一個(gè)端面上?！?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮力調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，電機(jī)控制器和控制器與氣體壓力傳感器和溫度傳感器設(shè)置于同一端面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮力調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，內(nèi)部油箱為圓柱式，外部油囊為波紋管式。
6.一種深?；铏C(jī)的浮力調(diào)節(jié)方法，其應(yīng)用在權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的浮力調(diào)節(jié)裝置中，其特征在于，所述方法包括以下過程: 一、外部油囊的充油過程，包括以下步驟: (1-1)控制器向第一開關(guān)閥輸出接通信號，向第二開關(guān)閥和第三開關(guān)閥輸出關(guān)閉信號，向電機(jī)控制器輸出按充油方向轉(zhuǎn)動的啟動信號，直流電機(jī)根據(jù)啟動信號執(zhí)行卸荷啟動；(1-2)當(dāng)直流電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后，控制器向第一開關(guān)閥輸出同時(shí)向第三開關(guān)閥輸出接通信號，開始向外部油囊充油； (1-3)根據(jù)氣體壓力傳感器測得的氣囊中氣體壓力P和溫度傳感器測得的氣囊中氣體溫度T，并利用氣體狀態(tài)方程pV=nRT計(jì)算出氣囊中氣體的體積V，其中η表示氣體的物質(zhì)的量，R表示氣體常量； (1-4)根據(jù)計(jì)算出的氣囊中氣體的體積V得到外部油囊中油的體積； (1-5)當(dāng)外部油囊中油的體積達(dá)到系統(tǒng)要求體積后，充油結(jié)束，控制器向第三開關(guān)閥輸出關(guān)閉信號，向電機(jī)控制器輸出停止信號，直流電機(jī)根據(jù)停止信號停止驅(qū)動雙向液壓泵工作。 二、外部油囊的排油過程，具體包括以下步驟: (2-1)控制器向第一開關(guān)閥輸出接通信號，向第二開關(guān)閥和第三開關(guān)閥輸出關(guān)閉信號，向電機(jī)控制器輸出按排油方向轉(zhuǎn)動的啟動信號，直流電機(jī)根據(jù)啟動信號執(zhí)行卸荷啟動；(2-2)當(dāng)直流電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后，控制器向第一開關(guān)閥輸出關(guān)閉信號同時(shí)向第二開關(guān)閥輸出接通信號，外部油囊開始向內(nèi)部油箱回油； (2-3)根據(jù)氣體壓力傳感器測得的氣囊中氣體壓力P和溫度傳感器測得的氣囊中氣體溫度T，并利用氣體狀態(tài)方程pV=nRT計(jì)算出氣囊中氣體的體積V ； (2-4)根據(jù)計(jì)算出的氣囊中氣體的體積間接得到外部油囊中油的體積； (2-5)當(dāng)外部油囊中油的體積達(dá)到系統(tǒng)要求體積后，排油結(jié)束，控制器向第二開關(guān)閥輸出關(guān)閉信號，向電機(jī)控制器輸出停止信號，直流電機(jī)根據(jù)停止信號停止驅(qū)動雙向液壓泵工作。 三、外部油囊的自動排油過程，具體包括以下步驟: (3-1)控制器向第一開關(guān)閥和第二開關(guān)閥出接通信號，向第三開關(guān)閥輸出關(guān)閉信號，外部油囊在外壓作用下自動向內(nèi)部油箱回油； (3-2)根據(jù)氣體壓力傳感器測得的氣囊中氣體壓力P和溫度傳感器測得的氣囊中氣體溫度T，并利用氣體狀態(tài)方程pV=nRT計(jì)算出氣囊中氣體的體積V ； (3-3)根據(jù)計(jì)算出的氣囊中氣體的體積間接得到外部油囊中油的體積； (3-4)當(dāng)外部油囊中油的體積達(dá)到系統(tǒng)要求體積后，自動排油結(jié)束，控制器關(guān)閉第一開關(guān)閥和第二開關(guān)閥。
【文檔編號】B63G8/14GK103587665SQ201310571578
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月15日
【發(fā)明者】李寶仁, 傅曉云, 楊鋼, 杜經(jīng)民, 高磊, 潘靈永, 高隆隆, 李璇 申請人:華中科技大學(xué)