一种自带应急上浮功能的浮力调节装置及其浮力调节方法与流程

技术特征：

1.一种自带应急上浮功能的浮力调节装置，包括密封舱、内油囊、外油囊、外油囊壳和管道，其特征在于：还包括伸缩装置；所述的伸缩装置和内油囊均设置在密封舱内；所述的伸缩装置包括伸缩杆、端部固定板、活动框架、端部活动板、滑块和滑动导轨；所述伸缩杆的材料为电活性聚合物；所述的滑动导轨固定在密封舱底部，并与n个滑块均构成滑动副，n≥3；所述的端部固定板、端部活动板以及n-1个活动框架平行且间距设置；所述的端部固定板竖直固定在滑动导轨上，端部活动板以及n-1个活动框架与n个滑块一一固定；相邻活动框架之间、端部固定板与相邻活动框架之间以及端部活动板与相邻活动框架之间均通过一个收缩杆组固定连接；所述的收缩杆组由位于活动框架四个角位置处的四根收缩杆组成；所述内油囊的一端与端部固定板固定，另一端与端部活动板固定；所述的内油囊由n个收缩囊单元和n-1块环形带凹槽板组成；相邻两个收缩囊单元通过一块环形带凹槽板固定连接；n-1块环形带凹槽板与n-1块活动框架的中心孔一一固定连接；所述管道的一端穿过端部固定板与内油囊连通，另一端与外油囊连通；内油囊、管道和外油囊内均充满油液；所述的外油囊位于外油囊壳内；所述的外油囊壳开设有透水孔。

2.根据权利要求1所述一种自带应急上浮功能的浮力调节装置，其特征在于：所述伸缩杆的材料为介电型电活性聚合物。

3.根据权利要求1所述一种自带应急上浮功能的浮力调节装置，其特征在于：所述的滑动导轨设有平行设置的两根。

4.根据权利要求1所述一种自带应急上浮功能的浮力调节装置，其特征在于：所述的内油囊和外油囊均采用弹性材料。

5.根据权利要求1所述一种自带应急上浮功能的浮力调节装置，其特征在于：每个收缩杆组的四根收缩杆由控制器控制同时通断电；控制器和收缩杆均由蓄电池供电。

6.根据权利要求1至5中任一项所述一种自带应急上浮功能的浮力调节装置的浮力调节方法，其特征在于：该方法具体如下：

将密封舱位于水下航行器的壳体内部，透水性外油囊壳位于水下航行器的壳体外部；初始时，所有伸缩杆均处于断电状态，内油囊体积达到最小值，外油囊体积达到最大值，此时该自带应急上浮功能的浮力调节装置的浮力处于最大状态；

当水下航行器需要下潜时，控制器给所有伸缩杆组通电，各伸缩杆伸长带动活动框架以及端部活动板沿滑动导轨滑动，拉动内油囊扩张，油液通过管道从外油囊运输到内油囊，导致外油囊体积达到最小值，该自带应急上浮功能的浮力调节装置的浮力达到最小值从而下潜；

当水下航行器在水下航行时，通过控制器调节处于通电状态的伸缩杆组数量，来调节控制内油囊总体积变化的大小，从而实现对浮力的n级调节，达到所需浮力要求；

当水下航行器需要应急上浮时，控制器给所有伸缩杆组断电，伸缩杆缩短带动活动框架以及端部活动板沿滑动导轨滑动，压迫内油囊收缩，油液通过管道从内油囊往外油囊运输，导致外油囊体积达到最大值，该自带应急上浮功能的浮力调节装置的浮力达到最大值从而上浮；

当控制器出现故障无法实现控制时，等待给控制器和伸缩杆组供电的蓄电池电量耗尽，各伸缩杆自然断电缩短，内油囊体积达到最小值，外油囊体积达到最大值，该自带应急上浮功能的浮力调节装置的浮力达到最大，自然上浮到水面。

技术总结
本发明公开了一种自带应急上浮功能的浮力调节装置及其浮力调节方法。滑动导轨固定在密封舱底部，并与n个滑块均构成滑动副；端部固定板固定在滑动导轨上，端部活动板以及n‑1个活动框架与n个滑块一一固定；相邻活动框架之间、端部固定板与相邻活动框架之间以及端部活动板与相邻活动框架之间均通过一个收缩杆组固定连接；内油囊的一端与端部固定板固定，另一端与端部活动板固定；管道连通内油囊与外油囊。收缩杆组的各收缩杆采用电活性聚合物材料。本发明仅靠伸缩杆就实现浮力调节，响应时间短，且上升过程不需要消耗能量；油液传输仅需要一根管道，可靠性高；具有应急快速上浮功能；控制器也发生故障时，等电力消耗完毕仍能自然上浮。

技术研发人员：张栗超;吕明;潘华辰;田晓庆;刘海强;汪振林;赖宁川
受保护的技术使用者：杭州电子科技大学
技术研发日：2021.06.10
技术公布日：2021.08.03