一种用于潜水器的油液压直驱浮力及重心调控系统和方法

技术特征：
1.一种用于潜水器的油液压直驱浮力及重心调控系统，其特征在于：包括外壳，在外壳内预充一定压力的惰性气体，还在外壳内设置双向旋转电机、双向液压泵和两个以上的内油囊，上述的双向液压泵由双向旋转电机驱动工作，双向液压泵的两端分别通过油路及一个二位二通电磁开关阀与外壳外的外油囊相连通，在外油囊内充有液压油，每个内油囊均对应的配有两个二位二通电磁开关阀，各内油囊均通过油路与其对应的两个二位二通电磁开关阀并联连通，而这两个二位二通电磁开关阀则分别通过油路连通至双向液压泵的两端，上述双向旋转电机的运行和各二位二通电磁开关阀的开关由外壳内的控制系统控制，外壳内的电源为系统内的各部件供电。2.根据权利要求1所述用于潜水器的油液压直驱浮力及重心调控系统，其特征在于：在外壳的外表面上安装压力传感器，该压力传感器与外壳内的控制系统电连接。3.根据权利要求1所述用于潜水器的油液压直驱浮力及重心调控系统，其特征在于：双向液压泵的两端分别通过油路及一个二位二通电磁开关阀与外壳外的执行单元相连通。4.根据权利要求1所述用于潜水器的油液压直驱浮力及重心调控系统，其特征在于：在外壳上开设一个以上的通孔，每个通孔均由一个弹性气囊密封，在各弹性气囊内均充有压力不同的惰性气体，且各弹性气囊内的气压均高于外壳内的气压，弹性气囊通过包覆在其外的多孔壳与外壳内外相接触。5.根据权利要求4所述用于潜水器的油液压直驱浮力及重心调控系统，其特征在于：所述的内油囊有两个，在外壳内分别位于双向液压泵的两端。6.一种用于潜水器的油液压直驱浮力及重心调控方法，适用于权利要求5所述的系统，其特征在于：在需要下潜时：如各弹性气囊内的气体压力均大于等于外部水环境压力，则控制系统控制二位二通电磁开关阀（3）、（6）、（7）打开，二位二通电磁开关阀（4）、（5）、（8）关闭，双向旋转电机顺时针旋转使双向液压泵将液压油从外油囊吸入内油囊（11a）和（11b）；或者控制系统控制二位二通电磁开关阀（4）、（5）、（8）打开，二位二通电磁开关阀（3）、（6）、（7）关闭，双向旋转电机逆时针旋转使双向液压泵将液压油从外油囊吸入内油囊（11a）和（11b），外油囊体积减小，系统重力不变浮力减小实现下潜；在有弹性气囊内的气体压力开始小于外部水环境压力时，控制系统控制二位二通电磁开关阀（3）、（4）、（5）、（6）、（7）、（8）关闭，双向旋转电机停转，外部水环境压力按照从低压到高压的顺序依次透过多孔壳朝外壳内方向挤压各弹性气囊，使系统体积减小，浮力减小，实现自动下潜；在需要上浮时：如各弹性气囊内的气体压力均小于外部水环境压力，则控制系统控制二位二通电磁开关阀（3）、（6）、（7）关闭，二位二通电磁开关阀（4）、（5）、（8）打开，双向旋转电机逆时针旋转使双向液压泵将液压油从内油囊（11a）和（11b）吸入外油囊；或者控制系统控制二位二通电磁开关阀（4）、（5）、（8）关闭，二位二通电磁开关阀（3）、（6）、（7）打开，双向旋转电机顺时针旋转使双向液压泵将液压油从内油囊（11a）和（11b）吸入外油囊，外油囊体积增大，系统重力不变浮力增大实现上浮；在有弹性气囊内的气体压力开始大于外部水环境压力时，各弹性气囊按照从高压到低压的顺序依次透过多孔壳朝外壳外方向膨胀，使系统体积增大，浮力增大，辅助上浮；在需要左倾下沉时：控制系统控制二位二通电磁开关阀（4）、（5）打开，二位二通电磁开
关阀（3）、（6）、（7）、（8）关闭，接通左侧内油囊（11a）与外油囊的单向油路，双向旋转电机旋转使双向液压泵将液压油从外油囊吸入左侧内油囊（11a），左侧内油囊（11a）质量增加，右侧内油囊（11b）质量保持不变，系统整体重心向左倾斜，实现左倾下沉；在需要从左倾下沉恢复至水平姿态时：控制系统控制二位二通电磁开关阀（5）、（6）打开，二位二通电磁开关阀（3）、（4）、（7）、（8）关闭，接通左侧内油囊（11a）与右侧内油囊（11b）之间的油路，双向旋转电机旋转使双向液压泵将液压油从左侧内油囊（11a）吸入右侧内油囊（11b），直至左侧内油囊（11a）与右侧内油囊（11b）质量相等，系统重心右移至外壳内部中心位置，恢复水平稳定姿态；在需要右倾下沉时：控制系统控制二位二通电磁开关阀（3）、（6）打开，二位二通电磁开关阀（4）、（5）、（7）、（8）关闭，接通右侧内油囊（11b）与外油囊的单向油路，双向旋转电机旋转使双向液压泵将液压油从外油囊吸入右侧内油囊（11b），右侧内油囊（11b）质量增加，左侧内油囊（11a）质量保持不变，系统整体重心向右倾斜，实现右倾下沉；在需要从右倾下沉恢复至水平姿态时：控制系统控制二位二通电磁开关阀（5）、（6）打开，二位二通电磁开关阀（3）、（4）、（7）、（8）关闭，接通左侧内油囊（11a）与右侧内油囊（11b）之间的油路，双向旋转电机旋转使双向液压泵将液压油从右侧内油囊（11b）吸入左侧内油囊（11a），直至左侧内油囊（11a）与右侧内油囊（11b）质量相等，系统重心左移至外壳内部中心位置，恢复水平稳定姿态。

技术总结
本发明公开了种用于潜水器的油液压直驱浮力及重心调控系统及方法，该系统包括外壳，在外壳内预充一定压力的惰性气体，还在外壳内设置双向旋转电机、双向液压泵和两个以上的内油囊，上述的双向液压泵由双向旋转电机驱动工作，双向液压泵的两端分别通过油路及一个二位二通电磁开关阀与外壳外的外油囊相连通，在外油囊内充有液压油。本发明所公开的系统，通过外壳内位于双向液压泵两端的两个内油囊及外壳外的外油囊，实现了潜水器重心位置和浮力调节装置及浮力调节装置的一体化设计，简化了系统结构。统结构。统结构。


技术研发人员：杨友胜 杨文昌 张巍 张正秋 高阳
受保护的技术使用者：中国海洋大学
技术研发日：2022.08.18
技术公布日：2022/11/11