专利名称：一种水下机器人沉浮控制机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种水下机器人沉浮控制机构。
技术背景海洋战略越来越重要的今天，各个国家都在研制形式各样的水下机器人。目前， 水下机器人主要应用在军事、海洋考古、水下生物研究、水下监测等领域。在一些领 域，要求水下机器人有较好的水下机动性，即对其控制系统提出了较高的要求，其中 包括其沉浮控制系统。控制系统的软件已经能很好的满足人们的要求，但是，人们仍 然在努力寻求一种更为合理、有效的系统硬件机构。水下机器人发展到今天，主要有以下几种沉浮控制结构空气压縮式变体积升降 系统(如潜水艇)，螺旋桨推进系统(主要依靠水在螺旋桨上的反作用力实现升降运 动)，还有最近两年出现的活塞式沉浮控制系统等等。当前，水下机器人的研究方向 主要向小型化或超小型化、节能化发展，但是，以上控制机构由于其自身结构属性而 未能或者不能很好的体现发展方向的要求。比如，潜水艇的空气压縮式变体积升降系 统，其空气循环系统体积比较庞大，同时，压縮空气时需要消耗大量的电能；螺旋桨 推进系统由于增加了螺旋桨而增大了电能的消耗；活塞式沉浮控制机构存在密封和克 服水压做功的问题。 发明内容本发明针对以上控制系统的优缺点，根据水下机器人小型化和节能化的要求，提 供一种水下机器人沉浮控制机构，在一定程度上很好的解决了水下机器人发展方向的 要求。为达到上述目的，本发明的构思是该控制机构采用了潜水艇沉浮控制系统的优 点，同样利用改变潜水器体积的方法改变其受到的浮力，从而控制其沉浮运动。所不 同的是，该系统省去了庞大和耗能的空气压縮系统，取而代之的是一个盛有足量压缩 气体的压縮气瓶，依靠牺牲压縮气瓶里的压縮气体来实现潜水器的沉浮运动控制。压 縮气瓶里的气体容量能够保证其执行N次任务的要求。压力不足时，可以很方便的通 过充气口进行充气，而不需要对其进行拆卸。当潜水器装有垂直导向机构的时候，可 以节约一定的气体，即可以提高其水下作业时间。根据上述发明构思，本发明采用的技术方案如下1、 一种水下机器人沉浮控制机构，包括一个壳体内分隔出的密封腔和可变容积 腔，其特征在于-(1) 在所述密封腔内设置一个压縮气瓶，所述压縮气瓶的进口为接通外界的充气 口 ，而出口经一个电磁控制放气阀接通所述可变容积腔；(2) 所述可变容积腔的顶部有一个电磁控制出气阀，而下部后侧壁上有一个电磁 控制进排水阀。上述的压縮瓶的压縮空气容量为N次水下机器人沉浮所需对可变容积腔的放气 量，N为水下机器人一个航程的最大沉浮次数。本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点本 发明采用压縮气瓶的压縮空气来改变可变容积腔中的空气容积，以达到水下机器人实 现沉浮，省去现有技术中的庞大的空气压縮系统，减轻重量，节省能耗。本发明尤其 适用于中小型或超小型的水下机器人。
图1是本发明一个实施例的结构示意图。 图2是图1的右视图。
具体实施方式
本发明的一个优选实施例结合
如下参见图1和图2，本水下机器人沉浮控制机构包括一个壳体分隔出的密封腔6和 可变容积腔7。在密封腔6内设置一个压縮气瓶4，其进口为接通外界的充气口 3， 当水下机器人上浮时，该充气口 3露出水面则可方便随时对压縮瓶4进行充气；而其 出口经一个电磁控制放气阀5接通可变容积腔7。可变容积腔7的顶部有一个电磁控 制出气阀l，而下部后侧壁上有一个电磁控制进排水阀2。由电气控制系统控制电磁 控制出气阀l、电磁控制放气阀5和电磁控制进排水阀2，可实现水下机器人的沉浮。压縮气瓶4的压縮空气容量为N次水下机器人沉浮所需对可变容积腔7的放气 量，N为水下机器人一个航程的最大沉浮次数。本水下机器人沉浮控制机构的壳体8为流线型体，具有较好的抗水流干扰能力和 较好的平衡能力。由于本水下机器人沉浮控制机构不用庞大的空气循环压縮系统，因此可以应 用在中小型和超小型机器人上。此外，本机构的节能特性让其也可以应用在无缆控制 的水下机器人上。
权利要求
1.一种水下机器人沉浮控制机构，包括一个壳体(8)内分隔出的密封腔(6)和可变容积腔(7)，其特征在于a.在所述密封腔(6)内设置一个压缩气瓶(4)，所述压缩气瓶(4)的进口为接通外界的充气口(3)，而出口经一个电磁控制放气阀(5)接通所述可变容积腔(7)；b.所述可变容积腔(7)的顶部有一个电磁控制出气阀(1)，而下部后侧壁上有一个电磁控制进排水阀(2)。
2. 根据权利要求1所述机器人沉浮控制机构，其特征在于所述压縮瓶(4)的压縮空 气容量为N次水下机器人沉浮所需对可变容积腔(7)的放气量，N为水下机器 人一个航程的最大沉浮次数。
全文摘要
本发明涉及一种水下机器人沉浮控制机构。它包括一个壳体内分隔出的密封腔和可变容积腔，在密封腔内设置一个压缩气瓶，其进口为接通外界的充气口，出口经一个电磁控制放气阀接通可变容积腔；可变容积腔的顶部有一个电磁控制出气阀，而下部后侧壁上有一个电磁控制进排水阀。本发明不用庞大且耗能的空气压缩系统，重量轻，节省能耗，适用于中小型或超小型水下机器人。
文档编号B63G8/22GK101323362SQ20081004000
公开日2008年12月17日 申请日期2008年7月1日 优先权日2008年7月1日
发明者亮 刘, 杨世良, 磊 王, 翟宇毅, 谢子逸 申请人:上海大学