一种水下设备漂浮稳定装置

本发明涉及水下装备，具体涉及一种水下设备漂浮稳定装置。

背景技术：

1、我国是一个海洋大国，拥有着十分丰厚的海洋资源，这些年，我国水下探测技术发展迅速。在感知、探索海洋的过程中，水下观测和探测装备是海洋生产、海洋探测的必备设施，是海洋资源的开发与利用提供基础保障。

2、为了满足各种不同的观测需求，测量各种数据的水下仪器也多种多样，例如应用于水下的重力方向传感器，该种水下重力方向传感器在应用过程中需要保持自身的平稳，才能检测出对应的精确数据。在水下，通常通过锚系固定整个设备，底部的锚在海底固定不动，而上部搭载的设备以及连接的缆绳会随着海水的流动而运动，使得设备一直处于一个不稳定的状态；当海水的流动较为强烈时，设备随海流的不规则晃动会严重影响装备的工作精准度。因此，想要使设备在水下持续有效的工作，保证设备的平稳是重中之重。

3、现有的水下设备稳定方案，通常是通过增加一个额外的惯性装置，在设备被水流冲击倾斜时，通过多自由度的惯性稳定效应，达到使水下设备在水下稳定的效果。其他的部分稳定装置，基于上述惯性装置，再增加额外动力装置补偿动能残差，通过计算水下设备的倾斜角，推动设备回到正确的角度，使装置更稳，但上述装置成本高昂，结构复杂。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决上述现有背景技术存在的不足，使得水下设备在海流中保持稳定，降低维护成本，提供了一种水下设备漂浮稳定装置。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种水下设备漂浮稳定装置，包括装置主体，其通过缆绳与锚连接，其中锚固定于海底，装置主体悬浮于海底。所述装置主体为内外多层嵌套结构，包括最外层的密封外壳、由外到内的若干层内部球体，每个内部球体均呈空心设置，其外侧壁上设有环其一周的数个桨叶；除最内层内部球体内，其余内部球体内及密封外壳内均填充有液体，处于内侧的内部球体漂浮于较外一层内部球体内部灌注的液体液面上，桨叶的底面与灌注液体的液面接触重合。

3、进一步地，灌注液体的液面高度大于或等于所灌注的内部球体或密封外壳的半径。

4、进一步地，所述桨叶设置在对应的内部球体的半高处，数个桨叶呈圆周等距设置，相邻的两个桨叶之间存在夹角。

5、进一步地，每个内部球体的内部均设置有配重块，所述配重块的安装位置位于与桨叶所处平面相对垂直的直径的内侧壁上；内部球体漂浮状态下，在液体中的深度为较内一层内部球体的半径，桨叶的底面与灌注液体的液面重合。

6、进一步地，所述密封外壳的形状以及其内部填充液体根据不同需求设置，所述缆绳连接于密封外壳的重心正下方的壳体外侧。

7、进一步地，若干层内部球体的结构相同，直径逐渐变小，以使整个装置更稳定，在能够设置水下设备的前提下，内部球体的嵌套层数越多，稳定效果越好。

8、进一步地，处于最内层的内部球体的内部放置已有水下设备。

9、优选地，所述缆绳采用凯夫拉绳。

10、优选地，所述密封外壳采用316不锈钢制成；所述内部球体采用abs塑料材料制成。

11、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

12、1.本发明所述水下设备漂浮稳定装置，从结构上进行优化，增大了水下设备对抗海流冲击的能力，使得水下设备在强烈的海流中保持稳定，提高了水下设备的使用寿命和工作效率，降低水下设备维护成本。

13、2.本装置仅从结构和材料上进行了优化，相比现有方法，结构更加简单且容易实现，成本低廉，维护方便；具有水平保平功能，使载荷的水下设备一直处于水平工作平台，保持平衡稳定。

技术特征：

1.一种水下设备漂浮稳定装置，其特征在于：包括装置主体，其通过缆绳与锚连接，其中锚固定于海底，装置主体悬浮于海底；所述装置主体为内外多层嵌套结构，包括最外层的密封外壳、由外到内的若干层内部球体，每个内部球体均呈空心设置，其外侧壁上设有环其一周的数个桨叶；除最内层内部球体内，其余内部球体内及密封外壳内均填充有液体，处于内侧的内部球体漂浮于较外一层内部球体内部灌注的液体液面上，桨叶的底面与灌注液体的液面接触重合。

2.根据权利要求1所述的一种水下设备漂浮稳定装置，其特征在于：灌注液体的液面高度大于或等于所灌注的内部球体或密封外壳的半径。

3.根据权利要求1所述的一种水下设备漂浮稳定装置，其特征在于：所述桨叶设置在对应的内部球体的半高处，数个桨叶呈圆周等距设置，相邻的两个桨叶之间存在夹角。

4.根据权利要求1所述的一种水下设备漂浮稳定装置，其特征在于：每个内部球体的内部均设置有配重块，所述配重块的安装位置位于与桨叶所处平面相对垂直的直径的内侧壁上；内部球体漂浮状态下，在液体中的深度为较内一层内部球体的半径，桨叶的底面与灌注液体的液面重合。

5.根据权利要求1所述的一种水下设备漂浮稳定装置，其特征在于：所述密封外壳的形状以及其内部填充液体根据不同需求设置，所述缆绳连接于密封外壳的重心正下方的壳体外侧。

6.根据权利要求1所述的一种水下设备漂浮稳定装置，其特征在于：若干层内部球体的结构相同，直径逐渐变小。

7.根据权利要求1至6任一项所述的一种水下设备漂浮稳定装置，其特征在于：处于最内层的内部球体的内部放置已有水下设备。

8.根据权利要求1所述的一种水下设备漂浮稳定装置，其特征在于：所述缆绳采用凯夫拉绳。

9.根据权利要求1所述的一种水下设备漂浮稳定装置，其特征在于：所述密封外壳采用316不锈钢制成；所述内部球体采用abs塑料材料制成。

技术总结
本发明公开了一种水下设备漂浮稳定装置，涉及水下装备技术领域，包括装置主体，其通过缆绳与锚连接，锚固定于海底，装置主体悬浮于海底。所述装置主体为内外多层嵌套结构，包括最外层的密封外壳、由外到内的若干层内部球体，每个内部球体均呈空心设置，其外侧壁上设有环其一周的数个桨叶；除最内层内部球体内，其余内部球体内及密封外壳内均填充有液体，处于内侧的内部球体漂浮于较外一层内部球体内灌注的液体液面上，桨叶的底面与灌注液体的液面接触重合。本发明所述稳定装置从结构和材料上进行了优化，增大了水下设备对抗海流冲击的能力，使得水下设备在强烈的海流中保持平衡稳定，提高了水下设备的使用寿命和工作效率，降低水下设备维护成本。

技术研发人员：郭银景,孔芳,房政
受保护的技术使用者：山东科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13