一种水下行走机构的浮力调节装置及其操控方法与流程

本发明涉及船舶与海洋工程试验设施领域，具体为一种水下行走机构的浮力调节装置及其操控方法。

背景技术：

船舶与海洋工程试验设施及其它水下工程设施中，因工作需要，时常会遇到一些在水底行走的专用设备。由于水中结构物存在浮力与自身稳性问题，因此不可避免的要对行走机构配合部分提出抗浮抗倾要求。此外，由于水下设备难以监控维修，行走机构的同步控制措施也会与地面相似结构存在很大不同，容易造成水下行走机构失衡倾倒的情况发生，此时可通过增加水下行走机构的浮力来进行平衡缓冲；然而现有的水下行走机构未设置浮力调节装置，不便进行浮力调节。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种水下行走机构的浮力调节装置及其操控方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水下行走机构的浮力调节装置，包括设置在水下行走机构顶部的主体平台，其内部中空，且两侧对称开设有通槽，所述主体平台内设置有浮板、丝杠和驱动电机；所述浮板设置有两块，对称安装在主体平台两侧，两浮板一端由对应的通槽内伸出，另一端向上弯折形成与主体平台顶部内壁抵接的限位支撑板；所述丝杠横向设置在主体平台底部，其两端通过轴承转动安装在主体平台内壁，驱动电机安装在主体平台顶部，驱动电机的输出端以及丝杠中部分别安装有一个齿轮，两齿轮上下正对，两齿轮之间通过传动链连接；所述丝杠上齿轮两侧的螺纹方向相反，丝杠两端分别螺纹套设一个行走滑块，两行走滑块分别与两浮板底部固接。

优选的，所述通槽内嵌装有圈将浮板密封包覆的密封套。

优选的，所述限位支撑板上表面为拱起的圆弧曲面结构。

优选的，所述浮板两侧分别设置有三棱柱体结构的导流板，导流板其中一侧棱指向水下行走机构行进方向或反向行进方向，浮板外端设置有限位端板。

优选的，所述行走滑块上安装有位移传感器，主体平台内设置有电源设备和集成控制电路板，电源设备与驱动电机电性连接，集成控制电路板分别与位移传感器、驱动电机的控制端连接。

优选的，所述集成控制电路板外部设置有适配的遥控装置，该遥控装置与集成控制电路板之间通过无线传输。

本发明还提供了一种水下行走机构的浮力调节的操控方法，包括如下具体步骤：

s1：通过遥控装置设定浮板的伸缩距离，并将信号发送至集成控制电路板；

s2：集成控制电路板根据指令触发驱动电机启动，带动丝杠转动，通过行走滑块的移动带动两浮板移动，调整其伸出主体平台的距离；

s3：位移传感器实时获取浮板的移动信号，并将信号发送至集成控制电路板，当达到设定位移时，驱动电机停止，完成浮板的伸缩调整，从而实现整体的浮力调节。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过在主体平台内设置可伸缩调节的浮板结构，利用浮板伸出面积的调整来调节主体平台的体积大小，从而调整整体的浮力大小，操作简单，便于控制。浮板在主体平台内部的限位支撑板有效保持浮板整体的稳定性，浮板两侧的导流板减小了水下行走机构前行的阻力，整体结构简单，使用方便。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的浮板的具体结构示意图。

图中：1、主体平台；2、通槽；3、浮板；4、限位支撑板；5、密封套；6、丝杠；7、轴承；8、驱动电机；9、齿轮；10、传动链；11、行走滑块；12、导流板；13、限位端板；14、集成控制电路板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种水下行走机构的浮力调节装置，包括设置在水下行走机构顶部的主体平台1，其内部中空，且两侧对称开设有通槽2，所述主体平台1内设置有浮板3、丝杠6和驱动电机8；所述浮板3设置有两块，对称安装在主体平台1两侧，两浮板3一端由对应的通槽2内伸出，另一端向上弯折形成与主体平台1顶部内壁抵接的限位支撑板4；所述丝杠6横向设置在主体平台1底部，其两端通过轴承7转动安装在主体平台1内壁，驱动电机8安装在主体平台1顶部，驱动电机8的输出端以及丝杠6中部分别安装有一个齿轮9，两齿轮9上下正对，两齿轮9之间通过传动链10连接；所述丝杠6上齿轮9两侧的螺纹方向相反，丝杠6两端分别螺纹套设一个行走滑块11，两行走滑块11分别与两浮板3底部固接。

进一步的，所述通槽2内嵌装有圈将浮板3密封包覆的密封套5。

进一步的，所述限位支撑板4上表面为拱起的圆弧曲面结构。

进一步的，所述浮板3两侧分别设置有三棱柱体结构的导流板12，导流板12其中一侧棱指向水下行走机构行进方向或反向行进方向，浮板3外端设置有限位端板13。

进一步的，所述行走滑块11上安装有位移传感器，主体平台1内设置有电源设备和集成控制电路板14，电源设备与驱动电机8电性连接，集成控制电路板14分别与位移传感器、驱动电机8的控制端连接。

进一步的，所述集成控制电路板14外部设置有适配的遥控装置，该遥控装置与集成控制电路板14之间通过无线传输(如红外传输)。

本发明还提供了一种水下行走机构的浮力调节的操控方法，包括如下具体步骤：

s1：通过遥控装置设定浮板3的伸缩距离，并将信号发送至集成控制电路板14；

s2：集成控制电路板14根据指令触发驱动电机8启动，带动丝杠6转动，通过行走滑块11的移动带动两浮板3移动，调整其伸出主体平台1的距离；

s3：位移传感器实时获取浮板3的移动信号，并将信号发送至集成控制电路板14，当达到设定位移时，驱动电机8停止，完成浮板3的伸缩调整，从而实现整体的浮力调节。

浸在液体中的物体所受到的浮力等于物体排开液体的重量，浮力的大小只与物体所排开液体的体积及液体的密度有关，在同一片水域内，液体密度一定，因此可通过改变物体的体积来改变其浮力的大小。

本发明通过在主体平台1内设置可伸缩调节的浮板3结构，利用浮板3伸出面积的调整来调节主体平台1的体积大小，从而调整整体的浮力大小，操作简单，便于控制。浮板3在主体平台1内部的限位支撑板4在浮板3伸缩的过程中有效保持浮板3整体的稳定性，且限位支撑板4上表面为拱起的圆弧曲面结构，与主体平台1内壁的摩擦力较小，便于滑动；浮板3两侧的导流板12减小了水下行走机构前行的阻力，整体结构简单，使用方便。

值得注意的是：整个装置通过遥控装置上的控制按钮对其实现控制，由于控制按钮匹配的设备为常用设备，属于现有成熟技术，在此不再赘述其电性连接关系以及具体的电路结构。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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