潛標(biāo)姿態(tài)調(diào)整裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種潛標(biāo)姿態(tài)調(diào)整裝置，主要解決現(xiàn)有潛標(biāo)姿態(tài)調(diào)整裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜且調(diào)整緩慢的問題。該裝置包括：控制器、抽排油器、儲(chǔ)油艙、目標(biāo)油艙和能源產(chǎn)生器。抽排油器包括抽油管道和注排油開關(guān)，目標(biāo)油艙包括24個(gè)矢量油艙?？刂破鞑杉瘽摌?biāo)姿態(tài)發(fā)生偏轉(zhuǎn)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角度，并對(duì)此偏轉(zhuǎn)角度進(jìn)行分析處理，產(chǎn)生控制信號(hào)傳輸至注排油開關(guān)和能源產(chǎn)生器；打開注排油開關(guān)和能源產(chǎn)生器，將儲(chǔ)油艙中的液油抽運(yùn)至各矢量油艙中；通過各矢量油艙中的液油體積精準(zhǔn)地計(jì)算出潛標(biāo)重心位置的調(diào)整方向和距離；根據(jù)力矩平衡原理，完成對(duì)潛標(biāo)姿態(tài)有向性地調(diào)整，使偏離初始狀態(tài)的潛標(biāo)回復(fù)至初始姿態(tài)。本發(fā)明能有效地對(duì)偏離初始狀態(tài)的水域潛標(biāo)進(jìn)行自適應(yīng)的姿態(tài)調(diào)整。
【專利說明】潛標(biāo)姿態(tài)調(diào)整裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于機(jī)械調(diào)整設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種潛標(biāo)的姿態(tài)調(diào)整裝置，可用于海 域通信，海洋信息收集及監(jiān)測(cè)等。

【背景技術(shù)】
[0002] 潛標(biāo)是一種工作于水面下方的航標(biāo)，其主要進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)、通信、及定位導(dǎo)航等水 域作業(yè)，是一種系泊在海面以下的長期觀測(cè)海洋環(huán)境要素的系統(tǒng)，可從海面發(fā)射裝置按指 令進(jìn)行投放，通過浮力、重力以及其它外力的綜合合力作用，懸停于水面之下。其能夠較安 全地隱蔽于水下進(jìn)行作業(yè)，且不易于被發(fā)現(xiàn)。當(dāng)用于通信及信息監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域時(shí)，隱蔽性對(duì)于 系統(tǒng)至關(guān)重要。潛標(biāo)因工作于水面下方，其同時(shí)面臨控制復(fù)雜的問題。潛標(biāo)要能夠穩(wěn)定地 懸浮于水面下方，需要對(duì)潛標(biāo)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)使得潛標(biāo)的浮力、重力能夠和其它外力 的合力相互抵消，且在考慮到水下洋流等環(huán)境的影響下，仍能夠保持合力的絕對(duì)零狀態(tài)。
[0003] 從潛標(biāo)的工作方式看，潛標(biāo)可分為無繩潛標(biāo)和拖曳式潛標(biāo)。無繩潛標(biāo)通過發(fā)射裝 置投放后，其工作位置的控制受到水域因素及自身所帶動(dòng)力裝置決定，其位置改變方式復(fù) 雜且可行性差。拖曳式潛標(biāo)通過潛艇或漁船等拖曳裝置對(duì)潛標(biāo)進(jìn)行系留，其纜繩結(jié)構(gòu)具有 伸縮性，潛標(biāo)所受到的拖曳拉力有一定的變化范圍，增加了潛標(biāo)的穩(wěn)定度。然而，拖曳式潛 標(biāo)工作時(shí)，因受到水流的水平作用，以及拉力的大小和角度等因素影響，造成潛標(biāo)姿態(tài)出現(xiàn) 偏移、擺動(dòng)。同時(shí)，在受到惡劣的水域環(huán)境影響時(shí)，會(huì)出現(xiàn)翻轉(zhuǎn)等問題，對(duì)潛標(biāo)的正常工作會(huì) 造成嚴(yán)重影響。
[0004] 美，英聯(lián)合開發(fā)"可回收系留光纖" RT0F浮標(biāo)系統(tǒng)，其采用一個(gè)直徑450毫米的漂 浮體，它通過一個(gè)張緊力接近于零的寬帶光纜與潛艇相連，屬于一種拖曳式潛標(biāo)。這種潛標(biāo) 從一個(gè)存儲(chǔ)艙中放出，靠自身的靜浮力漂浮至水面，在水面升起密封的天線。在通信期間， 潛標(biāo)在水面上保持基本穩(wěn)定，拖纜從潛艇中以很小的張力連續(xù)地放出。此潛標(biāo)在水中運(yùn)動(dòng) 時(shí)，通過系留繩的釋放來維持浮標(biāo)的運(yùn)動(dòng)，但在上浮及正常工作的過程中，其姿態(tài)無法自適 應(yīng)地進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)潛標(biāo)工作于距離海面較近位置時(shí)，受到表層海流作用的影響，潛標(biāo)會(huì)出現(xiàn) 姿態(tài)不穩(wěn)定現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響天線的對(duì)準(zhǔn)及通信過程的準(zhǔn)確性。
[0005] 目前，大部分潛標(biāo)所能達(dá)到的僅是將潛標(biāo)發(fā)射到目標(biāo)海域進(jìn)行工作，由于潛標(biāo)的 姿態(tài)受到很大的影響，導(dǎo)致其工作效率大大降低，甚至?xí)霈F(xiàn)停止工作的狀況。為了解決這 一問題，對(duì)于通信等對(duì)其姿態(tài)及對(duì)準(zhǔn)精度要求較高的情況，通常是通過人工平臺(tái)的輔助，人 為或依靠其它外力來對(duì)潛標(biāo)姿態(tài)進(jìn)行調(diào)整，其操作復(fù)雜度高，調(diào)整姿態(tài)的過程緩慢。當(dāng)潛標(biāo) 姿態(tài)偏轉(zhuǎn)較大時(shí)，此調(diào)整方式會(huì)嚴(yán)重影響到潛標(biāo)的工作效率和質(zhì)量。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于克服上述已有技術(shù)的不足，提供一種自適應(yīng)的潛標(biāo)姿態(tài)調(diào)整裝 置，以實(shí)現(xiàn)對(duì)潛標(biāo)姿態(tài)的自適應(yīng)調(diào)整，提高其工作效率和質(zhì)量。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明在自適應(yīng)的潛標(biāo)姿態(tài)調(diào)整裝置包括：控制器、抽排油 器、儲(chǔ)油艙、目標(biāo)油艙和能源產(chǎn)生器；
[0008] 所述的控制器，分別與抽排油器和能源產(chǎn)生器連接，用于收集抽排油器和能源產(chǎn) 生器的信息，產(chǎn)生控制指令，完成液油的抽運(yùn)；
[0009] 所述儲(chǔ)油艙，位于潛標(biāo)底部，用于回收目標(biāo)油艙所排出的液油，并儲(chǔ)存液油，用于 抽運(yùn)至目標(biāo)油艙；
[0010] 所述目標(biāo)油艙，包括24個(gè)矢量油艙，其位于儲(chǔ)油艙上方，這些矢量油艙分為上下 兩層，呈軸對(duì)稱分布，每一層有12個(gè)矢量油艙；上層矢量油艙的抽排油開關(guān)與下層矢量油 艙的抽排油開關(guān)共用；下層矢量油艙的注油通過上層矢量油艙注入，上層矢量油艙的排油 通過下層矢量油艙排出；通過對(duì)各矢量油艙的體積重新配比，使各矢量油艙的重心發(fā)生改 變，從而引起潛標(biāo)的姿態(tài)發(fā)生改變；
[0011] 所述抽排油器，其分別與能源產(chǎn)生器、儲(chǔ)油艙和目標(biāo)油艙相連接，用于完成液油在 儲(chǔ)油艙和目標(biāo)油艙之間的抽運(yùn)；
[0012] 所述能源產(chǎn)生器，分別與控制器和抽排油器相連接，用于接收控制器所發(fā)送的指 令信號(hào)，根據(jù)指令信號(hào)改變能源產(chǎn)生器的工作方式；并通過控制抽排油器將儲(chǔ)油艙中的液 油抽運(yùn)到各矢量油艙中。
[0013] 利用上述裝置對(duì)潛標(biāo)姿態(tài)進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整的方法，包括以下步驟：
[0014] (1)將安裝有潛標(biāo)姿態(tài)調(diào)整裝置的潛標(biāo)放入工作環(huán)境中，啟動(dòng)潛標(biāo)調(diào)整裝置的控 制器、抽排油器和能源產(chǎn)生器；
[0015] (2)控制器采集潛標(biāo)姿態(tài)發(fā)生偏轉(zhuǎn)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角度，并將該偏轉(zhuǎn)角度與輸入的外部 信息數(shù)據(jù)進(jìn)行比較；若當(dāng)前姿態(tài)相對(duì)初始姿態(tài)的偏轉(zhuǎn)角度超出±10°時(shí)，則產(chǎn)生控制信號(hào) 分別傳輸至抽排油器和能源產(chǎn)生器；
[0016] (3)抽排油器收到控制信號(hào)后，打開注排油開關(guān)；能源產(chǎn)生器收到控制信號(hào)后，將 儲(chǔ)油艙中的液油抽運(yùn)至目標(biāo)油艙中；
[0017] (4)在液油抽運(yùn)過程中，控制器收集儲(chǔ)油艙和目標(biāo)油艙中的液油深度以及抽排油 器的工作信息，當(dāng)所收集信息數(shù)據(jù)與初始狀態(tài)對(duì)應(yīng)的信息數(shù)據(jù)相等時(shí)，潛標(biāo)姿態(tài)調(diào)整完成， 控制器發(fā)送控制指令至能源產(chǎn)生器和抽排油器，關(guān)閉能源產(chǎn)生器和注排油開關(guān)。
[0018] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0019] 1、本發(fā)明采用控制器發(fā)送控制信號(hào)控制抽排油器和能源產(chǎn)生器，將儲(chǔ)油艙中的液 油抽運(yùn)至目標(biāo)油艙中，實(shí)現(xiàn)對(duì)潛標(biāo)重心位置的改變，根據(jù)力矩平衡原理，可以有效地使偏離 初始姿態(tài)的潛標(biāo)回復(fù)至初始姿態(tài)。
[0020] 2、本發(fā)明將目標(biāo)油艙分為24個(gè)矢量油艙，共上下兩層，通過改變各矢量油艙中液 油的體積，可以精準(zhǔn)地計(jì)算出潛標(biāo)重心位置的改變方向和距離，完成對(duì)潛標(biāo)姿態(tài)有向性地 調(diào)整。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 圖1為本發(fā)明潛標(biāo)姿態(tài)調(diào)整裝置整體結(jié)構(gòu)圖；
[0022] 圖2為圖1的俯視圖；
[0023] 圖3為本發(fā)明裝置中的矢量油艙結(jié)構(gòu)圖；
[0024] 圖4為本發(fā)明裝置中的控制器結(jié)構(gòu)圖；
[0025] 圖5為本發(fā)明潛標(biāo)姿態(tài)調(diào)整裝置的調(diào)整流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0026] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步地描述。
[0027] 參考圖1，本發(fā)明的潛標(biāo)姿態(tài)調(diào)整裝置，包括控制器1、抽排油器2、目標(biāo)油艙3、儲(chǔ) 油艙4和能源產(chǎn)生器5。其中：
[0028] 控制器1，包括信息收集模塊11、外部信息輸入模塊12、控制處理模塊13、能源產(chǎn) 生器控制模塊14和抽排油器控制模塊15 ;
[0029] 抽排油器2,包括抽油管道21和注排油開關(guān)22,抽油管道21連接目標(biāo)油艙3和儲(chǔ) 油艙4,本發(fā)明采用四根抽油管道21與儲(chǔ)油艙4連接，抽油管道21，由輕質(zhì)耐腐蝕合金材 料制作，內(nèi)壁采用憎油性物質(zhì)填充，外壁與液油接觸部分也采用憎油性物質(zhì)填充，以保證在 液油的抽運(yùn)過程中不因管道內(nèi)壁的粘附而產(chǎn)生較大誤差；注排油開關(guān)22,采用電動(dòng)調(diào)節(jié)蝶 閥。在液油流動(dòng)過程中，采用蝶閥開關(guān)能夠靈活地對(duì)液油的流速進(jìn)行控制，且能夠降低開關(guān) 閉合時(shí)與液油的摩擦阻力。注排油開關(guān)22根據(jù)其工作性質(zhì)可分為三種類型，連接抽油管道 21與上層矢量油艙31的注油開關(guān)22a，連通上下矢量油艙的層間開關(guān)22b，連接下層矢量油 艙與儲(chǔ)油艙的排油開關(guān)22c。
[0030] 目標(biāo)油艙3,包括24個(gè)矢量油艙31，這些矢量油艙分為上下兩層，呈軸對(duì)稱分布， 位于儲(chǔ)油艙4上方，每一層有12個(gè)矢量油艙，每個(gè)矢量油艙由玻璃鋼或塑料制作，內(nèi)壁采用 憎油性材料填充，如聚四氟乙烯、聚乙烯等，以保證在收集矢量油艙液油深度的過程中不因 矢量油艙內(nèi)壁的液油殘留而產(chǎn)生較大誤差；
[0031] 儲(chǔ)油艙4,位于目標(biāo)油艙3下方，用于回收目標(biāo)油艙所排出的液油，并儲(chǔ)存液油，所 儲(chǔ)液油用于抽運(yùn)至目標(biāo)油艙，儲(chǔ)油艙內(nèi)壁采用憎油性物質(zhì)填充，所儲(chǔ)液油，其密度大于水， 沸點(diǎn)高于60°C，熔點(diǎn)低于-20°C，如溴苯、四氯甲烷等；
[0032] 能源產(chǎn)生器5,位于儲(chǔ)油艙4下方，提供液油從儲(chǔ)油艙向矢量油艙抽運(yùn)的過程中所 需能量，能源產(chǎn)生器控制模塊14發(fā)送控制信號(hào)至能源產(chǎn)生器5,控制改變能源產(chǎn)生器5的工 作頻率和輸出功率，通過能源產(chǎn)生器5將儲(chǔ)油艙4中的液油抽運(yùn)到各矢量油艙31中。
[0033] 參考圖2,所述抽油管道21與各矢量油艙31連接處均設(shè)置注油開關(guān)22a，通過抽 排油器控制模塊15控制打開注油開關(guān)22a，完成對(duì)各矢量油艙31的注油過程。
[0034] 參考圖3,所述的每個(gè)矢量油艙31為長方體結(jié)構(gòu)，上層矢量油艙上表面各條邊的 中點(diǎn)處設(shè)置4個(gè)注油開關(guān)22a，上下層矢量油艙之間平面的邊角處設(shè)置4個(gè)層間開關(guān)22b， 下層矢量油艙底面的邊角處設(shè)置4個(gè)排油開關(guān)22c。通過打開注油開關(guān)22a，液油從抽油管 道中流入矢量油艙，通過控制打開層間開關(guān)22b，實(shí)現(xiàn)上下矢量油艙間的液油流動(dòng)，通過打 開排油開關(guān)22c，將矢量油艙中的液油排出至儲(chǔ)油艙中。當(dāng)需要對(duì)下層矢量油艙注油時(shí)，打 開注油開關(guān)22a和層間開關(guān)22b，上下層矢量油艙連通，液油從抽油管道21經(jīng)上層矢量油艙 流至下層矢量油艙中；當(dāng)需要將上層矢量油艙中的液油排出時(shí)，通過打開層間開關(guān)22b和 排油開關(guān)22c，上層矢量油艙液油經(jīng)過下層矢量油艙，最終排出至儲(chǔ)油艙4中。矢量油艙31 內(nèi)壁安裝有壓強(qiáng)傳感器，通過壓強(qiáng)傳感器對(duì)矢量油艙內(nèi)的液油深度信息進(jìn)行測(cè)量，傳輸至 信息收集模塊11。注油開關(guān)22a、層間開關(guān)22b、排油開關(guān)22c均與抽排油器控制模塊15相 連接，壓強(qiáng)傳感器與信息收集模塊11相連接，這些連接線路均通過矢量油艙31外壁引出。
[0035] 參考圖4,所述控制器1內(nèi)嵌嵌入式操作系統(tǒng)，負(fù)責(zé)信息采集、人工數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù) 處理和發(fā)送。其工作原理如下：
[0036] 信息收集模塊11，采用光纖陀螺儀傳感器采集潛標(biāo)的角度偏轉(zhuǎn)信息，采用壓強(qiáng)傳 感器對(duì)儲(chǔ)油艙4和矢量油艙31中液油深度進(jìn)行測(cè)量，采用壓強(qiáng)傳感器來采集工作區(qū)域的水 壓信息，并將所采集的潛標(biāo)角度偏轉(zhuǎn)信息、矢量油艙液油深度信息、注排油開關(guān)閉合信息及 潛標(biāo)工作水域水壓信息傳輸至控制處理模塊13 ;外部信息輸入模塊12,用于人工輸入重心 位置及角度調(diào)整的信息數(shù)據(jù)，并將所錄入的外部信息數(shù)據(jù)傳輸至控制處理模塊13 ;控制處 理模塊13接收信息收集模塊11和外部信息輸入模塊12的數(shù)據(jù)信息，將所接收的信息與內(nèi) 部數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)分析；若潛標(biāo)當(dāng)前姿態(tài)與目標(biāo)姿態(tài)出現(xiàn)角度偏轉(zhuǎn)且偏轉(zhuǎn)角度超出 ±10°時(shí)，則該模塊產(chǎn)生處理信號(hào)。處理信號(hào)中包括對(duì)各矢量油艙31的液油體積的分配數(shù) 據(jù)信息，將此處理信號(hào)傳輸至抽排油器控制模塊14和能源產(chǎn)生器控制模塊15 ;能源產(chǎn)生器 控制模塊14將控制處理模塊13所發(fā)送的處理信號(hào)轉(zhuǎn)換為能源產(chǎn)生器控制信號(hào)，此能源產(chǎn) 生器控制信號(hào)包括對(duì)能源產(chǎn)生器的工作頻率和輸出功率的改變信息，將此能源產(chǎn)生器控制 信號(hào)發(fā)送至能源產(chǎn)生器5 ;抽排油器控制模塊15,將控制處理模塊13所發(fā)送的處理信號(hào)轉(zhuǎn) 換為抽排油器控制信號(hào)，此抽排油器控制信號(hào)包括對(duì)各注油開關(guān)22a、層間開關(guān)22b和排油 開關(guān)22c的閉合狀態(tài)的改變信息，并將此抽排油器控制信號(hào)發(fā)送至注油開關(guān)22a、層間開關(guān) 22b和排油開關(guān)22c。
[0037] 參考圖5,利用上述潛標(biāo)姿態(tài)調(diào)整裝置進(jìn)行潛標(biāo)姿態(tài)的調(diào)整方法，包括如下步驟：
[0038] 步驟1，啟動(dòng)裝置。將安裝有潛標(biāo)姿態(tài)調(diào)整裝置的潛標(biāo)放入工作環(huán)境中，啟動(dòng)潛標(biāo) 調(diào)整裝置。
[0039] 步驟2,偏轉(zhuǎn)角度判定，生成處理信號(hào)。信息收集模塊11采集到潛標(biāo)姿態(tài)發(fā)生偏轉(zhuǎn) 時(shí)的偏轉(zhuǎn)角度，發(fā)送偏轉(zhuǎn)角度信息至信息處理控制模塊13 ;處理控制模塊13收到信息收集 模塊11所傳輸?shù)男畔?shù)據(jù)，與初始姿態(tài)對(duì)應(yīng)的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比對(duì)，若當(dāng)前姿態(tài)相對(duì)初 始姿態(tài)的偏轉(zhuǎn)角度超出±10°時(shí)，則處理控制模塊13產(chǎn)生處理信號(hào)，并將此處理信號(hào)傳輸 至抽排油器控制模塊14和能源產(chǎn)生器控制模塊15,否則不產(chǎn)生處理信號(hào)。
[0040] 在本步驟的執(zhí)行過程中，當(dāng)需要對(duì)潛標(biāo)的姿態(tài)及偏轉(zhuǎn)角度進(jìn)行人為設(shè)定時(shí)，通過 外部信息輸入模塊12錄入人為對(duì)潛標(biāo)重心及偏轉(zhuǎn)角度的調(diào)整信息，傳輸至信息處理控制 模塊13。信息處理控制模塊13將收到的信息收集模塊11與外部信息輸入模塊12的信息 數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，若當(dāng)前姿態(tài)相對(duì)人為設(shè)定姿態(tài)的偏轉(zhuǎn)角度超出±10°時(shí)，則處理控制 模塊13產(chǎn)生處理信號(hào)，并將此處理信號(hào)傳輸至抽排油器控制模塊14和能源產(chǎn)生器控制模 塊15。
[0041] 步驟3,轉(zhuǎn)換處理信號(hào)。抽排油器控制模塊14將控制處理模塊13所發(fā)送的處理信 號(hào)轉(zhuǎn)換為抽排油器控制信號(hào)，并將此抽排油器控制信號(hào)發(fā)送至注油開關(guān)22a、層間開關(guān)22b 和排油開關(guān)22c。能源產(chǎn)生器控制模塊15將控制處理模塊13所發(fā)送的處理信號(hào)轉(zhuǎn)換為能 源產(chǎn)生器控制信號(hào)，并將此能源產(chǎn)生器控制信號(hào)發(fā)送至能源產(chǎn)生器5。
[0042] 步驟4,發(fā)送控制信號(hào)，開始調(diào)整潛標(biāo)姿態(tài)。注油開關(guān)22a、層間開關(guān)22b和排油開 關(guān)22c收到抽排油器控制信號(hào)后，打開抽排油器控制信號(hào)中所對(duì)應(yīng)的注油開關(guān)22a、層間開 關(guān)22b和排油開關(guān)22c ;能源產(chǎn)生器5收到能源產(chǎn)生器控制信號(hào)后，改變能源產(chǎn)生器5的工 作頻率和輸出功率，將儲(chǔ)油艙4中的液油抽運(yùn)至各矢量油艙31中。
[0043] 步驟5,收集狀態(tài)信息。在液油抽運(yùn)過程中，信息收集模塊11收集儲(chǔ)油艙4和各矢 量油艙31中的液油深度以及注油開關(guān)22a、層間開關(guān)22b和排油開關(guān)22c的閉合信息，并傳 輸至處理控制模塊13。
[0044] 步驟6,注油完成，生成控制信息。處理控制模塊13收到信息收集模塊11所發(fā)送 的收集信息數(shù)據(jù)，將此收集信息數(shù)據(jù)與初始狀態(tài)對(duì)應(yīng)的信息數(shù)據(jù)比較。當(dāng)所收集信息數(shù)據(jù) 與初始狀態(tài)對(duì)應(yīng)的信息數(shù)據(jù)相等時(shí)，則矢量油艙的注油過程完成。完成對(duì)各矢量油艙的注 油過程后，其對(duì)應(yīng)的重心位置發(fā)生變化，根據(jù)力矩平衡原理，潛標(biāo)的姿態(tài)恢復(fù)至初始狀態(tài)。 控制處理模塊13產(chǎn)生處理信號(hào)，調(diào)整關(guān)閉注油開關(guān)22a、層間開關(guān)22b和排油開關(guān)22c和能 源產(chǎn)生器5,并將此處理信號(hào)傳輸至抽排油器控制模塊14和能源產(chǎn)生器控制模塊15。
[0045] 抽排油器控制模塊14將控制處理模塊13所發(fā)送的處理信號(hào)轉(zhuǎn)換為能源產(chǎn)生器控 制信號(hào)，并將此能源產(chǎn)生器控制信號(hào)發(fā)送至能源產(chǎn)生器5。抽排油器控制模塊15,將控制處 理模塊13所發(fā)送的處理信號(hào)轉(zhuǎn)換為抽排油器控制信號(hào)，并將此抽排油器控制信號(hào)發(fā)送至 注油開關(guān)22a、層間開關(guān)22b和排油開關(guān)22c。
[0046] 步驟7,關(guān)閉開關(guān)和能源產(chǎn)生器，姿態(tài)調(diào)整完成。注油開關(guān)22a、層間開關(guān)22b和排 油開關(guān)22c收到抽排油器控制信號(hào)后，關(guān)閉抽排油器控制信號(hào)中所對(duì)應(yīng)的注油開關(guān)22a、層 間開關(guān)22b和排油開關(guān)22c ;能源產(chǎn)生器5收到能源產(chǎn)生器控制信號(hào)后，能源產(chǎn)生器關(guān)閉。
[0047] 步驟8,繼續(xù)收集偏轉(zhuǎn)角度信息，生成處理信號(hào)。潛標(biāo)姿態(tài)調(diào)整完成后，信息收集模 塊11繼續(xù)采集潛標(biāo)姿態(tài)發(fā)生偏轉(zhuǎn)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角度，偏轉(zhuǎn)角度超出±10°時(shí)，處理控制模塊13 生成置零信號(hào)發(fā)送至抽排油器控制模塊14,該置零信號(hào)中包括對(duì)層間開關(guān)22b和排油開關(guān) 22c閉合狀態(tài)的改變信息。抽排油器控制模塊14將置零信號(hào)轉(zhuǎn)換為抽排油器控制信號(hào)，發(fā) 送至層間開關(guān)22b和排油開關(guān)22c。層間開關(guān)22b和排油開關(guān)22c打開，各矢量油艙31中 的液油流至儲(chǔ)油艙中，矢量油艙31內(nèi)液油體積為零。處理控制模塊13發(fā)送處理信號(hào)至抽 排油器控制模塊14和能源產(chǎn)生器控制模塊15,跳轉(zhuǎn)至步驟3。
[0048] 循環(huán)執(zhí)行上述調(diào)整方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)潛標(biāo)姿態(tài)的持續(xù)性監(jiān)測(cè)，并及時(shí)地對(duì)出現(xiàn)角度偏 轉(zhuǎn)的潛標(biāo)姿態(tài)進(jìn)行自適應(yīng)的姿態(tài)調(diào)整。
[〇〇49] 以上描述僅是本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)例，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制，顯然對(duì)于 本領(lǐng)域的專業(yè)人員來說，在了解了本
【發(fā)明內(nèi)容】
和原理后，都可能在不背離原理、結(jié)構(gòu)的情況 下，進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種修正和改變，但是這些基于本發(fā)明思想的修正和改變?nèi)栽诒?發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種潛標(biāo)姿態(tài)調(diào)整裝置，其特征在于包括：控制器（1)、抽排油器（2)、儲(chǔ)油艙（3)、目 標(biāo)油艙（4)和能源產(chǎn)生器（5); 所述的控制器（1)，分別與抽排油器和能源產(chǎn)生器連接，用于收集抽排油器和能源產(chǎn)生 器的信息，產(chǎn)生控制指令，完成液油的抽運(yùn)； 所述儲(chǔ)油艙（2)，位于潛標(biāo)底部，用于回收目標(biāo)油艙所排出的液油，并儲(chǔ)存液油，用于抽 運(yùn)至目標(biāo)油艙； 所述目標(biāo)油艙（3)，包括24個(gè)矢量油艙（31)，其位于儲(chǔ)油艙上方，這些矢量油艙分為上 下兩層，呈軸對(duì)稱分布，每一層有12個(gè)矢量油艙；上層矢量油艙的抽排油開關(guān)與下層矢量 油艙的注排油開關(guān)共用；下層矢量油艙的注油通過上層矢量油艙注入，上層矢量油艙的排 油通過下層矢量油艙排出；通過對(duì)各矢量油艙的體積重新配比，使各矢量油艙的重心發(fā)生 改變，從而引起潛標(biāo)的姿態(tài)發(fā)生改變； 所述抽排油器（4)，其分別與能源產(chǎn)生器、儲(chǔ)油艙和目標(biāo)油艙相連接，用于完成液油在 儲(chǔ)油艙和目標(biāo)油艙之間的抽運(yùn)； 所述能源產(chǎn)生器（5)，分別與控制器和抽排油器相連接，用于接收控制器所發(fā)送的指令 信號(hào)，根據(jù)指令信號(hào)改變能源產(chǎn)生器的工作方式；并通過控制抽排油器將儲(chǔ)油艙中的液油 抽運(yùn)到各矢量油艙中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的潛標(biāo)姿態(tài)調(diào)整裝置，其特征在于所述控制器（1)，包括： 信息收集模塊（11)，用于收集潛標(biāo)角度偏轉(zhuǎn)信息、矢量油艙液油深度信息、注排油開關(guān) 閉合信息及潛標(biāo)工作水域水壓信息，并將所采集信息傳輸至控制處理模塊； 外部信息輸入模塊（12)，用于人工輸入重心位置及角度調(diào)整的信息數(shù)據(jù)，并將所錄入 的外部信息數(shù)據(jù)傳輸至控制處理模塊； 控制處理模塊（13)，用于接收信息收集模塊和外部信息輸入模塊的數(shù)據(jù)信息，對(duì)所接 收信息與內(nèi)部數(shù)據(jù)信息進(jìn)行比對(duì)分析；若潛標(biāo)當(dāng)前姿態(tài)與目標(biāo)姿態(tài)出現(xiàn)角度偏轉(zhuǎn)且偏轉(zhuǎn)角 度超出±10°時(shí)，則該模塊產(chǎn)生處理信號(hào)，傳輸至抽排油器控制模塊和能源產(chǎn)生器控制模 塊； 抽排油器控制模塊（14)，用于控制處理模塊傳輸處理信號(hào)轉(zhuǎn)換為抽排油器控制信號(hào)， 發(fā)送至抽排油器； 能源產(chǎn)生器控制模塊（15)，用于將控制處理模塊傳輸處理信號(hào)轉(zhuǎn)換為能源產(chǎn)生器控制 信號(hào)，發(fā)送至能源產(chǎn)生器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的潛標(biāo)姿態(tài)調(diào)整裝置，其特征在于所述抽排油器（2)，由抽油管 道（21)和注排油開關(guān)（22)組成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的潛標(biāo)姿態(tài)調(diào)整裝置，其特征在于所述的目標(biāo)油艙（3)和儲(chǔ)油 艙（4)，均由玻璃鋼制作，內(nèi)壁采用憎油性物質(zhì)填充。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的潛標(biāo)姿態(tài)調(diào)整裝置，其特征在于儲(chǔ)油艙（4)所儲(chǔ)液油，其密度 大于水，沸點(diǎn)高于60°C，熔點(diǎn)低于_20°C。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的抽排油器（2)，其特征在于所述抽油管道（21)，由輕質(zhì)耐腐蝕 合金材料制作，內(nèi)壁采用憎油性物質(zhì)填充。抽油管道延伸至儲(chǔ)油艙（4)中，其與液油接觸部 分填充憎油性物質(zhì)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的抽排油器（2)，其特征在于所述注排油開關(guān)（22)，采用電動(dòng)調(diào) 節(jié)蝶閥。
8. -種利用權(quán)利要求1潛標(biāo)姿態(tài)調(diào)整裝置進(jìn)行潛標(biāo)姿態(tài)的調(diào)整方法，包括如下步驟： (1) 將安裝有潛標(biāo)姿態(tài)調(diào)整裝置的潛標(biāo)放入工作環(huán)境中，啟動(dòng)潛標(biāo)調(diào)整裝置的控制器 (1)、抽排油器（2)和能源產(chǎn)生器（5); (2) 控制器（1)采集潛標(biāo)姿態(tài)發(fā)生偏轉(zhuǎn)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角度，并將該偏轉(zhuǎn)角度與輸入的外部 信息數(shù)據(jù)進(jìn)行比較；若當(dāng)前姿態(tài)相對(duì)初始姿態(tài)的偏轉(zhuǎn)角度超出±10°時(shí)，則產(chǎn)生控制信號(hào) 分別傳輸至抽排油器（2)和能源產(chǎn)生器（5); (3) 抽排油器（2)收到控制信號(hào)后，打開注排油開關(guān)；能源產(chǎn)生器（5)收到控制信號(hào) 后，將儲(chǔ)油艙中的液油抽運(yùn)至目標(biāo)油艙中； (4) 在液油抽運(yùn)過程中，控制器收集目標(biāo)油艙（3)和儲(chǔ)油艙（4)中的液油深度以及抽排 油器的工作信息，當(dāng)所收集信息數(shù)據(jù)與初始狀態(tài)對(duì)應(yīng)的信息數(shù)據(jù)相等時(shí)，潛標(biāo)姿態(tài)調(diào)整完 成，控制器發(fā)送控制指令至抽排油器（2)和能源產(chǎn)生器（5)，關(guān)閉抽排油器（2)和能源產(chǎn)生 器（5)。
【文檔編號(hào)】B63B22/18GK104058068SQ201410317038
【公開日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年7月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月4日
【發(fā)明者】岳鵬, 田宇召, 鞠茂光, 顧華璽, 易湘, 劉增基 申請(qǐng)人:西安電子科技大學(xué)