一种用于囊式浮力均衡装置的模块化多模式加载平台的制作方法

本发明属于水下无人航行器，尤其涉及一种用于囊式浮力均衡装置的模块化多模式加载平台。

背景技术：

1、囊式浮力均衡装置的模块化多模式加载平台主要作用是对水下无人潜航器的外置囊式浮力均衡装置进行模拟深水环境压力加载测试。水下无人潜航器的外置囊式浮力均衡装置主要作用是调节潜航器在水中的上浮与下沉动作。本加载平台具有多种模式的深水环境压力调节方式，提高了深水环境压力的调节精度和加载速度，加载平台的可靠度提升一个数量级；加载平台采用模块化设计，可以适应不同容积的囊式浮力均衡装置进行模块化组装，减小所需试验场地空间、简便试验设备转场灵活布局、大幅度缩短试验准备时间、简化加载平台设计和优化全产品试验周期成本。

2、目前对于水下无人潜航器的外置囊式浮力均衡装置模拟深水环境压力加载测试主要通过压力罐的方式对其进行加载模拟实验，通过调节压力罐内水压的大小来模拟不同水深的环境压力。

3、深圳万测试验设备公司的cn210347339u实用新型公开了一种模拟深海外压试验的压力罐装置，该实用新型通过旋转立柱连接固定板行程旋转结构，可方便的带动压力罐顶盖向上移动，方便取件；并通过压力罐进行模拟深水环境压力加载测试。

4、但该方法主要存在以下问题：通过压力罐进行模拟深水环境压力的加载模式单一、对于水的密封性要求高、密封结构繁琐、安全性不高、可靠性相对较低；压力罐内储水容积较大、试验压力调节速度相对较慢；压力罐开启和关闭结构复杂，试验设备安装流程繁琐、试验准备时间较长；压力罐体积较大，相对笨重，占用试验场地空间较大，无法便捷的转移到不同工位进行轮换测试；压力罐体积固定，无法适应不同容积的囊式浮力均衡装置进行测试，进行不同容积囊式浮力均衡装置测试时需要购买多种规格的压力罐加载设备，增加全产品试验周期成本。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种用于囊式浮力均衡装置的模块化多模式加载平台，可实现水下航行器浮力均衡装置的加载试验需求，通过控制囊式浮力均衡装置的模块化多模式加载平台中加载囊体组件内负载压力的大小变化来进行对浮力均衡装置不同水下深度负载工况时的模拟试验。

2、本发明目的通过以下技术方案予以实现：一种用于囊式浮力均衡装置的模块化多模式加载平台，包括：加载囊体模块、动力能源模块和控制驱动器；其中，所述动力能源模块和所述控制驱动器相连接；所述动力能源模块与所述加载囊体模块相连接；所述加载囊体模块包裹住被测浮力均衡装置的浮力均衡油囊；所述控制驱动器控制所述动力能源模块调节加载囊体模块内的负载压力，从而实现对被测浮力均衡装置的浮力均衡油囊在预设的不同水下深度工况环境的加载模拟。

3、上述用于囊式浮力均衡装置的模块化多模式加载平台中，所述加载囊体模块包括支架组件、加载油囊快速自封、油管固定支架和加载囊体；其中，所述加载囊体设置于所述支架组件内部；所述加载囊体包裹住被测浮力均衡装置的浮力均衡油囊；所述油管固定支架与所述支架组件相连接，所述油管固定支架用于固定住所述加载囊体的出油管；所述加载囊体的出油管与所述加载油囊快速自封相连接。

4、上述用于囊式浮力均衡装置的模块化多模式加载平台中，所述支架组件包括左上支架、右上支架、左下支架和右下支架；其中，所述左上支架的侧壁与所述右上支架的侧壁相连接，所述左上支架的底部与所述左下支架的顶部相连接，所述左下支架的侧壁和右下支架的侧壁相连接，所述右上支架的底部与所述右下支架的顶部相连接；所述油管固定支架分别与所述左下支架和所述右下支架相连接。

5、上述用于囊式浮力均衡装置的模块化多模式加载平台中，所述动力能源模块包括动力能源快速自封、高速卸荷阀、温度传感器、高压安全阀、压力传感器、电机、油箱、控制阀块和油管；其中，所述油管的一端与所述加载油囊快速自封相连接；所述油管的另一端与所述动力能源快速自封的一端相连接，所述动力能源快速自封的另一端与所述控制阀块的出油管相连接；所述控制阀块与所述油箱相连接；所述高速卸荷阀、所述温度传感器、所述高压安全阀和所述压力传感器均设置于所述控制阀块上；所述电机与所述油箱相连接。

6、上述用于囊式浮力均衡装置的模块化多模式加载平台中，当有控制电工作时，所述控制驱动器控制所述电机将油箱中的液压油依次通过所述控制阀块、所述动力能源快速自封、所述油管和所述加载油囊快速自封注入到所述加载囊体中；所述控制驱动器通过所述压力传感器实时采集所述加载囊体内部的负载压力，并与预设指令负载压力进行实时比较，对所述高速卸荷阀进行实时控制，实现对所述加载囊体内部的负载压力精确控制，从而实现对被测浮力均衡装置的浮力均衡油囊在预设的不同水下深度工况环境的加载模拟。

7、上述用于囊式浮力均衡装置的模块化多模式加载平台中，所述动力能源模块还包括可调溢流阀和机械压力表；其中，所述可调溢流阀和所述机械压力表均设置于所述控制阀块上。

8、上述用于囊式浮力均衡装置的模块化多模式加载平台中，当无控制电工作时，所述机械压力表实时显示所述加载囊体内部的负载压力，并与预设指令负载压力进行实时比较，手动调节可调溢流阀实现对所述加载囊体内部的负载压力精确控制，从而实现对被测浮力均衡装置的浮力均衡油囊在预设的不同水下深度工况环境的加载模拟。

9、上述用于囊式浮力均衡装置的模块化多模式加载平台中，所述油箱的底部设置有万向轮。

10、上述用于囊式浮力均衡装置的模块化多模式加载平台中，所述支架组件的底部设置有万向轮。

11、上述用于囊式浮力均衡装置的模块化多模式加载平台中，所述控制阀块包括左控制阀块和右控制阀块；其中，所述左控制阀块与所述左下支架相连接，所述右控制阀块与所述右下支架相连接，所述左控制阀块和所述右控制阀块相压。

12、上述用于囊式浮力均衡装置的模块化多模式加载平台中，被测浮力均衡油囊的加载容积的约束关系如下所示：

13、

14、其中，v为被测浮力均衡油囊的加载容积；l为相邻两个可调节螺孔之间的距离；l1为左上支架中的一排可调节螺孔中的顶部的可调节螺孔与左上支架上端面的距离，l2为左下支架中的一排可调节螺孔中的底部的可调节螺孔与左下支架下端面的距离，q1为左上支架中的一排可调节螺孔中可调节螺孔的数量，q2为左下支架中的一排可调节螺孔中可调节螺孔的数量，d1为左上支架的外直径尺寸，h为左上支架的壁厚，d2为加载囊体中间开口的直径，h为加载囊体中间开口的高度，h1为加载囊体的内壁和外壁的间隔，r为加载囊体的内壁的圆角半径；y为加载囊体的安全调节系数。

15、本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

16、(1)本发明可实现水下航行器浮力均衡装置的加载试验需求，通过控制囊式浮力均衡装置的模块化多模式加载平台中加载囊体组件内负载压力的大小变化来进行对浮力均衡装置不同水下深度负载工况时的模拟试验；

17、(2)本发明的加载囊体模块和加载囊体支架模块由卡槽结构进行固连，动力单元模块与加载囊体模块由快速自封进行固连，模块化结构设计方便加载装置的安装、连接、拆卸和搬运。