深海压力适应型水下机器人压力补偿技术

《深海压力适应型水下机器人压力补偿技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、万方数据第24卷第4期2007年4月机电工程MECHANICAL&ELECTRICALENGINEERINGMAGAZINEV01．24No．4Apr．2007深海压力适应型水下机器人压力补偿技术章艳，罗高生，王峰，顾临怡(浙江大学流体传动及控制国家重点实验室，浙江杭州310027)摘要：针对深海水下机器人在高达60MPa的外界环境压力下工作效率低下、可靠性较差等问题，研究了一种弹簧活塞式压力补偿器的结构，可以使得工作在深海的电液控制系统与环境压力自动平衡。在此基础上，对该补偿器进行了相应的静态特性和动态特性的仿真分析。结果表明，在保证储存的补偿流量足够的前提下，该补偿器具有较快的动态

2、频响，并能始终保证系统内部补偿压力略高于外界环境压力，大幅度提高了电液控制系统在深海作业的总体效率及对不同工作水深的适应性，确保了系统的可靠抗压密封。关键词：深海；水下机器人；压力适应型；补偿中图分类号：TP242．2文献标识码：A文章编号：100l一455l(2007)04一0010—04Deep-seapressureadaptiVecompensationtechniquefbrunderwaterrobotsZHANGYan，LU0Gao—sheng，WANGFeng，GULin—yi(丁Ae．s#。￡e-‰yL060ro￡07yq厂，fMidPot盯erZ，nn5missio

3、nondCon￡roZ，Z^岜声口ngUni钞e，苫i￡y，日。n∥危oM310027，C讫in。)Abstract：Consideringtheroughconditionofthe8pecialworkingcilcumstance，howtorealizethepressure-resistandsealofthecomponentsisthekeypointfbrthedevelopmentofthedeep—seahydraulicrobots．Inordertoenhancetheworkem-ciencyandsystemreliability，anovelhydraul

4、ic8ystemwiththeautomatedouter-inne。Pressurebalancedtechniquebasedontheknowntechniqueofthebalancedcompensationdirectlytothehydraulicsourcewaspresented．AspecialdesignofthecompensatorunitwasputfbrwardtoproVidecompensationfbrthewholeelectro-hydrauliccontrolsystem，whichcaninsurethattheinnercompensate

5、dpressureisalwaysalittlebithigherthantheouterenvironmentaIpressuretopreventseawaterfromenteringthroughaleak．Th8performancesareevaluatedthroughthestaticanddynamjcsimula“ons．Keywords：deepsea；underwaterrobot；pressureadaptive；compensationO前言目前，随着人类对海洋资源的进一步探索和我国海洋调查、监测等工作从浅海向深海发展，对水下机器人的适用深度和可靠性等的要求

6、也越来越高。考虑到作业环境恶劣和水下能源供给有限，深海水下机器人一般都采用液压为动力源，而对电液控制系统来说，如果不采用压力补偿技术会带来一系列的问题：一方面对密封有很高的要求，一点海水的渗漏都有可能导致执行部件甚至整个系统的毁灭，而且随着工作水深的提高，各元件将逐步承受由内压到外压的变化，这使得系统结构设计将变得复杂；另一方面，对于传统的用耐压壳体包裹电液驱动装备和控制系统后再驱动执行器件的方式，其笨重的耐压结构设计也直接影响到系统本体重量，进而影响到能源动力、工作效率、系统可维护性和可靠性等一系列问题。因此，对深海水下机器人来说，采用压力适应型补偿技术，不仅可以使执行系统避免特殊的

7、抗压设计和笨重的耐压壳体，而且能很好地隔绝外界水环境对电液系统的渗漏污染¨’“。水下工作的电液系统采用补偿器，不仅可以用于补偿系统工作时执行器所需流量和油液因本身的弹性变形、温度等引起的流量变化，还可以对系统进行自动环境压力补偿，从而防止水对系统的内侵及保证执行器的可靠、安全工作。常用的补偿器有皮囊式、金属薄膜式和波纹管式等类型。这几种补偿器的共同特点是具有一个弹性外壳，当外界水压力作用于补偿器时，外壳会产生一定的弹性变形，并将该压力传收稿日期