水中浮标浮力调节装置结构设计.ppt

* 水中浮标浮力调节装置结构设计 学 号： 姓 名： 指导教师： 日 期： 一.课题背景二.课题设计（研究）的目的、意义三.课题预期完成的内容四.论文的主要内容五.结论 * 课题背景： 水中浮标浮力调节装置，简称浮标系统。海洋浮标是世界各国海洋环境监测与海洋灾害预报的主要手段之一，它具有全天候、长期连续、定点进行监测的特点，其它海洋监测手段无法替代的。 我国是一个濒海大国，拥有18000多千米的海岸线，以及近300万的可控海域，拥有6000多个岛屿以及1000多个可以利用的港湾，近海波浪的观测研究对海洋开发、交通运输、国民经济建设、国防建设及海上舰船活动都有十分重要的作用。 因此，我国必须大力发展浮标。 浮标的外形 课题设计的目的、意义： 水中浮标浮力调节装置，简称浮标系统。海洋浮标是世界各国海洋环境监测与海洋灾害预报的主要手段之一，它具有全天候、长期连续、定点进行监测的特点，其它海洋监测手段无法替代的。 全球海洋探测浮标实时海洋观测网所获得的海量数据，将会在天气和海洋业务化预报中得到广泛运用，从而大幅度提高人们对天气、气候和海洋环境预报的精度。 课题预期完成的内容： 1）完成水中浮标浮力调节装置总体结构的设计； 2）水中浮标浮力调节装置零部件设计，包括耐压壳体结构、闭式液压系统、充放气机构、油囊调节补充机构、密封机构等零部件，完成装配图和零件图； 3）撰写毕业论文。 设计的主要内容： 1.首先要确定浮标装置的要实现的功能，根据已有浮标的结构，构想出浮标的整体结构。 2.根据浮标系统的的工作状况，确定浮标的动力装置，选择液压系统。 3.根据液压缸的工作压力设计出液压缸，并根据液压缸来选择直流电动机和液压泵。 4.根据需要设计出能使浮标装置横向运动的装置。 5.对耐压壳体和与海水直接接触的螺栓，以及横向运动电机的传动轴进行校核，以达到使用要求。 浮标的工作原理： 1、辅助皮囊； 2、螺旋桨；3、联轴器；4、底盖；5、皮囊；6、电池；7、内壳体；8、电路板；9、外壳体；10、顶盖；11、传感器；12、天线；13、微型真空泵；14、液压缸；15、直流电动机；16、联轴器；17、液压泵。 浮标沉浮的工作原理：浮标装置是根据阿基米德原理，让浸没在水中的物体质量不变， 仅改变它的体积， 使浮标装置在水中所承受的浮力发生变化，当浮力大于重力时该浮标上浮，浮力于重力时该物体下潜，当浮标保持浮力最大时可长期漂浮在水面，当浮标调整自身体积，使水中重量与所在深度所承受的浮力相等时，浮标可以处在中性状态在该深度停留，通常，浮标在水中停留设置成三种状态：一是水面漂浮，进行卫星通讯和定位；二是水下停留 一定深度的水深处，此处滞留；三是采集起始，根据需要一般取在 2 000 m 水深处，抵达此深度即上浮 浮标工作流程图： 1）首先将浮标装置投放至所需要测量的海域，开机运行；2）与卫星进行通讯，取得浮标装置初始的工作位置和工作情况；3）通讯结束后浮标装置外壳收缩，浮标开始下潜；4）下潜到一定深度时停留一段时间，测量海洋剖面数据，并存储起来；5）浮标继续收缩外壳下潜；6）当到达2000米深的海底时，浮标装置在这个深度的海域停留一段时间，测量数据并存储起来；7） 浮标装置外壳伸长，并开始上浮；8）上浮到一定深度海面时，浮标装置外壳停止伸长并停留下来测量数据储存；9）浮标装置上甚至海平面，这是浮标装置外壳伸长到最长，以浮标装置保证有足够的浮力能漂浮在海面上，这样浮标装置在海面上才能平稳的与卫星进行通讯，并把所测得的数据通过天线发射给卫星，给监控中心提供所需要的海洋数据；10）发射完数据后，浮标装置继续收缩外壳下潜和上浮，不断的重复以上过程，直到浮标的电池耗尽沉入海底为止，那时浮标的寿命就是它的设计实际使用寿命 当浮标采集完数据需要上浮时，两位两通电磁换向阀5失电，液压泵开始工作，并将液压油从油箱中压入液压缸，使液压缸伸长，进而推动浮标的内外壳相互分离，浮标体积随之增大，浮力也随之增大，浮标开始上浮；上浮到达一定深度的海域时，电磁换向阀得电，液压泵停止工作，浮标的体积也停止变化，浮标将停留在这个深度的海域，进行工作；采集完数据后，电磁换向阀继续失电，浮标的体积继续增大，浮标继续上浮，直到上升到海面，电磁换向阀得电，液压泵停止工作，浮标将浮于海面之上；当遇到特殊海况，因浮标使用时间过长而导致浮力不够或因浮标潜入的深度太深时，通过增大皮囊4来的体积增大来增大浮标的浮力，此时电磁换向阀3得电，关闭液压缸的供油回路，液压泵将把浮标内腔中油箱中的液压油全部压入皮囊之中为皮囊提供辅助浮力 浮标液压系统原理图 1、液压缸； 2、液压泵； 3、电磁换向阀 4、皮囊； 5、电磁换向阀 6、液压缸 液压系统的