一种用于飞翼式水下滑翔机的姿态控制装置及控制方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103895846 A (43)申请公布日 2014.07.02 CN 103895846 A (21)申请号 201410083129.3 (22)申请日 2014.03.08 B63G 8/14(2006.01) B63C 11/52(2006.01) (71)申请人哈尔滨工程大学地址 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区南通大街 145 号哈尔滨工程大学科技处知识产权办公室 (72)发明人李晔王奥博陈云赛王骁冰王子豪姜言清李一鸣陈鹏云王磊峰 (54) 发明名称一种用于飞翼式水下滑翔机的姿态控制装置及控制方法 (57) 摘要本发明提。

2、供的是一种用于飞翼式水下滑翔机的姿态控制装置及控制方法。包括泵站舱、四个调节液舱，每个调节液舱的上下开有通孔，四个调节液舱呈 “十” 字形布置，相对的两个调节液舱上端的通孔通过管路相连通，每个调节液舱下端的通孔通过管路与泵站舱相连，每个调节液舱下端与泵站舱相连的管路上均设置电磁阀即包括四个电磁阀。本发明的采用液体作为重心调节的介质，通过管路将各个部分进行连接，能够使舱室的布置灵活。同时，由于液体的连续性，使得调节的控制精度高。另外，由于各个舱室之间相对独立，方便维修以及设备的更新升级。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页说明书 4 页。

3、附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图2页 (10)申请公布号 CN 103895846 A CN 103895846 A 1/1 页 2 1. 一种用于飞翼式水下滑翔机的姿态控制装置，其特征是：包括泵站舱、四个调节液舱，每个调节液舱的上下开有通孔，四个调节液舱呈 “十” 字形布置，相对的两个调节液舱上端的通孔通过管路相连通，每个调节液舱下端的通孔通过管路与泵站舱相连，每个调节液舱下端与泵站舱相连的管路上均设置电磁阀即包括四个电磁阀。 2. 根据权利要求 1 所述的用于飞翼式水下滑翔机的姿态控制装置，。

4、其特征是：所述泵站舱包括直流电机和齿轮泵。 3. 一种基于权利要求 2 所述的用于飞翼式水下滑翔机的姿态控制装置的控制方法，其特征是：初始状态下，四个调节液舱中有一定体积的压载液，其余的体积充满空气，四个电磁阀全部关闭，飞翼式水下滑翔机处在稳定的平衡状态；当水飞翼式水下滑翔机需要调节横滚的姿态时，左右两个调节液舱上连接的电磁阀开启，直流电机和齿轮泵工作，左调节液舱中的压载液进入右调节液舱，同时右调节液舱中的空气进入左调节液舱，水飞翼式水下滑翔机的重心向右调节液舱的方向移动，水飞翼式水下滑翔机向右倾斜，当直流电机和齿轮泵反向工作时，水飞翼式水下。

5、滑翔机的重心向左调节液舱的方向移动，水飞翼式水下滑翔机向左倾斜；当水下滑翔机需要调节俯仰的姿态时，左右两个调节液舱上连接的电磁阀关闭，上下两个调节液舱上连接的电磁阀开启，直流电机和齿轮泵工作，上调节液舱中的压载液进入下调节液舱，同时下调节液舱中的空气进入上调节液舱，水飞翼式水下滑翔机的重心向下调节液舱的方向移动，水飞翼式水下滑翔机产生抬首力矩，当直流电机和齿轮泵反向工作时，水飞翼式水下滑翔机的重心向上调节液舱的方向移动，水飞翼式水下滑翔机产生埋首力矩。其构成部分包括泵站舱、四个调节液舱以及连接在各个舱室之间的管路。整个系统是封闭的，并且各个舱室以及。

6、舱室之间的管路都能够抵抗外界水压，以保证系统内部是一个常压的空间，从而降低了对于泵的工作压力的要求，保障泵的平稳工作。泵站舱中布置了双向工作的齿轮泵，齿轮泵属于定量泵，流量与转速成正比例，可以通过计算转动的角度来计算调节量。泵由直流电机驱动，电机配有码盘，可以反馈出转动的角度，可以通过计算转动的角度来计算调节量。四个液舱呈 “十” 字型布置，通过泵与阀的配合实现压载液在各个调节液舱之间的调度，从而达到调节重心位置的目的。当压载液在前后两个液舱之间调度时，系统的重心沿纵向前后移动，调节水下滑翔机的俯仰角；当压载液在左右两个液舱之间调度时，系统的重心。

7、沿横向左右移动，调节水下滑翔机的横滚角。权利要求书 CN 103895846 A 2 1/4 页 3 一种用于飞翼式水下滑翔机的姿态控制装置及控制方法技术领域 0001 本发明涉及的是一种通过改变重心位置来调节飞翼式水下滑翔机姿态的系统。背景技术 0002 无人潜水器在可广泛用于海底生物资源探查，矿产资源采样，海底地形勘测，沉物打捞，地震地热活动监测，海洋环境监测，海洋工程维护等。 0003 水下滑翔机是无人潜水器的一种，是典型的海洋探测平台。它能够在大范围内运动，其动力由浮力与重力差提供，配合重心在横向和纵向的调整以及翼，完成向前航行以及姿态、航向。

8、角的调整，它具有低成本、低噪声、长航程等优点，可用于测量大范围内海水的盐度、温度、海流，甚至可以记录海洋生物声音，并且可以实现海洋环境数据的在线传输。 0004 第一代滑翔式潜水器包括 Seaglider， Spray， Slocum。第一代滑翔式潜水器的水动力外形主要由艇体、水平翼、尾翼及附体组成，艇体外形主要有平行中体的水滴形与低阻力层流形两种，他们具有较大的仓容以容纳内部耐压舱及相关部件，但其外形也使其具有较大的湿表面积，产生较大的阻力，而几乎不产生升力。使得其滑翔效率受到了限制，最大升阻比只能达到 5 左右。为了提高升阻比，产生了飞翼式水下滑。

9、翔机，“飞翼” 这一概念源自航空工业，是一种机身与机翼融合的布局形式，由于其艇体部分也可以产生较大的升力，使得整体的升阻比得到了较大的改善，进而提高滑翔式潜水器在水中的滑翔效率。 0005 水下滑翔机的运动离不开姿态控制系统，姿态控制系统能够使其在上浮或下潜过程中获得向前的速度分量，而且水下滑翔机的转弯也依靠姿态控制系统。现有的公开文献中，一般通过调节一个重块的位置来实现姿态的调节，对舱内空间要求较高。发明内容 0006 本发明的目的在于提供一种可以方便地实现滑翔机的水下姿态调节的用于飞翼式水下滑翔机的姿态控制装置。本发明的目的还在于提供一种基于用于飞翼式水下滑翔。

10、机的姿态控制装置的控制方法。 0007 本发明的目的是这样实现的： 0008 本发明的用于飞翼式水下滑翔机的姿态控制装置包括泵站舱、四个调节液舱，每个调节液舱的上下开有通孔，四个调节液舱呈 “十” 字形布置，相对的两个调节液舱上端的通孔通过管路相连通，每个调节液舱下端的通孔通过管路与泵站舱相连，每个调节液舱下端与泵站舱相连的管路上均设置电磁阀即包括四个电磁阀。 0009 所述泵站舱包括直流电机和齿轮泵。 0010 基于本发明的用于飞翼式水下滑翔机的姿态控制装置的控制方法为： 0011 初始状态下，四个调节液舱中有一定体积的压载液，其余的体积充满空气，四个电磁阀全。

11、部关闭，飞翼式水下滑翔机处在稳定的平衡状态； 0012 当水飞翼式水下滑翔机需要调节横滚的姿态时，左右两个调节液舱上连接的电磁阀开启，直流电机和齿轮泵工作，左调节液舱中的压载液进入右调节液舱，同时右调节液舱说明书 CN 103895846 A 3 2/4 页 4 中的空气进入左调节液舱，水飞翼式水下滑翔机的重心向右调节液舱的方向移动，水飞翼式水下滑翔机向右倾斜，当直流电机和齿轮泵反向工作时，水飞翼式水下滑翔机的重心向左调节液舱的方向移动，水飞翼式水下滑翔机向左倾斜； 0013 当水下滑翔机需要调节俯仰的姿态时，左右两个调节液舱上连接的电磁阀关闭，上下两个。

12、调节液舱上连接的电磁阀开启，直流电机和齿轮泵工作，上调节液舱中的压载液进入下调节液舱，同时下调节液舱中的空气进入上调节液舱，水飞翼式水下滑翔机的重心向下调节液舱的方向移动，水飞翼式水下滑翔机产生抬首力矩，当直流电机和齿轮泵反向工作时，水飞翼式水下滑翔机的重心向上调节液舱的方向移动，水飞翼式水下滑翔机产生埋首力矩。 0014 其构成部分包括泵站舱、四个调节液舱以及连接在各个舱室之间的管路。整个系统是封闭的，并且各个舱室以及舱室之间的管路都能够抵抗外界水压，以保证系统内部是一个常压的空间，从而降低了对于泵的工作压力的要求，保障泵的平稳工作。泵站舱中布置了双。

13、向工作的齿轮泵，齿轮泵属于定量泵，流量与转速成正比例，可以通过计算转动的角度来计算调节量。泵由直流电机驱动，电机配有码盘，可以反馈出转动的角度，可以通过计算转动的角度来计算调节量。四个液舱呈 “十” 字型布置，通过泵与阀的配合实现压载液在各个调节液舱之间的调度，从而达到调节重心位置的目的。当压载液在前后两个液舱之间调度时，系统的重心沿纵向前后移动，调节水下滑翔机的俯仰角；当压载液在左右两个液舱之间调度时，系统的重心沿横向左右移动，调节水下滑翔机的横滚角。 0015 本发明的采用液体作为重心调节的介质，通过管路将各个部分进行连接，能够使舱室的布置灵活。。

14、同时，由于液体的连续性，使得调节的控制精度高。另外，由于各个舱室之间相对独立，方便维修以及设备的更新升级。附图说明 0016 图 1 是本发明的连接结构示意图； 0017 图 2 是本发明的液压工作原理图； 0018 图 3 是管路的密封结构剖面示意图。具体实施方式 0019 下面结合附图举例对本发明做更详细地描述。 0020 结合图 1，用于飞翼式水下滑翔机的姿态控制系统的组成包括泵站舱 1，四个调节液舱 2、 3、 4、 5，连接在各个舱室之间的管路 21、 31、 41、 51、 32、 54。各个舱室以及管路组成是一个封闭系统，与外界没有物质的沟通。而且。

15、，各个舱室以及舱室之间的管路都能够抵抗外界水压，使系统在深水中能够保持其内部是一个常压的环境，保证舱内设备的正常运行。 0021 泵站舱是整个系统的调度中心，液舱之间进行压载液的交换时都要经过泵站舱。四个调节液舱分成两组，调节液舱2、 3为一组，调节液舱4、 5为另一组。对于舱2、 3的一组， 2 与 3 分别有上下两个开孔，上方的开孔通过管路 32 直接相连，下方的开孔分别通过管路 21 与管路 31 与泵站舱 1 相连，则液舱 2、管路 32、液舱 3、管路 31、泵站舱 1、管路 21 顺次连接成为一个回路。对于液舱 4、 5 的一组，上方的开孔通过。

16、管路 54 直接相连，下方的开孔分别通过管路 41 与管路 51 与泵站舱 1 相连，则液舱 4、管路 54、液舱 5、管路 51、泵站舱 1、管说明书 CN 103895846 A 4 3/4 页 5 路 41 顺次连接成为一个回路。 0022 每一组的两个调节液舱在平衡状态时其一半容积充有压载液，其余部分充满空气。由于密度不同，压载液在底部，空气在顶部，进行调节时，压载液从连接在液舱低部的管路 21、 31、 41、 51 流动，空气从连接在液舱顶部的管路 32、 54 流动。当调节液舱 2、 3 之间进行压载液的交换时，系统的重心沿前后方向移动。

17、，调节飞翼式水下滑翔机的纵倾角。当调节液舱 4、 5 之间进行压载液的交换时，系统的重心沿横向左右移动，调节飞翼式滑翔机的横滚角。两组调节液舱之间不能进行压载液的交叉流动。 0023 结合图 2 介绍液压系统的组成部件以及液压系统的工作流程。 0024 整个液压系统可以拆分为两个回路，他们共用一套泵及电机。系统中有四个电磁阀 12、 13、 14、 15，分别控制液舱 2、 3、 4、 5 与泵站舱 1 之间的管路。 0025 通过控制电磁阀，系统可以达到以下三个工作状态。 0026 1. 当电磁阀 12、 13、 14、 15 全部处在关闭位置时，系统中没有流动，处在。

18、稳定的状态。 0027 2. 当电磁阀 12、 13 开启， 14、 15 关闭时，液舱 2、电磁阀 12、齿轮泵 10、电磁阀 13、液舱 3 组成一个回路，在泵的工作下，压载液可以在液舱 2 与 3 之间进行交换。当压载液从液舱 2 被吸入到 3 时，液舱 2 的液面下降，液面上方的气压降低，液舱 3 的液面上升，液面上方的气压提高，因此在压差的作用下，空气通过管路 32 从液舱 3 进入液舱 2，补偿压差。此时，系统的重心沿纵向后移，使水下滑翔机产生抬首力矩。反之，当压载液从液舱 3 被吸入到液舱 2 时，液舱 3 中的气压降低，液舱 2 。

19、中的气压提高，空气通过管路 32 从液舱 2 进入液舱 3。此时，系统的重心沿纵向前移，使水下滑翔机产生埋首力矩。 0028 3. 当电磁阀 12、 13 关闭， 14、 15 开启时，液舱 4、电磁阀 14、齿轮泵 10、电磁阀 15、液舱 5 组成一个回路，在泵的工作下，压载液在液舱 4 与 5 之间进行交换。工作过程同上。当压载液从液舱 4 进入液舱 5 时，系统的重心向右横移，水下滑翔机向右舷倾斜；当压载液从液舱 5 进入液舱 4 时，系统的重心向左横移，水下滑翔机向左舷倾斜。 0029 除以上三个状态之外，系统没有其他的工作状态。 0030 本。

20、系统中，使用直流电机 11 驱动齿轮泵 10。直流电机采用模拟信号控制，转速与输入电压对应。为了提高系统的可靠性，加入码盘对电机的转速以及转过的角度进行反馈。 0031 结合图 3，以液舱 2 以及管路 32 为例，介绍管路通过舱壁处的密封方法。系统中的各个舱室两端都采用了半球形的外形，表面有一定的曲率。为了在管路通过的位置方便密封，在局部加工一个平面。管路通过水密外壳上的一处开口于外界相通，通过 “O” 型圈进行密封。密封处结构主要由管路 32、液舱 2 的外壳、密封法兰 6、端面密封 “O” 型圈 8、径向密封 “O” 型圈 7 组成。图示中下方为液舱内。

21、部，上方为液舱外。液舱内外的隔离主要依靠 “O” 型圈的的作用，法兰的功能是压紧 “O” 型圈。 0032 本发明的工作过程如下： 0033 初始状态下，液舱 2、 3 与液舱 4、 5 中有一定体积的压载液，其余的体积充满空气，阀 12、 13、 14、 15 关闭，使系统处在稳定的平衡状态。 0034 当水下滑翔机需要调节横滚的姿态时，电磁阀14、 15开启，使液舱4、管路41、电磁阀 14、齿轮泵 10、电磁阀 15、管路 51、液舱 5、管路 54 顺次连接为一个完整的回路。通过泵的工作，液舱 4 中的压载液通过管路 41、电磁阀 14、管路。

22、51、电磁阀 15 进入液舱 5，与此同说明书 CN 103895846 A 5 4/4 页 6 时液舱 5 中的空气通过管路 54 进入液舱 4. 由于压载液的密度远大于空气的密度，则系统的重心向液舱 5 的方向移动，水下滑翔机向右倾斜。当泵反向工作时，情况相反，系统的重心向液舱 4 的方向移动，水下滑翔机向左倾斜。 0035 当水下滑翔机需要调节俯仰的姿态时，电磁阀 14、 15 关闭，电磁阀 12、 13 开启，使液舱 2、管路 21、电磁阀 12、齿轮泵 10、电磁阀 13、管路 31、液舱 3、管路 32 顺次连接为一个完整的回路。其工作过程与横滚调节时类似，当压载液从液舱 2 进入液舱 3 时，系统的重心向液舱3移动，水下滑翔机产生抬首力矩；当压载液从液舱3进入2时，，系统的重心向液舱 2 移动，水下滑翔机产生埋首力矩。说明书 CN 103895846 A 6 1/2 页 7 图 1 图 2 说明书附图 CN 103895846 A 7 2/2 页 8 图 3 说明书附图 CN 103895846 A 8 。

摘要
申请专利号：	CN201410083129.3	申请日：	2014.03.08
公开号：	CN103895846A	公开日：	2014.07.02
当前法律状态：	授权	有效性：	有权
法律详情：	授权\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):B63G 8/14申请日:20140308\|\|\|公开
IPC分类号：	B63G8/14; B63C11/52	主分类号：	B63G8/14
申请人：	哈尔滨工程大学
发明人：	李晔; 王奥博; 陈云赛; 王骁冰; 王子豪; 姜言清; 李一鸣; 陈鹏云; 王磊峰
地址：	150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区南通大街145号哈尔滨工程大学科技处知识产权办公室
优先权：
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内容摘要

本发明提供的是一种用于飞翼式水下滑翔机的姿态控制装置及控制方法。包括泵站舱、四个调节液舱，每个调节液舱的上下开有通孔，四个调节液舱呈“十”字形布置，相对的两个调节液舱上端的通孔通过管路相连通，每个调节液舱下端的通孔通过管路与泵站舱相连，每个调节液舱下端与泵站舱相连的管路上均设置电磁阀即包括四个电磁阀。本发明的采用液体作为重心调节的介质，通过管路将各个部分进行连接，能够使舱室的布置灵活。同时，由于液体的连续性，使得调节的控制精度高。另外，由于各个舱室之间相对独立，方便维修以及设备的更新升级。

权利要求书

权利要求书
1.  一种用于飞翼式水下滑翔机的姿态控制装置，其特征是：包括泵站舱、四个调节液舱，每个调节液舱的上下开有通孔，四个调节液舱呈“十”字形布置，相对的两个调节液舱上端的通孔通过管路相连通，每个调节液舱下端的通孔通过管路与泵站舱相连，每个调节液舱下端与泵站舱相连的管路上均设置电磁阀即包括四个电磁阀。

2.  根据权利要求1所述的用于飞翼式水下滑翔机的姿态控制装置，其特征是：所述泵站舱包括直流电机和齿轮泵。

3.  一种基于权利要求2所述的用于飞翼式水下滑翔机的姿态控制装置的控制方法，其特征是：
初始状态下，四个调节液舱中有一定体积的压载液，其余的体积充满空气，四个电磁阀全部关闭，飞翼式水下滑翔机处在稳定的平衡状态；
当水飞翼式水下滑翔机需要调节横滚的姿态时，左右两个调节液舱上连接的电磁阀开启，直流电机和齿轮泵工作，左调节液舱中的压载液进入右调节液舱，同时右调节液舱中的空气进入左调节液舱，水飞翼式水下滑翔机的重心向右调节液舱的方向移动，水飞翼式水下滑翔机向右倾斜，当直流电机和齿轮泵反向工作时，水飞翼式水下滑翔机的重心向左调节液舱的方向移动，水飞翼式水下滑翔机向左倾斜；
当水下滑翔机需要调节俯仰的姿态时，左右两个调节液舱上连接的电磁阀关闭，上下两个调节液舱上连接的电磁阀开启，直流电机和齿轮泵工作，上调节液舱中的压载液进入下调节液舱，同时下调节液舱中的空气进入上调节液舱，水飞翼式水下滑翔机的重心向下调节液舱的方向移动，水飞翼式水下滑翔机产生抬首力矩，当直流电机和齿轮泵反向工作时，水飞翼式水下滑翔机的重心向上调节液舱的方向移动，水飞翼式水下滑翔机产生埋首力矩。
其构成部分包括泵站舱、四个调节液舱以及连接在各个舱室之间的管路。整个系统是封闭的，并且各个舱室以及舱室之间的管路都能够抵抗外界水压，以保证系统内部是一个常压的空间，从而降低了对于泵的工作压力的要求，保障泵的平稳工作。泵站舱中布置了双向工作的齿轮泵，齿轮泵属于定量泵，流量与转速成正比例，可以通过计算转动的角度来计算调节量。泵由直流电机驱动，电机配有码盘，可以反馈出转动的角度，可以通过计算转动的角度来计算调节量。四个液舱呈“十”字型布置，通过泵与阀的配合实现压载液在各个调节液舱之间的调度，从而达到调节重心位置的目的。当压载液在前后两个液舱之间调度时，系统的重心沿纵向前后移动，调节水下滑翔机的俯仰角；当压载液在左右两个液舱之间调度时，系统的重心沿横向左右移动，调节水下滑翔机的横滚角。

说明书

说明书一种用于飞翼式水下滑翔机的姿态控制装置及控制方法
技术领域
本发明涉及的是一种通过改变重心位置来调节飞翼式水下滑翔机姿态的系统。
背景技术
无人潜水器在可广泛用于海底生物资源探查，矿产资源采样，海底地形勘测，沉物打捞，地震地热活动监测，海洋环境监测，海洋工程维护等。
水下滑翔机是无人潜水器的一种，是典型的海洋探测平台。它能够在大范围内运动，其动力由浮力与重力差提供，配合重心在横向和纵向的调整以及翼，完成向前航行以及姿态、航向角的调整，它具有低成本、低噪声、长航程等优点，可用于测量大范围内海水的盐度、温度、海流，甚至可以记录海洋生物声音，并且可以实现海洋环境数据的在线传输。
第一代滑翔式潜水器包括Seaglider，Spray，Slocum。第一代滑翔式潜水器的水动力外形主要由艇体、水平翼、尾翼及附体组成，艇体外形主要有平行中体的水滴形与低阻力层流形两种，他们具有较大的仓容以容纳内部耐压舱及相关部件，但其外形也使其具有较大的湿表面积，产生较大的阻力，而几乎不产生升力。使得其滑翔效率受到了限制，最大升阻比只能达到5左右。为了提高升阻比，产生了飞翼式水下滑翔机，“飞翼”这一概念源自航空工业，是一种机身与机翼融合的布局形式，由于其艇体部分也可以产生较大的升力，使得整体的升阻比得到了较大的改善，进而提高滑翔式潜水器在水中的滑翔效率。
水下滑翔机的运动离不开姿态控制系统，姿态控制系统能够使其在上浮或下潜过程中获得向前的速度分量，而且水下滑翔机的转弯也依靠姿态控制系统。现有的公开文献中，一般通过调节一个重块的位置来实现姿态的调节，对舱内空间要求较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以方便地实现滑翔机的水下姿态调节的用于飞翼式水下滑翔机的姿态控制装置。本发明的目的还在于提供一种基于用于飞翼式水下滑翔机的姿态控制装置的控制方法。
本发明的目的是这样实现的：
本发明的用于飞翼式水下滑翔机的姿态控制装置包括泵站舱、四个调节液舱，每个调节液舱的上下开有通孔，四个调节液舱呈“十”字形布置，相对的两个调节液舱上端的通孔通过管路相连通，每个调节液舱下端的通孔通过管路与泵站舱相连，每个调节液舱下端与泵站舱相连的管路上均设置电磁阀即包括四个电磁阀。
所述泵站舱包括直流电机和齿轮泵。
基于本发明的用于飞翼式水下滑翔机的姿态控制装置的控制方法为：
初始状态下，四个调节液舱中有一定体积的压载液，其余的体积充满空气，四个电磁阀全部关闭，飞翼式水下滑翔机处在稳定的平衡状态；
当水飞翼式水下滑翔机需要调节横滚的姿态时，左右两个调节液舱上连接的电磁阀开启，直流电机和齿轮泵工作，左调节液舱中的压载液进入右调节液舱，同时右调节液舱中的空气进入左调节液舱，水飞翼式水下滑翔机的重心向右调节液舱的方向移动，水飞翼式水下滑翔机向右倾斜，当直流电机和齿轮泵反向工作时，水飞翼式水下滑翔机的重心向左调节液舱的方向移动，水飞翼式水下滑翔机向左倾斜；
当水下滑翔机需要调节俯仰的姿态时，左右两个调节液舱上连接的电磁阀关闭，上下两个调节液舱上连接的电磁阀开启，直流电机和齿轮泵工作，上调节液舱中的压载液进入下调节液舱，同时下调节液舱中的空气进入上调节液舱，水飞翼式水下滑翔机的重心向下调节液舱的方向移动，水飞翼式水下滑翔机产生抬首力矩，当直流电机和齿轮泵反向工作时，水飞翼式水下滑翔机的重心向上调节液舱的方向移动，水飞翼式水下滑翔机产生埋首力矩。
其构成部分包括泵站舱、四个调节液舱以及连接在各个舱室之间的管路。整个系统是封闭的，并且各个舱室以及舱室之间的管路都能够抵抗外界水压，以保证系统内部是一个常压的空间，从而降低了对于泵的工作压力的要求，保障泵的平稳工作。泵站舱中布置了双向工作的齿轮泵，齿轮泵属于定量泵，流量与转速成正比例，可以通过计算转动的角度来计算调节量。泵由直流电机驱动，电机配有码盘，可以反馈出转动的角度，可以通过计算转动的角度来计算调节量。四个液舱呈“十”字型布置，通过泵与阀的配合实现压载液在各个调节液舱之间的调度，从而达到调节重心位置的目的。当压载液在前后两个液舱之间调度时，系统的重心沿纵向前后移动，调节水下滑翔机的俯仰角；当压载液在左右两个液舱之间调度时，系统的重心沿横向左右移动，调节水下滑翔机的横滚角。
本发明的采用液体作为重心调节的介质，通过管路将各个部分进行连接，能够使舱室的布置灵活。同时，由于液体的连续性，使得调节的控制精度高。另外，由于各个舱室之间相对独立，方便维修以及设备的更新升级。
附图说明
图1是本发明的连接结构示意图；
图2是本发明的液压工作原理图；
图3是管路的密封结构剖面示意图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述。
结合图1，用于飞翼式水下滑翔机的姿态控制系统的组成包括泵站舱1，四个调节液舱2、3、4、5，连接在各个舱室之间的管路21、31、41、51、32、54。各个舱室以及管路组成是一个封闭系统，与外界没有物质的沟通。而且，各个舱室以及舱室之间的管路都能够抵抗外界水压，使系统在深水中能够保持其内部是一个常压的环境，保证舱内设备的正常运行。
泵站舱是整个系统的调度中心，液舱之间进行压载液的交换时都要经过泵站舱。四个调节液舱分成两组，调节液舱2、3为一组，调节液舱4、5为另一组。对于舱2、3的一组，2与3分别有上下两个开孔，上方的开孔通过管路32直接相连，下方的开孔分别通过管路21与管路31与泵站舱1相连，则液舱2、管路32、液舱3、管路31、泵站舱1、管路21顺次连接成为一个回路。对于液舱4、5的一组，上方的开孔通过管路54直接相连，下方的开孔分别通过管路41与管路51与泵站舱1相连，则液舱4、管路54、液舱5、管路51、泵站舱1、管路41顺次连接成为一个回路。
每一组的两个调节液舱在平衡状态时其一半容积充有压载液，其余部分充满空气。由于密度不同，压载液在底部，空气在顶部，进行调节时，压载液从连接在液舱低部的管路21、31、41、51流动，空气从连接在液舱顶部的管路32、54流动。当调节液舱2、3之间进行压载液的交换时，系统的重心沿前后方向移动，调节飞翼式水下滑翔机的纵倾角。当调节液舱4、5之间进行压载液的交换时，系统的重心沿横向左右移动，调节飞翼式滑翔机的横滚角。两组调节液舱之间不能进行压载液的交叉流动。
结合图2介绍液压系统的组成部件以及液压系统的工作流程。
整个液压系统可以拆分为两个回路，他们共用一套泵及电机。系统中有四个电磁阀12、13、14、15，分别控制液舱2、3、4、5与泵站舱1之间的管路。
通过控制电磁阀，系统可以达到以下三个工作状态。
1.当电磁阀12、13、14、15全部处在关闭位置时，系统中没有流动，处在稳定的状态。
2.当电磁阀12、13开启，14、15关闭时，液舱2、电磁阀12、齿轮泵10、电磁阀13、液舱3组成一个回路，在泵的工作下，压载液可以在液舱2与3之间进行交换。当压载液从液舱2被吸入到3时，液舱2的液面下降，液面上方的气压降低，液舱3的液面上升，液面上方的气压提高，因此在压差的作用下，空气通过管路32从液舱3进入液舱2，补偿压差。此时，系统的重心沿纵向后移，使水下滑翔机产生抬首力矩。反之，当压载液从液舱3被吸入到液舱2时，液舱3中的气压降低，液舱2中的气压提高，空气通过管路32从液舱2进入液舱3。此时，系统的重心沿纵向前移，使水下滑翔机产生埋首力矩。
3.当电磁阀12、13关闭，14、15开启时，液舱4、电磁阀14、齿轮泵10、电磁阀15、液舱5组成一个回路，在泵的工作下，压载液在液舱4与5之间进行交换。工作过程同上。当压载液从液舱4进入液舱5时，系统的重心向右横移，水下滑翔机向右舷倾斜；当压载液从液舱5进入液舱4时，系统的重心向左横移，水下滑翔机向左舷倾斜。
除以上三个状态之外，系统没有其他的工作状态。
本系统中，使用直流电机11驱动齿轮泵10。直流电机采用模拟信号控制，转速与输入电压对应。为了提高系统的可靠性，加入码盘对电机的转速以及转过的角度进行反馈。
结合图3，以液舱2以及管路32为例，介绍管路通过舱壁处的密封方法。系统中的各个舱室两端都采用了半球形的外形，表面有一定的曲率。为了在管路通过的位置方便密封，在局部加工一个平面。管路通过水密外壳上的一处开口于外界相通，通过“O”型圈进行密封。密封处结构主要由管路32、液舱2的外壳、密封法兰6、端面密封“O”型圈8、径向密封“O”型圈7组成。图示中下方为液舱内部，上方为液舱外。液舱内外的隔离主要依靠“O”型圈的的作用，法兰的功能是压紧“O”型圈。
本发明的工作过程如下：
初始状态下，液舱2、3与液舱4、5中有一定体积的压载液，其余的体积充满空气，阀12、13、14、15关闭，使系统处在稳定的平衡状态。
当水下滑翔机需要调节横滚的姿态时，电磁阀14、15开启，使液舱4、管路41、电磁阀14、齿轮泵10、电磁阀15、管路51、液舱5、管路54顺次连接为一个完整的回路。通过泵的工作，液舱4中的压载液通过管路41、电磁阀14、管路51、电磁阀15进入液舱5，与此同时液舱5中的空气通过管路54进入液舱4.由于压载液的密度远大于空气的密度，则系统的重心向液舱5的方向移动，水下滑翔机向右倾斜。当泵反向工作时，情况相反，系统的重心向液舱4的方向移动，水下滑翔机向左倾斜。
当水下滑翔机需要调节俯仰的姿态时，电磁阀14、15关闭，电磁阀12、13开启，使液舱2、管路21、电磁阀12、齿轮泵10、电磁阀13、管路31、液舱3、管路32顺次连接为一个完整的回路。其工作过程与横滚调节时类似，当压载液从液舱2进入液舱3时，系统的重心向液舱3移动，水下滑翔机产生抬首力矩；当压载液从液舱3进入2时，，系统的重心向液舱2移动，水下滑翔机产生埋首力矩。