具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1-图7所示，本实施例的载人潜水器无动力纵倾辅助抑制装置及操作方法，包括潜水器框架7，潜水器框架7上固定安装有装置支架1，装置支架1上表面中部位置安装有滑块随动机构4，滑块随动机构4的两端分别安装有艉部传动机构3与艏部传动机构6，艉部传动机构3的上方配合安装有艉部浮力变化机构2，艏部传动机构6的上方配合安装有艏部浮力变化机构5。

滑块随动机构4的结构为：包括位于装置支架1两侧的导向支架408，导向支架408的下方内侧安装有导向轮410，导向轮410与装置支架1的外侧面抵接，两个导向支架408上方之间安装有滑块404，滑块404的底面设置有凹槽，凹槽内安装有多个滑动轮409，滑动轮409与装置支架1的上表面抵接，滑块404的两端分别固定有一号推杆402和二号推杆407，装置支架1的上表面还对称设置有一号基座401和二号基座405，一号基座401和二号基座405上均开有导向孔，一号推杆402穿过一号基座401的导向孔，二号推杆407穿过二号基座405的导向孔，滑块404与一号基座401之间设有一号弹簧403，一号弹簧403套装在一号推杆402上，滑块404与二号基座405之间设有二号弹簧406，二号弹簧406套装在二号推杆407上。

一号推杆402和二号推杆407呈长条形结构，并在一号推杆402和二号推杆407的头部设置有台阶，台阶面上设置有纵向齿条301。

艉部传动机构3与艏部传动机构6的结构相同。

艉部传动机构3的结构为：包括固定在装置支架1上表面的一对齿轮支架303，两个齿轮支架303之间通过滚子轴承304安装转轴，转轴上同时安装有小齿轮305和大齿轮306，

滑块随动机构4的端部设置有纵向齿条301，艉部浮力变化机构2的底部设置有垂向齿条302，小齿轮305与纵向齿条301啮合，大齿轮306与垂向齿条302啮合。

艉部浮力变化机构2和艏部浮力变化机构5的结构相同。

艉部浮力变化机构2的结构为：包括油舱203，油舱203外表面两侧分别通过油舱支架204与潜水器框架7固定连接，油舱203内嵌有推板207，推板207底面中部位置安装有油囊推杆205，油囊推杆205伸出油舱203底部，

油舱203的顶面中间位置通过转接头202安装油囊201，位于推板207上方的油舱203和油囊201内同时填充有密封介质206，通过推板207的上下移动控制密封介质206进出油囊201随动改变浮力变化机构的浮力大小。

装置支架1用槽钢制造，装置支架1呈“L”型结构。

本实施例的载人潜水器无动力纵倾辅助抑制装置的操作方法，包括如下步骤：

载人潜水器向艏部发生倾斜，滑块404沿潜水器纵向产生重力的分力，在重力分力的作用下，滑块404带动一号推杆402和二号推杆407沿一号基座401与二号基座405上的导向孔构成的滑动通道向潜水器艏部滑动，在滑动的过程中，一号弹簧403被压缩，二号弹簧406被拉伸，直至一号弹簧403与二号弹簧406对滑块404的合力与滑块404沿潜水器纵向产生的重力分力平衡，滑块404停止滑动；

在滑块404滑动的过程中，一号推杆402带动纵向齿条301向潜水器艏部移动，纵向齿条301与小齿轮305发生啮合传动，大齿轮306与小齿轮305同时转动，通过大齿轮306与垂向齿条302的啮合传动，带动垂向齿条302向下移动，垂向齿条302的动作通过油囊推杆205带动推板207向下运动，油囊201内的密封介质206随推板207向油舱203内转移，油囊201体积减小，艉部浮力变化机构2浮力减小；

同时，相同的传动原理，与二号推杆407带动艏部传动机构6和艏部浮力变化机构5做相对的运动，艏部浮力变化机构5的浮力增加；由于艉部浮力变化机构2的浮力减小，艏部浮力变化机构5的浮力增大，且减小量和增加量相等，进而产生一个与潜水器纵倾运动趋势相反的力偶，该力偶与潜水器自身产生的回复力矩共同作用，抑制潜水器进一步纵倾，并使得潜水器逐渐恢复至初始状态。

本发明的具体结构和功能如下：

主要包括：装置支架1、艉部浮力变化机构2、艉部传动机构3、滑块随动机构4、艏部浮力变化机构5和艏部传动机构6，

其中，艉部传动机构3与艏部传动机构6结构相同，关于滑块随动机构4的中横剖面对称布置；

艉部浮力变化机构2与艏部浮力变化机构5结构相同，关于滑块随动机构4的中横剖面对称布置，艉部浮力变化机构2布置在艉部传动机构3的上方，艏部浮力变化机构5布置在艏部传动机构6的上方，装置整体沿纵向布置在载人潜水器框架7上，通过装置支架1与载人潜水器框架7固定连接。

滑块随动机构4的结构为：

包括一号基座401、一号推杆402、一号弹簧403、滑块404、二号基座405、二号弹簧406、二号推杆407、导向支架408、滑动轮409和导向轮410。

滑块随动机构4关于装置中横剖面对称布置，一号推杆402和二号推杆407分别与滑块404的两端端面固定连接，三者轴线在同一条直线上；一号基座401和二号基座405固定在装置支架1的上表面上，基座上设有导向孔，一号推杆402穿过一号基座401上的导向孔，二号推杆407穿过二号基座405上的导向孔，两个导向孔之间构成滑动通道，一号推杆402、滑块404和二号推杆407构成的整体可在通道内自由滑动；滑块404与一号基座401之间设有一号弹簧403，一号弹簧403套装在一号推杆402上，滑块404与二号基座405之间设有二号弹簧406，二号弹簧406套装在二号推杆407上，一号弹簧403与二号弹簧406完全相同，当滑块404滑动时，一个弹簧被压缩，另一个弹簧被拉伸，通过弹簧的作用，使滑块404随潜水器纵倾而滑动有限距离，纵倾角越大，滑动距离越远，当纵倾消失，滑块404恢复初始位置；滑块404底部与装置支架1上表面之间设置滑动轮409，滑动轮409沿装置支架1上表面滚动，同一号基座401和二号基座405协同作用，限制滑块404周向移动和纵向滚动；滑块404横向两侧分别设置导向支架408，导向支架408一端与滑块404侧向固定连接，另一端设置导向轮410，导向轮410沿装置支架1侧表面滚动，限制滑块404横向滚动。

艉部传动机构3与艏部传动机构6相同，以艉部传动机构3为例进行说明。艉部传动机构3的结构为：包括纵向齿条301、垂向齿条302、齿轮支架303、滚子轴承304、小齿轮305和大齿轮306。其中，纵向齿条301安装固定在一号推杆402的一端，垂向齿条302安装固定在油囊推杆205的一端，齿轮支架303固定在装置支架1的上表面，滚子轴承304嵌套在齿轮支架303上，小齿轮305和大齿轮306同轴并固连为一体，纵向齿条301与小齿轮305啮合，垂向齿条302与大齿轮306啮合，通过小齿轮305和大齿轮306的直径比使得滑块404滑动较小的距离，通过啮合传动带动推板207移动较大的距离，进而产生较大体积的密封介质206进出油囊201。由于艉部传动机构3与艏部传动机构6关于装置中纵剖面对称布置，因此，在纵向齿条301的传动过程中，艉部传动机构3与艏部传动机构6中的垂向齿条302的移动方向相反，进而使得艉部浮力变化机构2和艏部浮力变化机构5的浮力变化相反。

艉部浮力变化机构2和艏部浮力变化机构5相同，以艉部浮力变化机构2为例进行说明。艉部浮力变化机构2的结构为：包括油囊201、转接头202、油舱203、油舱支架204、油囊推杆205、密封介质206和推板207。其中，油舱203通过油舱支架204与潜水器载体框架固定连接；油囊201与油舱203通过转接头202互相连通且填充密封介质206；推板207内嵌在油舱203内部，油囊推杆205的末端与推板207的下表面连接，通过推板207的上下移动控制密封介质206进出油囊201随动改变浮力变化机构的浮力大小。

通过传动机构将滑块随动机构4和浮力变化机构连接为一个整体，艉部浮力变化机构2和艏部浮力变化机构5中填充相同体积的密封介质206，密封介质206可充满整个油舱203，初始状态时，艉部浮力变化机构2和艏部浮力变化机构5中的密封介质206一半在油舱203内部，另一半在油囊201内部，油舱203中的推板207均处于油舱203的一半位置，装置整体处于动态平衡状态。滑块404的重量远小于潜水器的重量，且控制滑块404在较小的范围内滑动，滑块404的移动对潜水器重心和浮心的影响可忽略不计。

本发明运行过程为：

(一)载人潜水器受海流干扰产生艏倾(艏部下沉，艉部上翘)：

在载人潜水器向艏部倾斜的过程中，滑块404沿潜水器纵向产生重力的分力，在重力分力的作用下，滑块404带动一号推杆402和二号推杆407沿一号基座401与二号基座405上的导向孔构成的滑动通道向潜水器艏部滑动，在滑动的过程中，一号弹簧403被压缩，二号弹簧406被拉伸，直至一号弹簧403与二号弹簧406对滑块404的合力与滑块404沿潜水器纵向产生的重力分力平衡，滑块404停止滑动。

在滑块404滑动的过程中，一号推杆402带动纵向齿条301向潜水器艏部移动，纵向齿条301与小齿轮305啮合传动，大齿轮306与小齿轮305同时转动，通过大齿轮306与垂向齿条302的啮合传动，带动垂向齿条302向下移动，垂向齿条302通过油囊推杆205带动推板207向下运动，油囊201内的密封介质206随推板207向油舱203内转移，油囊201体积减小，艉部浮力变化机构2浮力减小，减小量为ρ·ΔV(ρ为海水密度，ΔV为油囊体积的减小量)。

同时，相同的传动原理，二号推杆407带动艏部传动机构6中的纵向齿条向潜水器艏部移动，此时，艏部浮力变化机构5中的垂向齿条向上移动，通过油囊推杆带动推板向上移动，进而推动密封介质进入油囊，油囊体积增大，艏部浮力变化机构5浮力增加，增加量为ρ·ΔV(ρ为海水密度，ΔV为油囊体积的减小量)。艉部浮力变化机构2和艏部浮力变化机构5中的油囊的纵向距离为L2，由于艉部浮力变化机构2的浮力减小，艏部浮力变化机构5的浮力增大，且减小量和增加量相等，进而产生一个与潜水器纵倾运动趋势相反的力偶，大小为ρ·ΔV·L₂，该力偶与潜水器自身产生的回复力矩共同作用，抑制潜水器进一步纵倾，并使得潜水器逐渐恢复至初始状态。

在潜水器恢复至初始状态的过程中，滑块404沿潜水器纵向的重力分力逐渐减小，在一号弹簧403与二号弹簧406的共同作用下，滑块404向初始位置滑动，进而带动一号推杆402和二号推杆407沿一号基座401与二号基座405上的导向孔构成的滑动通道向潜水器艉部滑动，通过艉部传动机构3，垂向齿条302通过油囊推杆205带动推板207向上移动，油囊201内的密封介质206随推板207逐渐向油囊201内转移，油囊201体积逐渐增大，艉部浮力变化机构2浮力逐渐增加，同时，艏部浮力变化机构5的浮力逐渐减小，产生的力偶大小逐渐变小，当潜水器恢复至水平状态时，滑块404滑动至初始位置，艉部浮力变化机构2和艏部浮力变化机构5中的推板回至初始位置，艉部浮力变化机构2和艏部浮力变化机构5中的油囊恢复至初始体积，浮力差消失，力偶消失，潜水器稳定在初始状态，纵倾消除，实现了辅助潜水器抑制纵倾的目的。

(二)载人潜水器受海流干扰产生艏倾(艏部上翘，艉部下沉)。

在载人潜水器向艉部倾斜的过程中，装置的运动与载人潜水器向艏部倾斜时相反，不再赘述。

本发明无需动力源，无外界动力介入的情况下为潜水器提供额外的回复力矩，辅助潜水器由纵倾状态恢复至初始状态，大大提高了潜水器的工作可靠性。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。