[发明专利]一种基于滑翔翼的低功耗自升沉式潜标及其工作方法

说明书

本发明公开一种基于滑翔翼的低功耗自升沉式潜标，属于水下定点观测平台领域。该潜标包括潜标本体，在潜标本体的上方设置无动力滑翔翼；无动力滑翔翼包括三角翼，三角翼的轴线与潜标本体的轴线平行，三角翼的尖端处于潜标本体的艏部正上方，在三角翼的尾部中心刚性固定有尾翼；在潜标本体的内部设置有电池组和用于带动电池组沿潜标本体轴线方向来回移动的驱动机构；在潜标本体的艏部设置有水深控制模块，水深控制模块包括内油囊、外油囊、油路和液压泵。本发明通过在潜标本体上方加装大面积三角形滑翔翼，再配合可移动的电池组和水深控制模块进行潜标本体俯仰姿态调整，使流体对滑翔翼产生升沉力，加速潜标的上浮下潜过程，降低了总体功耗。

技术领域

本发明涉及水下定点观测平台领域，具体地说是涉及一种基于滑翔翼的低功耗自升沉式潜标，以及该潜标的工作方法。

背景技术

潜标是一种系泊在海面以下定点观测海洋环境要素的系统，可长期、连续、自动的向后端传输采集到的信息，是离岸监测的重要手段。应用时，潜标通过锚系布放在特定海域，写入指令后，下潜至一定的水深待机，定时上浮至海面，传输采集到的水文要素，之后再下潜到既定水深待机。潜标的上浮下潜周期，可以根据实际需要设定。由于潜标上浮下潜频繁，功耗高，且无法采用太阳能或风力发电装置进行供电，因此，如何降低其上浮下潜过程的功耗，提高续航能力，尤为重要。

发明内容

基于上述技术问题，本发明提出一种基于滑翔翼的低功耗自升沉式潜标，以及该自升沉式潜标的工作方法。

本发明所采用的技术解决方案是：

一种基于滑翔翼的低功耗自升沉式潜标，包括潜标本体，在潜标本体的外部上方设置有无动力滑翔翼；无动力滑翔翼包括三角翼，三角翼的轴线与潜标本体的轴线平行，三角翼的尖端处于潜标本体的艏部正上方，从正上方往下看，三角翼的翼面将潜标本体覆盖；三角翼的尾部超出潜标本体的艉部，在三角翼的尾部中心刚性固定有尾翼；

在潜标本体的内部中段设置有电力模块，所述电力模块包括电池组和用于带动电池组沿潜标本体轴线方向来回移动的驱动机构；

在潜标本体的艏部设置有水深控制模块，所述水深控制模块包括内油囊、外油囊、油路和液压泵，内油囊和外油囊通过油路连通，液压泵用于控制外油囊充油或排油，外油囊设置在潜标本体的密封舱外部，内油囊、油路和液压泵设置在潜标本体的密封舱内部；

在潜标本体的艉段设置有中央控制模块和用于采集海洋数据信息及自身状态信息的数据采集模块，数据采集模块与中央控制模块连接，中央控制模块分别与电力模块和水深控制模块相连接，中央控制模块还连接有通信模块。

优选的，所述三角翼包括两个翼面，两个翼面固定在刚性框架上，且呈对称分布；

所述刚性框架包括中心支撑杆，在中心支撑杆的两侧设置有边缘支撑杆，边缘支撑杆和中心支撑杆在同一端头处相交，每个翼面对应固定在中心支撑杆和其中一个边缘支撑杆之间；

在潜标本体的外侧套设有抱箍，在中心支撑杆的对应位置设置有连接片，连接片与抱箍的端头处通过螺栓连接。

优选的，在三角翼的尖端处设置有端头，所述中心支撑杆和边缘支撑杆的端部均与端头相连接，在中心支撑杆和边缘支撑杆之间还设置有加强杆。

优选的，所述驱动机构包括电机和滚珠丝杠，电机与滚珠丝杠传动连接，电池组安装在滚珠丝杠上，在电池组上还穿过有若干个与滚珠丝杠相平行的支撑轴。

优选的，所述电池组的重心处于滚珠丝杠的下方。

优选的，所述油路设置在阀块上；所述液压泵为双向泵，正转时，外油囊排油，反转时，外油囊充油；所述潜标本体的密封舱两端设置有流线型保护罩，在流线型保护罩上设置有过流孔，所述外油囊设置在潜标本体艏部的流线型保护罩内。