[发明专利]水下滑翔机浮力驱动系统、浮力调节方法及发电方法

说明书

本发明涉及一种水下滑翔机浮力驱动系统，属于水下滑翔机技术领域，其安装于外壳，外壳内部设有容置腔；该浮力驱动系统包括外皮囊、第一管路、泵马达、电动发电机、蓄能器、第一换向阀和控制系统，外皮囊设置于外壳外侧；第一管路设置于容置腔中，第一管路的一端设有第一进液口，第一管路的另一端设有第一出液口，第一进液口与外皮囊连通；泵马达设置于第一管路中；电动发电机与泵马达连接；蓄能器通过第二管路与第一管路连接；第一换向阀设置于第一进液口与泵马达之间，且设置于第二管路与第一管路连通处；控制系统与第一换向阀连接；本发明提供的水下滑翔机浮力驱动系统能够储存、回收利用海水压力能，并利用海水压力差进行发电。

技术领域

本发明属于水下滑翔机技术领域，尤其涉及一种水下滑翔机浮力驱动系统、浮力调节方法及发电方法。

背景技术

水下滑翔机是一种常用的海洋观测设备，目前水下滑翔机多采用浮力驱动的方式，虽然浮力驱动的方式可以提升水下滑翔机的续航能力，但是浮力驱动系统自身的能耗较高，是整个水下滑翔机能耗最大的一部分。

水下滑翔机所受浮力随着下潜深度的增加而变大，这导致水下滑翔机在水下运动过程中的净浮力实际是在不断变化的，浮力的增大对下潜速度和下潜深度具有不利影响，因此，人们通常会在浮力驱动系统中加装蓄能器，以补偿净浮力的损失。在海水压力大于蓄能器预充压力时，外皮囊中的工作介质会在海水压力的作用下流入蓄能器中，以减小外皮囊体积，从而减小水下滑翔机受到的浮力。由于这种净浮力补偿的方法的补偿量取决于蓄能器自身的特性，无法根据浮力损失进行补偿，也无法精确控制补偿量，在实际应用中，为了确保浮力补偿量始终大于损失量、保证补偿效果，人们通常使用大容量蓄能器，导致浮力补偿量远远大于损失量，造成能量浪费，现有的浮力驱动系统大多都没有有效利用多余的补偿量，因此，设计一种可回收海水压力能并利用海水压力能发电的浮力驱动系统，对降低水下滑翔机能耗、提高续航能力具有重要意义。

发明内容

针对相关技术中存在的不足之处，本发明提供了一种水下滑翔机浮力驱动系统，以回收利用海水压力能，并且利用压差能发电，以提高续航能力。

本发明提供水下滑翔机浮力驱动系统，其安装于外壳，外壳内部设有容置腔；浮力驱动系统包括：

外皮囊，外皮囊设置于外壳外侧；

第一管路，第一管路设置于容置腔中，第一管路中流通有工作介质，第一管路的一端设有第一进液口，第一管路的另一端设有第一出液口，第一进液口与外皮囊连通；

泵马达，泵马达设置于第一管路中；

电动发电机，电动发电机与泵马达连接，在工作介质流经泵马达时，泵马达驱动电动发电机发电；

蓄能器，蓄能器设置于容置腔中，蓄能器通过第二管路与第一管路连接，第二管路的一端设有第二出液口，第二管路的另一端设有第二进液口，第二出液口与蓄能器连通，第二进液口与第一管路连通；

第一换向阀，第一换向阀设置于第一进液口与泵马达之间，且设置于第二进液口与第一管路连通处，第一换向阀包括左位状态和右位状态，当第一换向阀处于左位状态时，工作介质从第一进液口流向泵马达；当第一换向阀处于右位状态时，工作介质从第二管路流向泵马达；

控制系统，控制系统与第一换向阀连接；

其中，当海水压力大于蓄能器压力时，控制系统控制第一换向阀处于左位状态时，使工作介质从外皮囊流向蓄能器，以储蓄能量；当海水压力小于蓄能器压力时，控制系统控制第一换向阀处于右位状态时，使工作介质从蓄能器流向外皮囊，以释放能量。