[发明专利]一种用于水下航行器的温差能、电能浮力驱动系统及基于该系统的航行器驱动方法

权利要求书

1.一种用于水下航行器的温差能、电能浮力驱动系统，其特征在于，包括：换热器(1)、内存储腔(2)、外存储腔(3)、蓄能器(4)、液压马达(5)、发电机(6)、蓄电池(7)、介质箱(8)和电池管理模块(10)，

所述内存储腔(2)和外存储腔(3)均为柔性的存储腔体，内存储腔(2)、蓄能器(4)、液压马达(5)、发电机(6)、蓄电池(7)、介质箱(8)和电池管理模块(10)均位于航行器内部，换热器(1)的换热耐压仓和外存储腔(3)均位于航行器的外部环境中，

换热器(1)的换热耐压仓内设有柔性的介质腔，换热耐压仓与介质腔之间填充有相变材料(11)，内存储腔(2)、外存储腔(3)、介质腔、介质箱(8)和蓄能器(4)都用于填充介质，

液压马达(5)的液体入口、介质腔、内存储腔(2)、外存储腔(3)、蓄能器(4)和介质箱(8)之间均相互连通，液压马达(5)的液体出口、内存储腔(2)和外存储腔(3)和介质箱(8)之间均相互连通，

介质箱(8)的开口处设有泵(9)，外存储腔(3)与内存储腔(2)之间的通路、蓄能器(4)与外存储腔(3)之间的通路、以及液压马达(5)的液体入口处均设有阀门，介质腔与蓄能器(4)之间通路的流向为介质腔至蓄能器(4)，介质腔与内存储腔(2)之间通路的流向为内存储腔(2)至介质腔，

液压马达(5)的动力输出端连接发电机(6)的动力输入端，发电机(6)的电能输出端连接电池管理模块(10)的电能输入端，电池管理模块(10)电能输出端连接蓄电池(7)的电能输入端，电池管理模块(10)的驱动信号输出端连接泵(9)的驱动信号输入端。

2.根据权利要求1所述的一种用于水下航行器的温差能、电能浮力驱动系统，其特征在于，换热器(1)的换热耐压仓外壳为金属耐压管，介质腔为橡胶软管，橡胶软管沿金属耐压管轴向设置，相变材料(11)充满在金属耐压管内壁与橡胶软管外壁之间。

3.根据权利要求1所述的一种用于水下航行器的温差能、电能浮力驱动系统，其特征在于，内存储腔(2)和外存储腔(3)均为皮囊。

4.根据权利要求1所述的一种用于水下航行器的温差能、电能浮力驱动系统，其特征在于，介质腔的开口、内存储腔(2)的开口、蓄能器(4)的开口、液压马达(5)的液体入口和液压马达(5)的液体出口均分为两路，外存储腔(3)的开口分为三路，

介质腔的开口一路与内存储腔(2)的开口一路连通、且二者之间设有内存储腔(2)至介质腔方向的单向阀，

介质腔的开口二路与蓄能器(4)的开口一路连通、且二者之间设有介质腔至蓄能器(4)方向的单向阀，

蓄能器(4)的开口一路与液压马达(5)的液体入口一路连通，液压马达(5)的液体入口二路与外存储腔(3)的开口一路连通，外存储腔(3)的开口二路与液压马达(5)的液体出口一路连通，液压马达(5)的液体出口二路与内存储腔(2)的开口二路连通，外存储腔(3)的开口三路与介质箱(8)连通，

液压马达(5)的液体入口处、外存储腔(3)的开口一路和二路处均设有阀门。

5.基于权利要求1所述的一种用于水下航行器的温差能、电能浮力驱动系统的航行器驱动方法，其特征在于，所述方法包括：温差能驱动方法和电能驱动方法，

温差能驱动方法为：

当航行器漂浮在水面时，开启内存储腔(2)与外存储腔(3)之间的阀门，使得介质从外存储腔(3)流入内存储腔(2)，航行器下沉；

当航行器悬浮在水下时，开启蓄能器(4)与外存储腔(3)之间的阀门，使得介质从蓄能器(4)流入外存储腔(3)，航行器上浮；

电能驱动方法为：

当航行器下沉到水下目标深度附近时，开启泵(9)，将介质箱(8)内的介质微量泵入或泵出外存储腔(3)，使得外存储腔(3)的体积得到微调，进而对外存储腔(3)的浮力得到微调，最终对航行器的位置实现微调；

当紧急情况下，开启泵(9)将介质箱(8)内的介质大量泵入或泵出外存储腔(3)，使得外存储腔(3)的体积迅速改变，最终对航行器的位置实现迅速调整。

6.根据权利要求5所述的航行器驱动方法，其特征在于，还包括温差能转换为电能的方法，所述方法为：

开启液压马达(5)的液体入口处的阀门，使得介质从蓄能器(4)中的介质流过液压马达(5)、并驱动液压马达(5)带动发电机(6)发电。