[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

权利要求书

1.一种基于滑翔翼的低功耗自升沉式潜标的工作方法，该自升沉式潜标包括潜标本体(1)，在潜标本体(1)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(2)，三角翼(2)的轴线与潜标本体的轴线平行，三角翼(2)的尖端处于潜标本体(1)的艏部正上方，从正上方往下看，三角翼的翼面(201)将潜标本体(1)覆盖；三角翼(2)的尾部超出潜标本体(1)的艉部，在三角翼的尾部中心刚性固定有尾翼(3)；

在潜标本体(1)的内部中段设置有电力模块(4)，所述电力模块(4)包括电池组(401)和用于带动电池组(401)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(5)，所述水深控制模块包括内油囊(501)、外油囊(502)、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(6)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(7)，数据采集模块(7)与中央控制模块(6)连接，中央控制模块(6)分别与电力模块(4)和水深控制模块(5)相连接，中央控制模块(6)还连接有通信模块(8)；其特征在于，该自升沉式潜标的工作方法包括以下步骤：

(1)若潜标需要下潜，中央控制模块(6)通过水深控制模块(5)的液压泵控制外油囊(502)排油，浮力小于重力，产生驱动潜标下潜的动力；同时，中央控制模块(6)通过电力模块(4)的驱动机构控制电池组(401)沿潜标本体轴向向艉部方向移动，在重浮力力矩作用下，无动力滑翔翼向艉部方向倾斜，完成上仰动作，在海流作用下，翼面形成沉力，加速潜标下潜；到达预定深度后，中央控制模块通过数据采集模块所获取数据，判断潜标当前姿态，再次分别通过液压泵和驱动机构调整外油囊油量和电池组轴向位置，使潜标保持水平，水下悬停待机；

(2)若潜标需要上浮，中央控制模块(6)通过水深控制模块(5)的液压泵控制外油囊(502)吸油，浮力大于重力，产生驱动潜标上浮的动力；同时，中央控制模块(6)通过电力模块(4)的驱动机构控制电池组(401)沿潜标本体轴向向艏部方向移动，在重浮力力矩作用下，无动力滑翔翼向艏部方向倾斜，完成下俯动作，在海流作用下，翼面形成升力，加速潜标上浮；到达水面后，再次分别通过液压泵和驱动机构调整外油囊油量和电池组轴向位置，使潜标保持水平，通信模块与卫星通信进行数据传输。

2.根据权利要求1所述的一种基于滑翔翼的低功耗自升沉式潜标的工作方法，其特征在于：所述三角翼(2)包括两个翼面(201)，两个翼面(201)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(202)，在中心支撑杆的两侧设置有边缘支撑杆(203)，边缘支撑杆(203)和中心支撑杆(202)在同一端头处相交，每个翼面对应固定在中心支撑杆(202)和其中一个边缘支撑杆之间；

在潜标本体(1)的外侧套设有抱箍(9)，在中心支撑杆(202)的对应位置处设置有连接片(10)，连接片(10)与抱箍(9)的端头处通过螺栓连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于滑翔翼的低功耗自升沉式潜标的工作方法，其特征在于：在三角翼的尖端处设置有端头(204)，所述中心支撑杆(202)和边缘支撑杆(203)的端部均与端头(204)相连接，在中心支撑杆(202)和边缘支撑杆(203)之间还设置有加强杆(205)。

4.根据权利要求1所述的一种基于滑翔翼的低功耗自升沉式潜标的工作方法，其特征在于：所述驱动机构包括电机(402)和滚珠丝杠(403)，电机(402)与滚珠丝杠(403)传动连接，电池组(401)安装在滚珠丝杠(403)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(404)。

5.根据权利要求4所述的一种基于滑翔翼的低功耗自升沉式潜标的工作方法，其特征在于：所述电池组(401)的重心处于滚珠丝杠(403)的下方。