CN114604396B - 适用于水下勘测系统的升降装置的驱动方法 - Google Patents

Abstract

一种适用于水下勘测系统的升降装置的驱动方法，升降装置包括相变换热模块、油囊模块、加压储能模块和驱动储能模块，驱动方法包括：控制加压储能模块抽取油囊模块的液压油以使油囊模块的体积减少，升降装置基于浮力下降；基于外部温度下降，在相变换热模块中的相变材料从液相向固相转换期间，加压储能模块向相变换热模块输送液压油；基于油囊模块的外部压力油囊模块的液压油流入加压储能模块，油囊模块的体积减少，升降装置基于浮力下降；控制驱动储能模块向油囊模块输送液压油以使油囊模块的体积增大，升降装置基于浮力上升；以及基于外部温度上升相变材料从固相变换成液相期间相变换热模块的压强增大，相变换热模块中的液压油流入驱动储能模块。

Description

适用于水下勘测系统的升降装置的驱动方法

技术领域

本发明涉及升降装置的驱动领域，尤其涉及一种适用于水下勘测系统的具有双蓄能器结构的升降装置的温差能驱动方法。

背景技术

在水下勘测系统升降装置的驱动方法中，温差能浮力调节方法已经被广泛应用。但是，现有的温差能浮力调节方法在相变材料凝固时存在凝固动力不足,相变材料体积变化的利用率低等缺点，并且现有的温差能浮力调节方法的温差能转化效率低，难以进行长周期尺度的连续性勘测，因此，为了提高水下勘测质量，急需对现有的水下勘测系统升降装置的驱动方法进行改进。

发明内容

本发明的实施例提出了一种升降装置的驱动方法，所述升降装置包括相变换热模块、油囊模块、加压储能模块、和驱动储能模块，所述驱动方法包括：控制加压储能模块抽取油囊模块的液压油以使所述油囊模块的体积减少，所述升降装置基于浮力下降；基于外部温度下降，在所述相变换热模块中的相变材料从液相向固相转换期间，所述加压储能模块向所述相变换热模块输送液压油；基于所述油囊模块的外部压力所述油囊模块的液压油流入所述加压储能模块，所述油囊模块的体积减少，所述升降装置基于浮力下降；控制所述驱动储能模块向所述油囊模块输送液压油以使所述油囊模块的体积增大，所述升降装置基于浮力上升；以及基于外部温度上升所述相变材料从固相变换成液相期间相变换热模块的压强增大，所述相变换热模块中的液压油流入驱动储能模块。

根据本发明的实施例，控制所述加压储能模块抽取所述油囊模块的液压油的操作包括：控制所述加压储能模块中的主动储能支路通过液压泵抽取所述油囊模块的液压油至所述加压储能模块中的第二能量储存单元。

根据本发明的实施例，基于所述油囊模块的外部压力所述油囊模块的液压油流入所述加压储能模块的操作包括：在所述相变材料从液相向固相转换过程中，所述油囊模块内的液压油基于压差输送到所述第二能量储存单元。

根据本发明的实施例，所述加压储能模块向所述相变换热模块输送液压油的操作包括：驱动储能支路将所述第二能量储存单元内的液压油基于压差输送到所述相变换热模块。

根据本发明的实施例，所述加压储能模块向所述相变换热模块输送液压油的操作还包括：所述油囊模块基于压差通过驱动储能支路将液压油输送到所述相变换热模块。

根据本发明的实施例，控制所述加压储能模块抽取所述油囊模块的液压油的操作之前还包括：检测到所述驱动储能模块中的第一能量储存单元的压力达到预设最大值。

根据本发明的实施例，还包括：检测所述油囊模块流入和流出的液压油体积，并计算所述油囊模块内的总油量；在所述油囊模块内的总油量达到预设上升总油量情况下，发出上升信号。

根据本发明的实施例，还包括：检测所述油囊模块内的压力，计算所述升降装置的下降和/或上升距离。

根据本发明的实施例，还包括：检测所述第二能量储存单元的压力，并在检测到所述第二能量储存单元的压力达到预定值时，控制所述升降装置上升。

根据本发明的实施例，还包括：控制所述驱动储能模块向所述油囊模块输送液压油的速度。

根据本发明上述实施例的升降装置的驱动方法，通过控制加压储能模块，保障相变换热模块的相变材料在从液相相变为固相过程中的体积变化率并为升降装置提供下降动力，通过控制驱动储能模块为升降装置提供上升动力，采用双蓄能结构控制方法，可以实现升降装置的循环往复使用，提高水下勘测的质量。

附图说明

图1是根据本发明的一种示意性实施例的升降装置的侧视图；

图2是图1所示的升降装置的局部分解示意图；

图3是图1所示的升降装置的局部剖视图；

图4是根据本发明的一种示意性实施例的升降装置的驱动方法的流程图；

图5是图1所示的升降装置的简易工作原理图；

图6是图1所示的升降装置的驱动储能模块和加压储能模块的立体示意图；

图7是图1所示的升降装置的驱动储能模块和加压储能模块的另一观察视角的立体示意图；以及

图8是根据本发明的一种示意性实施例执行驱动方法的升降装置的升降过程示意图。

【附图标记】

001：相变换热模块；

011：相变换热装置；

111：相变材料；

112：液压油腔；

012：导流罩；

013：上固定盘；

014：下固定盘；

015：油路阀块；

002：壳体部；

021：主外壳；

022：顶部端盖；

023：底部端盖；

024：第一固定盘；

025：第二固定盘；

026：第三固定盘；

027：第四固定盘；

003：油囊模块；

031：油囊；

004：驱动储能模块；

041：第一能量储存单元；

042：第三传感器；

043：控制阀；

044：第一单向阀；

045：减压阀；

046：第一节流阀；

005：加压储能模块；

051：第二能量储存单元；

052：主动储能支路；

521：液压泵；

522：第三单向阀；

053：被动储能支路；

531：被动管路；

532：第四传感器；

533：第二节流阀；

541：第二单向阀；

551：三通阀；

006：第一传感器；

007：流量计；

008：第二传感器；

009：溢流阀；

0010：天线；

0011：球阀舵机；

0012：阻尼盘；

0013：底部支座；

0014：电池组；

0015：主控电路板；

0016：顶部牵拉螺柱；

0017：底部牵拉螺柱；

0018：密封螺栓；

0019：勘测设备。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。但是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大，自始至终相同附图标记表示相同元件。

以下，将参照附图来描述本发明的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本发明实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本发明。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。

在此使用的所有术语（包括技术和科学术语）具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。

为便于本领域技术人员理解本发明技术方案，现对如下技术术语进行解释说明。

在使用类似于“A、B和C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释（例如，“具有A、B和C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等）。在使用类似于“A、B或C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释（例如，“具有A、B或C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等）。

图1是根据本发明的一种示意性实施例的升降装置的侧视图；图2是图1所示的升降装置的局部分解示意图；图3是图1所示的升降装置的局部剖视图；图5是图1所示的升降装置的简易工作原理图。

本发明的实施例提供一种升降装置，如图1-3和5所示，该升降装置，包括：壳体部002、相变换热模块001、油囊模块003、加压储能模块005及驱动储能模块004。

在一些实施例中，如图1-3所示，壳体部002形成有容纳空间。壳体部002可以选用耐压外壳。壳体部002包括主外壳021、顶部端盖022、底部端盖023。主外壳021的上下两端分别与顶部端盖022、底部端盖023通过挤压密封圈形成密封空间。阻尼盘0012通过螺栓连接安装在顶部端盖022与主外壳021的连接处，可防止平台侧倾，提高通讯的可靠性。

进一步地，在壳体部002的顶部端盖022和底部端盖023上通过密封螺栓0018安装有顶部牵拉螺柱0016和底部牵拉螺柱0017，以实现主外壳021、顶部端盖022和底部端盖023的紧密连接，保证升降装置的密封良好。

进一步地，参见图1-3和5，相变换热模块001设置在壳体部002的外部，相变换热模块001内部设有相变材料111，相变材料111随外部温度的变化而发生相变，使得相变换热模块001内的压强变大或减小。油囊模块003设置在壳体部002的外部，被配置为存储液压油并基于油囊模块003的体积增大或减小使升降装置上升或下降。加压储能模块005和驱动储能模块004安装在壳体部002内部，内部装置中采用了轻量化、集成化的元件、管道及排布方式，大幅减轻了自身重量，减少了能量消耗，可有效提升平台的运行寿命。

在本发明的实施例中，如图1和2所示，升降装置设有天线0010，设置在壳体部002的顶部端盖022上，壳体部002的底部端盖023下方安装有相变换热装置011用于与加压储能模块005和驱动储能模块004连接的油路阀块015和油囊模块003，油囊模块003包括多个油囊031，油囊031内部存储的液压油可以选用10号航空液压油，填充体积可以设为800ml。油囊模块003随内部存储的液压油的变化实现油囊模块003体积增大或减小，以使升降装置上升或下降。

在一些实施例中，升降装置还可以在底部端盖023上安装底部支座0013，以保护油囊模块003和相变换热装置011的液压管道，如图1-3所示，在底部端盖023上安装阶梯柱状底部支座0013。

在一些实施例中，如图3所示，壳体部002的容纳空间依次由第一固定盘024、第二固定盘025、第三固定盘026和第四固定盘027分割成5个小空间。

第一能量储存单元041上端的进气口与第一固定盘024中间的孔固定安装，第一能量储存单元041下端的进油口与第二固定盘025的上侧固定连接。

加压储能模块005和驱动储能模块004设置在第二固定盘025和第三固定盘026之间。

在第一固定盘024与第二固定盘025之间通过自锁式高强度尼龙轧带固定有分布式安装电池组0014和主控电路板0015，为升降装置提供动力和控制支持。

第二能量储存单元051的进油口固定连接在第三固定盘026的中间孔上，第二能量储存单元051的进气口固定连接在第四固定盘027上。

在一些实施例中，如图1-2所示，上述驱动方法适用于一种水下勘测系统，水下勘测系统包括升降装置及安装在升降装置上的勘测设备0019。勘测设备0019通过螺纹与顶部端盖022挤压密封圈完成安装与密封。勘测设备0019基于升降装置的升降实现在水下运动。通过主控电路板0015控制勘测设备0019的工作状态，并将勘测设备0019采集到的数据储存起来，当升降装置带动勘测设备0019上升至海水表面时，主控电路板0015通过天线0010，将数据发送至陆地的控制中心。可以根据实际的勘测需求更换不同类型的勘测设备0019，如水听器、声速剖面仪等。

在本发明实施例中，如图1和2所示，相变换热模块001包括多个相变换热装置011，相变换热装置011为细长圆筒的形式，均匀分布在壳体部002外侧并用高压管道连接，其接头设计为可扩展式接口，可依据实际勘测设备0019所需能量来设置，以实现升降装置的模块设计。

相变换热装置011的顶部安装有导流罩012，可大幅减少平台运行过程中的流体阻力系数，减少能量损失。相变换热装置011通过相变换热装置011上固定盘013与下固定盘014安装在主壳体的周围。

进一步地，相变换热模块001内的相变材料111会随外部温度的变化而发生相变，当外部温度上升时，相变材料111的体积会变大，相变换热模块001内的压强会变大，当外部温度下降时，相变材料111的体积会减小，相变换热模块001内的压强会减小，进而使得相变换热模块001内的压强变大或减小。

在一些实施例中，升降装置还设置有第一传感器006、流量计007及第二传感器008。

详细地，第一传感器006被配置为检测相变换热模块001的压力。流量计007与加压储能模块005、驱动储能模块004和油囊模块003连通，可双向输出脉冲，被配置基于油囊模块003流入和流出的液压油的体积计算油囊模块003内的总油量。第二传感器008与油囊模块003连通，被配置为检测油囊模块003中的压力，以基于油囊模块003内的压力计算升降装置的下降和/或上升距离。

图4是根据本发明的一种示意性实施例的升降装置的驱动方法的流程图。

本发明的实施例提供一种升降装置的驱动方法，如图1-3和5所示，该升降装置包括相变换热模块001、油囊模块003、加压储能模块005、和驱动储能模块004。如图4所示，根据本发明的一种示例性实施例的升降装置的驱动方法，包括：

控制加压储能模块005抽取油囊模块003的液压油以使油囊模块003的体积减少，升降装置基于浮力下降；

基于外部温度下降，在相变换热模块001中的相变材料111从液相向固相转换期间，加压储能模块005向相变换热模块001输送液压油；

基于油囊模块003的外部压力油囊模块003的液压油流入加压储能模块005，油囊模块003的体积减少，升降装置基于浮力下降；

控制驱动储能模块004向油囊模块003输送液压油以使油囊模块003的体积增大，升降装置基于浮力上升；以及

基于外部温度上升相变材料111从固相变换成液相期间相变换热模块001的压强增大，相变换热模块001中的液压油流入驱动储能模块。

在本发明的实施例中，如图1和2所示，升降装置还设有天线0010，以接收来自外部的控制信号，对应的升降装置内部还设有主控电路板0015和电池组0014，为升降装置的驱动提供动力和控制支持。

进一步地，如图5所示，相变换热模块001包括多个相变换热装置011，可依据实际勘测设备0019所需能量来设置。每个相变换热装置011包括两个腔体，其中一个腔体内部存有相变材料111，另一个腔体为液压油腔112，腔体内部存有液压油，两腔体中间利用耐油软管隔离，形成密封。在相变材料111受温度影响产生相变，如当外部温度上升时，相变材料111从固相变为液相期间，相变材料111的体积增大，使相变换热装置011内部压强增大时，会挤压液压油流出相变换热装置011流向驱动储能模块004；当外部温度下降时，在相变材料111受温度影响产生相变，如相变材料111从液相变为固相期间，相变材料111的体积减小，使相变换热装置011内部压强减小时，加压储能模块005的液压油流入相变换热装置011。

进一步地，如图5所示，升降装置还设置有用于检测相变换热模块001压力的第一传感器006，用于计算油囊模块003内的总油量的流量计007，用于检测油囊模块003中的压力并基于油囊模块003内的压力计算升降装置的下降和/或上升距离的第二传感器008。

在本发明实施例中，驱动储能模块004和加压储能模块005分别与相变换热模块001和油囊模块003同时连接。驱动储能模块004设置有第一能量储存单元041、第三传感器042、控制阀043、第一单向阀044和减压阀045；加压储能模块005设置有第二能量储存单元051、主动储能支路052、被动储能支路053、驱动储能支路和通路转换单元。

图6是图1所示的升降装置的驱动储能模块和加压储能模块的立体示意图；图7是图1所示的升降装置的驱动储能模块和加压储能模块的另一观察视角的立体示意图。

详细地，如图5至图7所示，在驱动储能模块004中，第一单向阀044的进油口与相变换热模块001连接，第一单向阀044的出油口依次连接第一能量储存单元041、第三传感器042和控制阀043连接、减压阀045和油囊模块003。在相变材料111从固相变换成液相期间，相变材料111的液压油经第一单向阀044流入第一能量储存单元041。当升降装置接收到上升的命令时，控制阀043使第一能量储存单元041与油囊模块003导通，液压油从第一能量储存单元041流入油囊模块003，油囊模块003体积变大，升降装置完成上升指令。减压阀045使第一能量储存单元041和油囊模块003之间的压差保持在固定值。第三传感器042用于检测第一能量储存单元041内的压力，在第三传感器042检测到第一能量储存单元041的压力达到预设值时，发出下降信号。在本发明实施例中，还可以与减压阀045对应设置第一节流阀046，增强对液压油流速的控制，精准控制油量输出。

进一步地，通路转换单元设置有三通阀551；通路转换单元设置有三通阀551。第一能量储存单元041可以选用高压蓄能器，第一能量储存单元041的承压能力大于油囊模块003的承压能力；主动储能支路052设有液压泵521和第三单向阀522；被动储能支路053设置有第四传感器532和连接在第二能量储存单元051和三通阀551的第三端口之间的被动管路531；驱动储能支路设置有第二单向阀541。

进一步地，在主动储能支路052中，油囊模块003与三通阀551的第一端口连通，液压泵521的输入端口与三通阀551的第二端口连通，液压泵521的输出端口连通与第三单向阀522的输入端口，在升降装置下降期间而且相变材料111从液相变为固相之前，三通阀551的第一端口与第二端口连通，通过液压泵521将油囊模块003内的液压油泵送到第二能量储存单元051。第三单向阀522的输出端口与第二能量储存单元051连通，以阻止第二能量储存单元051的液压油流动到液压泵521。

进一步地，在被动储能支路053中，第四传感器532设置在第二能量储存单元051和三通阀551的第三端口之间，即设置在被动管路531上。在升降装置下降期间而且相变材料111从液相变为固相期间，使三通阀551的第一端口与第三端口连通，以将油囊模块003内的液压油基于压差输送到第二能量储存单元051。当第四传感器532检测到第二能量储存单元051的压力达到预定值时，发出上升信号。

进一步地，在主动回油支路和驱动储能模块004之间还设置有溢流阀009以保护油路。

进一步地，驱动储能支路与第二能量储存单元051连通，在升降装置下降期间而且相变材料111从液相变为固相期间，将第二能量储存单元051的液压油基于压差输送到相变换热模块001。驱动储能支路还直接与被动储能支路053连通，在相变材料111从液相变为固相期间，油囊模块003的液压油可以直接通过被动储能支路053流入相变换热模块001。并由于第二单向阀541的特殊性，使得第二能量储存单元051和油囊模块003的液压油只能单向流入相变换热模块001，也就是说实现了液压油在加压储能模块005的单向流通。第二能量储存单元051使得相变材料111始终在带压力的条件下相变，可保证可观的体积变化率。进一步地，被动储能支路053上还可以设置第二节流阀533，增强对液压油流速的控制，精准控制油量输出。

在本发明实施例中，参照图6至图7，各元器件通过高压管道和集成化阀块连接；参照图5，通过球阀舵机0011控制三通阀551、液压泵521和控制阀043工作。

在一些实施例中，通过第二传感器008检测油囊模块003内的压力，计算升降装置的下降距离到达预设深度且第三传感器042检测第二能量储存单元051的压力，并在检测到第二能量储存单元051的压力达到预定值时，控制升降装置上升。

在本发明的一些实施例中，参见图5-7，执行升降装置的驱动方法的驱动过程为：

步骤1：主控电路板0015控制三通阀551的第一端口和第二端口连通并控制加压储能模块005中的主动储能支路052通过液压泵521抽取油囊模块003的液压油至加压储能模块005中的第二能量储存单元051，以使油囊模块003的体积减少，升降装置基于浮力下降。

步骤2：基于外部温度下降，在相变换热模块001中的相变材料111从液相向固相转换期间，加压储能模块005中的驱动储能支路将第二能量储存单元051内的液压油基于压差输送到相变换热模块001。并且主控电路板0015控制三通阀551的第一端口和第三端口连通，油囊模块003基于压差通过驱动储能支路将液压油直接输送到相变换热模块001。也就是说，油囊模块003和第二能量储存单元051均向相变换热模块001提供液压油。同样地，在相变材料111从液相向固相转换过程中，基于油囊模块003的外部压力油囊模块003的液压油流入加压储能模块005的第二能量储存单元051中，油囊模块003的体积减少，升降装置基于浮力下降。第二传感器008检测油囊模块003内的压力，计算升降装置的下降距离。

步骤3：第二传感器008检测油囊模块003流入和流出的液压油体积，并计算油囊模块003内的总油量；在油囊模块003内的总油量达到预设上升总油量情况下，主控电路板0015控制三通阀551的第一端口和第二端口断开连通，升降装置继续下降，在第二传感器008检测油囊模块003内的压力，计算升降装置的下降距离到达预设深度且第三传感器042检测第二能量储存单元051的压力达到预定值时，发出上升信号。

步骤4：主控电路板0015控制控制阀043使第一能量储存单元041与油囊模块003连通，驱动储能模块004的第一能量储存单元041向油囊模块003输送液压油以使油囊模块003的体积增大，升降装置基于浮力上升。通过溢流阀009控制液压油的流速。第二传感器008检测油囊模块003内的压力，计算升降装置的上升距离。

步骤5：当基于外部温度上升相变材料111从固相变换成液相期间相变换热模块001的压强增大，相变换热模块001中的液压油流入加压储能模块005的第一能量储存单元041为下一个升降周期做准备。

在一些实施例中，在控制加压储能模块005抽取油囊模块003的液压油的操作之前还包括：检测到驱动储能模块004中的第一能量储存单元041的压力达到预设最大值，详细地，在升降装置往复升降的过程中，当升降装置重新返回水面的时候，基于外部温度上升相变材料111从固相变换成液相期间，相变换热模块001中的液压油流入驱动储能模块004时，第一能量储存单元041的压强增大，当检测到第一能量储存单元041的压强达到预设最大值时，可以进行下一周期的升降运动。

相变换热模块001设置3组相变换热装置011，每组可存放1L相变材料111。 在一种示例性实施例中，相变材料111选择为正十六烷，其相变温度为18.2℃，在带压的条件下，其体积变化率可达到15%以上。第二能量储存单元051可以选用轻质的隔膜低压蓄能器，有效容积为0.75L，预充压力3MPa，最大压力5MPa。第一能量储存单元041选用有效容积为1L，预充压力18MPa，最大压力30Mpa的高压蓄能器。油囊031内部存储的液压油为800ml。

图8是根据本发明的一种示意性实施例执行驱动方法的升降装置的升降过程示意图.

参见图8，在执行升降装置的驱动方法的期间，升降装置的升降过程如下：

位置1：升降装置位于海水表面，即位置1，海水表面温度大于相变材料111的相变温度，相变材料111为液态。

过程1：主控电路板0015控制三通阀551的第一端口和第二端口连通并控制加压储能模块005中的主动储能支路052通过液压泵521抽取油囊模块003的液压油至加压储能模块005中的第二能量储存单元051，以使油囊模块003的体积减少，升降装置基于浮力下降，第二传感器008实时监测油囊模块003的油量，当计算得到油囊模块003的出油量达到主动回油量预设值时，控制三通阀551立即断开第一端口和第二端口的连通，升降装置继续下降，直至水下约200米附近，即位置2。

位置2：升降装置下降至约200米处，即位置2，此时海水温度已经下降至18℃，即相变材料111的相变温度，相变材料111开始凝固。

过程2：升降装置继续下降至约600米处，即位置3，在此阶段，基于外部温度下降，相变材料111逐渐凝固，相变换热模块001内的压力减小，第二能量储存单元051向相变换热模块001提供液压油，第二传感器008检测油囊模块003内的压力达到被动回油开启预设升压力时，控制三通阀551的第一端口和第三端口连通。

位置3：升降装置下降至约600米处，即位置3。此时升降装置外部压力约6MPa，即外部压力大于油囊模块003内压力、大于第二能量储存单元051的压力，第二传感器008检测油囊模块003内的压力达到被动回油预设开启压力值。

过程3：主控电路板0015控制三通阀551的第一端口和第三端口连通，外部压力挤压油囊模块003的液压油流入第二能量储存单元051，油囊模块003的体积继续减少，升降装置基于浮力下降。在此阶段，当第二传感器008检测油囊模块003的出油量达到被动回油预设关闭压力值时，主控电路板0015控制三通阀551的第一端口和第三端口立即断开连通，升降装置继续下降至约2000米处，即位置4。

位置4：升降装置下降至约2000米处，即位置4。此时，油囊031体积已经达到最小值。海水温度约4℃，第四传感器532监测到第二能量储存单元051的压力达到预设下降压力值，相变换热模块001中相变材料111已经完全凝固。第二传感器008监测到外部压力约为20MPa。

过程4：第四传感器532监测到第二能量储存单元051的压力达到预设下降压力值，相变换热模块001中相变材料111已经完全凝固，发出上运动的控制信号。主控电路板0015控制控制阀043使第一能量储存单元041与油囊模块003连通，驱动储能模块004的第一能量储存单元041向油囊模块003输送液压油以使油囊模块003的体积增大，升降装置基于浮力上升至距离水面约200米，即位置5。

位置5：升降装置位于水下约200米，即位置5。外界温度重新变为18.2℃，相变换热模块001中相变材料111开始相变。

过程5：升降装置继续上升，从水下200米向上运动至海水表面，即位置5至位置1。海水温度继续上升，相变材料111逐渐融化，体积增大，液压油从相变换热装置011通过第一单向阀044进入第一能量储存单元041，第一能量储存单元041不断储存能量。为下一个剖面运动做好准备。

在本发明实施例中，通过主动储能支路052和被动储能支路053从油囊模块003流动到第二能量储存单元051和相变换热模块001的液压油的排出量等于通过驱动储能模块004从相变换热模块001流动到油囊模块003的液压油的排入量，以使升降装置内部液压油量保持平衡循环，实现升降装置的再次利用。

还需要说明的是，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本发明的保护范围。贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在可能导致对本发明的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造，并且图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例，而仅示意本发明实施例的内容。

除非有所知名为相反之意，本说明书及所附权利要求中的数值参数是近似值，能够根据通过本发明的内容所得的所需特性改变。具体而言，所有使用于说明书及权利要求中表示组成的含量、反应条件等等的数字，应理解为在所有情况中是受到“约”的用语所修饰。一般情况下，其表达的含义是指包含由特定数量在一些实施例中±10%的变化、在一些实施例中±5%的变化、在一些实施例中±1%的变化、在一些实施例中±0.5%的变化。

说明书与权利要求中所使用的序数例如“第一”、“第二”、“第三”等的用词，以修饰相应的元件，其本身并不意味着该元件有任何的序数，也不代表某一元件与另一元件的顺序、或是制造方法上的顺序，该些序数的使用仅用来使具有某命名的一元件得以和另一具有相同命名的元件能做出清楚区分。

此外，除非特别描述或必须依序发生的步骤，上述步骤的顺序并无限制于以上所列，且可根据所需设计而变化或重新安排。并且上述实施例可基于设计及可靠度的考虑，彼此混合搭配使用或与其他实施例混合搭配使用，即不同实施例中的技术特征可以自由组合形成更多的实施例。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种适用于水下勘测系统的升降装置的驱动方法，其特征在于，所述升降装置包括相变换热模块、油囊模块、加压储能模块和驱动储能模块，所述驱动方法包括：

控制加压储能模块抽取油囊模块的液压油以使所述油囊模块的体积减少，所述升降装置基于浮力下降，包括：控制所述加压储能模块中的主动储能支路通过液压泵抽取所述油囊模块的液压油至所述加压储能模块中的第二能量储存单元；

基于外部温度下降，在所述相变换热模块中的相变材料从液相向固相转换期间，所述加压储能模块向所述相变换热模块输送液压油；

基于所述油囊模块的外部压力所述油囊模块的液压油流入所述加压储能模块，所述油囊模块的体积减少，所述升降装置基于浮力下降；

控制所述驱动储能模块向所述油囊模块输送液压油以使所述油囊模块的体积增大，所述升降装置基于浮力上升；以及

基于外部温度上升所述相变材料从固相变换成液相期间相变换热模块的压强增大，所述相变换热模块中的液压油流入驱动储能模块；

其中，驱动储能模块设置有第一能量储存单元、第三传感器、控制阀、第一单向阀和减压阀；加压储能模块设置有第二能量储存单元、主动储能支路、被动储能支路、驱动储能支路和通路转换单元；通路转换单元设置有三通阀；主动储能支路设有液压泵和第三单向阀；被动储能支路设置有第四传感器和连接在第二能量储存单元和三通阀的第三端口之间的被动管路；

在主动储能支路中，油囊模块与三通阀的第一端口连通，液压泵的输入端口与三通阀的第二端口连通，液压泵的输出端口连通与第三单向阀的输入端口，在升降装置下降期间而且相变材料从液相变为固相之前，三通阀的第一端口与第二端口连通，通过液压泵将油囊模块内的液压油泵送到第二能量储存单元；第三单向阀的输出端口与第二能量储存单元连通，以阻止第二能量储存单元的液压油流动到液压泵；

在被动储能支路中，第四传感器设置在第二能量储存单元和三通阀的第三端口之间，即设置在被动管路上；在升降装置下降期间而且相变材料从液相变为固相期间，使三通阀的第一端口与第三端口连通，以将油囊模块内的液压油基于压差输送到第二能量储存单元；当第四传感器检测到第二能量储存单元的压力达到预定值时，发出上升信号；

其中，所述第二能量储存单元为低压蓄能器，所述低压蓄能器的预充压力为3MPa，使得所述低压蓄能器使得所述相变材料始终在带压力的条件下相变。

2.根据权利要求1所述的驱动方法，其特征在于，基于所述油囊模块的外部压力所述油囊模块的液压油流入所述加压储能模块的操作包括：在所述相变材料从液相向固相转换过程中，所述油囊模块内的液压油基于压差输送到所述第二能量储存单元。

3.根据权利要求1所述的驱动方法，其特征在于，所述加压储能模块向所述相变换热模块输送液压油的操作包括：驱动储能支路将所述第二能量储存单元内的液压油基于压差输送到所述相变换热模块。

4.根据权利要求1所述的驱动方法，其特征在于，所述加压储能模块向所述相变换热模块输送液压油的操作还包括：所述油囊模块基于压差通过驱动储能支路将液压油输送到所述相变换热模块。

5.根据权利要求1所述的驱动方法，其特征在于，控制所述加压储能模块抽取所述油囊模块的液压油的操作之前还包括：检测到所述驱动储能模块中的第一能量储存单元的压力达到预设最大值。

6.根据权利要求1所述的驱动方法，其特征在于，还包括：检测所述油囊模块流入和流出的液压油体积，并计算所述油囊模块内的总油量；在所述油囊模块内的总油量达到预设上升总油量情况下，发出上升信号。

7.根据权利要求1所述的驱动方法，其特征在于，还包括：检测所述油囊模块内的压力，计算所述升降装置的下降和/或上升距离。

8.根据权利要求1所述的驱动方法，其特征在于，还包括：检测所述第二能量储存单元的压力，并在检测到所述第二能量储存单元的压力达到预定值时，控制所述升降装置上升。

9.根据权利要求1所述的驱动方法，其特征在于，还包括：控制所述驱动储能模块向所述油囊模块输送液压油的速度。

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