CN114604398A - 自动升降装置及水下勘测系统 - Google Patents

Abstract

一种自动升降装置及水下勘测系统，包括：壳体部，形成有容纳空间；相变换热模块，设置在壳体部的外部，相变换热模块内部设有相变材料，相变材料随外部温度的变化而发生相变；油囊模块，设置在壳体部的外部，被配置为存储液压油并基于油囊模块的体积增大或减小使自动升降装置上升或下降；加压储能模块，与相变换热模块和油囊模块连通，被配置为在自动升降装置下降期间接收来自于油囊模块的液压油，并且在相变材料从液相变换成固相期间向相变换热模块输送液压油；以及驱动储能模块，与相变换热模块和油囊模块连通，被配置为将液压油输送到油囊模块，使得自动升降装置上升，并在相变材料从固相变换成液相期间接收来自于相变换热模块的液压油。

Description

自动升降装置及水下勘测系统

技术领域

本发明涉及水下无人勘测系统的新能源浮力驱动领域，尤其涉及一种基于双蓄能器结构的温差能驱动自动升降装置及水下勘测系统。

背景技术

自动升降装置是水下无人勘测系统进行剖面运动的动力源。然而，现有的自动升降装置主要由电能驱动电机，电机带动泵完成浮力变化，由于自身携带的电池数量有限，其寿命往往较短，电能耗尽后勘测设备失效，导致单次剖面勘测成本高昂。

温差能是通过相变换热装置装载相变材料，利用海水不同深度的温度变化使其发生相变，相变产生体积变化对外做功而产生的能量，现已广泛地运用在水下无人勘测装置的浮力调节系统上。

目前的温差能驱动自动升降装置所携带相变材料体积变化率小，浮力驱动能力不足；自身携带的各种加压设备能耗较大，已经无法满足现阶段长期性、实时性的勘测需求。

发明内容

本发明的实施例提出了一种自动升降装置，包括：壳体部，形成有容纳空间；相变换热模块，设置在所述壳体部的外部，所述相变换热模块内部设有相变材料，所述相变材料随外部温度的变化而发生相变，使得所述相变换热模块内的压强变大或减小；油囊模块，设置在所述壳体部的外部，被配置为存储液压油并基于所述油囊模块的体积增大或减小使所述自动升降装置上升或下降；加压储能模块，与所述相变换热模块和所述油囊模块连通，被配置为在所述自动升降装置下降期间接收来自于所述油囊模块的液压油，并且在所述相变材料从液相变换成固相期间向所述相变换热模块输送液压油；以及驱动储能模块，与所述相变换热模块和所述油囊模块连通，被配置为将所述液压油输送到所述油囊模块，使得所述自动升降装置上升，并在所述相变材料从固相变换成液相期间接收来自于所述相变换热模块的液压油。

在本发明实施例中，所述加压储能模块包括：第二能量储存单元，被配置为储存所述液压油；主动储能支路，与所述第二能量储存单元和所述油囊模块连通，并被构造成在所述自动升降装置下降期间而且所述相变材料从液相变为固相之前将所述油囊模块内的液压油泵送到所述第二能量储存单元；被动储能支路，与所述第二能量储存单元和所述油囊模块连通，并被构造成在所述自动升降装置下降期间而且所述相变材料从液相变为固相期间将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和所述相变换热模块；以及驱动储能支路，与所述第二能量储存单元和所述相变换热模块连通，并被构造成在所述相变材料从液相变为固相期间，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；通过所述主动储能支路和所述被动储能支路从所述油囊模块流动到所述第二能量储存单元和所述相变换热模块的液压油的排出量等于通过所述驱动储能模块从所述相变换热模块流动到所述油囊模块的液压油的排入量。

在本发明实施例中，所述相变换热模块还包括：液压油腔，被配置为在所述相变材料从固相变为液相期间体积变大，使得所述液压油腔内的液压油流向所述驱动储能模块；并且在所述相变材料从液相变为固相期间体积变小，使得所述液压油腔接收来自所述加压储能模块的液压油。

在本发明实施例中，还包括第一传感器，被配置为检测所述相变换热模块的压力。

在本发明实施例中，还包括：流量计，与所述加压储能模块、所述驱动储能模块和所述油囊模块连通，被配置基于所述油囊模块流入和流出的液压油的体积计算所述油囊模块内的总油量；以及第二传感器，与所述油囊模块连通，被配置为检测所述油囊模块中的压力，以基于所述油囊模块内的压力计算所述自动升降装置的下降和/或上升距离。

在本发明实施例中，所述驱动储能模块包括：第一能量储存单元，被配置为在所述相变材料从固相变换成液相期间接收来自于所述相变换热模块的液压油；第三传感器，与所述第一能量储存单元连接，被配置为检测所述第一能量储存单元内的压力；以及控制阀，基于所述第三传感器检测的所述驱动储能模块内的压力，允许液压油从所述第一能量储存单元流动到油囊模块以控制自动升降装置上升。所述驱动储能模块还包括第一单向阀，被配置为允许所述相变换热模块的液压油单向流入所述第一能量储存单元，在所述第一能量储存单元和油囊模块之间设有减压阀，以将所述第一能量储存单元和油囊模块之间的压差保持在固定值。

在本发明实施例中，所述加压储能模块还包括通路转换单元，被配置为控制所述加压储能模块和所述油囊模块通过所述主动储能支路连通或通过所述被动储能支路连通。

在本发明实施例中，所述驱动储能支路包括：第二单向阀，被配置为允许所述第二能量储存单元的液压油单向流入所述相变换热模块。

在本发明实施例中：所述通路转换单元包括：三通阀，所述三通阀的第一端口与所述油囊模块连通；所述主动储能支路包括：液压泵，所述液压泵的输入端口与所述三通阀的第二端口连通，以在所述自动升降装置下降期间而且所述相变材料从液相变为固相之前，使得所述三通阀的第一端口与第二端口连通，以将所述油囊模块内的液压油泵送到所述第二能量储存单元；以及第三单向阀，所述第三单向阀的输入端口与所述液压泵的输出端口连通，所述第三单向阀的输出端口与所述第二能量储存单元连通，以阻止所述第二能量储存单元的液压油流动到所述液压泵。

在本发明实施例中，所述被动储能支路包括：连接在所述第二能量储存单元和所述三通阀的第三端口之间的被动管路，所述被动管路被构造成在所述自动升降装置下降期间而且所述相变材料从液相变为固相期间，使得所述三通阀的第一端口与第三端口连通，以将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；以及第四传感器，与所述第二能量储存单元连接，被配置为检测所述第二能量储存单元的压力，在所述第四传感器检测到所述第二能量储存单元的压力下降到预定值时，控制所述自动升降装置上升。

本发明的实施例还提出了一种水下勘测系统，包括：如上述的自动升降装置；以及勘测设备，安装在所述自动升降装置上。

根据本发明上述实施例的自动升降装置，通过设置加压储能模块可以为相变材料在从液相相变为固相过程中提供液压油，通过设置驱动储能模块可以在自动升降装置上升时，为油囊模块提供液压油，采用双蓄能结构，增强了温差能的浮力驱动的能力和实时性。

附图说明

图1是根据本发明的一种示意性实施例的自动升降装置的侧视图；

图2是图1所示的自动升降装置的局部剖视图；

图3是图1所示的自动升降装置的简易工作原理图；

图4是图1所示的自动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5是图1所示的自动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6是图1所示的自动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；

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；

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）。

本发明的实施例提供一种自动升降装置，如图1至图5所示，该自动升降装置，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和2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，参见图1-3，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自动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所示，自动升降装置设有天线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连接的油路阀块和油囊模块003，油囊模块003包括多个油囊，油囊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，以使自动升降装置上升或下降。

在一些实施例中，自动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和2所示，在底部端盖023上安装阶梯柱状底部支座0013。

在本发明实施例中，如图1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所需能量来设置，以实现自动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。如图3所示，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；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，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。

在本发明实施例中，相变换热装置011共有3组，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。

在一些实施例中，自动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内的压力计算自动升降装置的下降和/或上升距离。

在一些实施例中，如图1-3所示，加压储能模块005包括：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。

加压储能模块005与相变换热模块001和油囊模块003连通，被配置为在自动升降装置下降期间接收来自于油囊模块003的液压油，并且在相变材料111从液相变换成固相期间向相变换热模块001输送液压油。

详细地，通路转换单元设置有三通阀551，被配置为控制加压储能模块005和油囊模块003通过主动储能支路052连通或通过被动储能支路053连通。如图3，三通阀551的中间部分为三通阀551的第一端口，三通阀551的左边部分为第二端口，三通阀551的右边部分为第三端口，其中，三通阀551的第一端口与油囊模块003连通，三通阀551的第二端口与主动储能支路052连通，三通阀551的第三端口与被动储能支路053连通。

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8MPa。

主动储能支路052与第二能量储存单元051和油囊模块003连通，并被构造成在自动升降装置下降期间而且相变材料111从液相变为固相之前将油囊模块003内的液压油泵送到第二能量储存单元051。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。

在一些实施例中，主动储能支路052包括：液压泵521和第三单向阀522。液压泵521的输入端口与三通阀551的第二端口连通，以在自动升降装置下降期间而且相变材料111从液相变为固相之前，使得三通阀551的第一端口与第二端口连通，以将油囊模块003内的液压油泵送到第二能量储存单元051。第三单向阀522的输入端口与液压泵521的输出端口连通，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，被动储能支路053与第二能量储存单元051和油囊模块003连通，并被构造成在自动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和相变换热模块001。

在一些实施例中，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。

详细地，被动管路531被构造成在自动升降装置下降期间而且相变材料111从液相变为固相期间，使得三通阀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。

在本发明实施例中，驱动储能支路与第二能量储存单元051和相变换热模块001连通，并被构造成在相变材料111从液相变为固相期间，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。

进一步地，驱动储能支路设置有第二单向阀541。第二单向阀541被配置为允许第二能量储存单元051的液压油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的单向流入，使加压储能模块005的液压油只能由第二能量储存单元051流入相变换热模块001，而相变换热模块001的液压油不能流入第二能量储存单元051中。

第四传感器532与第二能量储存单元051连接，被配置为检测第二能量储存单元051的压力。在第四传感器532检测到第二能量储存单元051的压力下降到预定值时，发出上升信号，控制控制自动升降装置上升。

进一步地，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。

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。

进一步地，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，以使自动升降装置内部液压油量保持平衡循环，实现自动升降装置的再次利用。

在本发明实施例中，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和第一单向阀044。

驱动储能模块004与相变换热模块001和油囊模块003连通，被配置为将液压油输送到油囊模块003，使得自动升降装置上升，并在相变材料111从固相变换成液相期间接收来自于相变换热模块001的液压油。

详细地，第一能量储存单元041被配置为在相变材料111从固相变换成液相期间接收来自于相变换热模块001的液压油。第三传感器042与第一能量储存单元041连接，被配置为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。第一能量储存单元041可以选用高压蓄能器，高压蓄能器的承压能力大于油囊模块003的承压能力，如，选用有效容积为1L，预充压力18MPa，最大压力30Mpa的高压蓄能器。

控制阀043基于第二传感器008检测的油囊模块003内的压力，允许液压油从第一能量储存单元041流动到油囊模块003以控制自动升降装置上升，如，当第二传感器008检测的油囊模块003内的压力值达到预设压力值时，发出上升信号，当自动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，自动升降装置完成上升指令。

在一些实施例中，驱动储能模块004还包括第一单向阀044和设置在第一能量储存单元041和油囊模块003之间的减压阀045。

第一单向阀044被配置为允许相变换热模块001的液压油单向流入第一能量储存单元041。减压阀045被配置为将第一能量储存单元041和油囊模块003之间的压差保持在固定值，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。

在一些实施例中，在主动回油支路和驱动储能模块004之间还可以设置溢流阀009以保护油路。

在一些实施例中，如图2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，为自动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。

在本发明实施例中，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，保证自动升降装置的密封良好。

在本发明实施例中，参照图4至图5，各元器件通过高压管道和集成化阀块连接；参照图3，通过球阀舵机0011控制三通阀551、液压泵521和控制阀043工作。

实施例：

自动升降装置的升降过程如图6：

位置1：自动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，自动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，自动升降装置继续下降至水下约200米附近，即位置2。

位置2：自动升降装置下降至约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：自动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：自动升降装置下降至约600米处，即位置3。此时自动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，自动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内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，自动升降装置继续下降至约2000米处，即位置4。

位置4：自动升降装置下降至约2000米处，即位置4。此时外油囊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，自动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：自动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：自动升降装置继续上升，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。

本发明的实施例提供还提出了一种水下勘测系统。水下勘测系统包括上述的自动升降装置以及安装在自动升降装置上的勘测设备。

如图1和2所示，在自动升降装置上安装勘测设备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基于自动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，当自动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。

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 (10)

1.一种自动升降装置，其特征在于，包括：

壳体部，形成有容纳空间；

相变换热模块，设置在所述壳体部的外部，所述相变换热模块内部设有相变材料，所述相变材料随外部温度的变化而发生相变，使得所述相变换热模块内的压强变大或减小；

油囊模块，设置在所述壳体部的外部，被配置为存储液压油并基于所述油囊模块的体积增大或减小使所述自动升降装置上升或下降；

加压储能模块，与所述相变换热模块和所述油囊模块连通，被配置为在所述自动升降装置下降期间接收来自于所述油囊模块的液压油，并且在所述相变材料从液相变换成固相期间向所述相变换热模块输送液压油；以及

驱动储能模块，与所述相变换热模块和所述油囊模块连通，被配置为将所述液压油输送到所述油囊模块，使得所述自动升降装置上升，并在所述相变材料从固相变换成液相期间接收来自于所述相变换热模块的液压油。

2.根据权利要求1所述的自动升降装置，其特征在于，所述加压储能模块包括：

第二能量储存单元，被配置为储存所述液压油；

主动储能支路，与所述第二能量储存单元和所述油囊模块连通，并被构造成在所述自动升降装置下降期间而且所述相变材料从液相变为固相之前将所述油囊模块内的液压油泵送到所述第二能量储存单元；

被动储能支路，与所述第二能量储存单元和所述油囊模块连通，并被构造成在所述自动升降装置下降期间而且所述相变材料从液相变为固相期间将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和所述相变换热模块；以及

驱动储能支路，与所述第二能量储存单元和所述相变换热模块连通，并被构造成在所述相变材料从液相变为固相期间，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；

其中，通过所述主动储能支路和所述被动储能支路从所述油囊模块流动到所述第二能量储存单元和所述相变换热模块的液压油的排出量等于通过所述驱动储能模块从所述相变换热模块流动到所述油囊模块的液压油的排入量。

3.根据权利要求1所述的自动升降装置，其特征在于，所述相变换热模块还包括：

液压油腔，被配置为在所述相变材料从固相变为液相期间体积变大，使得所述液压油腔内的液压油流向所述驱动储能模块，并且在所述相变材料从液相变为固相期间体积变小，使得所述液压油腔接收来自所述加压储能模块的液压油。

4.根据权利要求1所述的自动升降装置，其特征在于，还包括：

第一传感器，被配置为检测所述相变换热模块的压力；

流量计，与所述加压储能模块、所述驱动储能模块和所述油囊模块连通，被配置基于所述油囊模块流入和流出的液压油的体积计算所述油囊模块内的总油量；以及

第二传感器，与所述油囊模块连通，被配置为检测所述油囊模块中的压力，以基于所述油囊模块内的压力计算所述自动升降装置的下降和/或上升距离。

5.根据权利要求1所述的自动升降装置，其特征在于，所述驱动储能模块包括：

第一能量储存单元，被配置为在所述相变材料从固相变换成液相期间接收来自于所述相变换热模块的液压油；

第三传感器，与所述第一能量储存单元连接，被配置为检测所述第一能量储存单元内的压力；

控制阀，基于所述第三传感器检测的所述驱动储能模块内的压力，允许液压油从所述第一能量储存单元流动到油囊模块以控制自动升降装置上升；以及

第一单向阀，被配置为允许所述相变换热模块的液压油单向流入所述第一能量储存单元，其中，在所述第一能量储存单元和油囊模块之间设有减压阀，以将所述第一能量储存单元和油囊模块之间的压差保持在固定值。

6.根据权利要求2所述的自动升降装置，其特征在于，所述加压储能模块还包括通路转换单元，被配置为控制所述加压储能模块和所述油囊模块通过所述主动储能支路连通或通过所述被动储能支路连通。

7.根据权利要求2所述的自动升降装置，其特征在于，所述驱动储能支路包括：第二单向阀，被配置为允许所述第二能量储存单元的液压油单向流入所述相变换热模块。

8.根据权利要求6所述的自动升降装置，其特征在于：

所述通路转换单元包括：三通阀，所述三通阀的第一端口与所述油囊模块连通；

所述主动储能支路包括：

液压泵，所述液压泵的输入端口与所述三通阀的第二端口连通，以在所述自动升降装置下降期间而且所述相变材料从液相变为固相之前，使得所述三通阀的第一端口与第二端口连通，以将所述油囊模块内的液压油泵送到所述第二能量储存单元；以及

第三单向阀，所述第三单向阀的输入端口与所述液压泵的输出端口连通，所述第三单向阀的输出端口与所述第二能量储存单元连通，以阻止所述第二能量储存单元的液压油流动到所述液压泵。

9.根据权利要求8所述的自动升降装置，其特征在于，所述被动储能支路包括：

连接在所述第二能量储存单元和所述三通阀的第三端口之间的被动管路，所述被动管路被构造成在所述自动升降装置下降期间而且所述相变材料从液相变为固相期间，使得所述三通阀的第一端口与第三端口连通，以将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；以及

第四传感器，与所述第二能量储存单元连接，被配置为检测所述第二能量储存单元的压力，在所述第四传感器检测到所述第二能量储存单元的压力下降到预定值时，控制所述自动升降装置上升。

10.一种水下勘测系统，其特征在于，包括：

如权利要求1至9中任一所述的自动升降装置；以及

勘测设备，安装在所述自动升降装置上。

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