[发明专利]复合能源的水下滑翔器及其驱动方法

摘要

本发明公开了一种复合能源的水下滑翔器，它包括由依次联结的导流罩、燃料电池冷却腔、热机冷却腔、热机工作腔和密封底盘构成的总密封腔；所述燃料电池冷却腔和热机冷却腔均为带有单密封夹层的筒状壳体，夹层内灌装有冷却介质；所述热机工作腔为双密封夹层的壳体，所述外夹层中设置有保温材料，所述内夹层中设置有温敏材料和换热器；所述总密封腔内固定有方型支架，所述磁罗盘仪和控制电路板固定在方型支架的前端，所述方型支架的后端依次地设置有扭转姿态调整机构、俯仰姿态调整机构、含有质子交换膜燃料电池的电驱动装置和温差驱动装置；本发明中还公开了实现本发明水下滑翔器在近海和深海时的电驱动和温差驱动两种航行驱动方法。

主权项

1.一种复合能源的水下滑翔器，包括设置在总密封腔内的磁罗盘仪、控制电路板和液压柱塞泵，其特征在于：所述总密封腔由依次联结的导流罩、燃料电池冷却腔、热机冷却腔、热机工作腔和密封底盘组成；所述总密封腔的前端联结有头盖，所述总密封腔的后端依次联结有尾舱和尾舵，从而构成主体；所述燃料电池冷却腔和热机冷却腔均为带有单密封夹层的筒状壳体，夹层内灌装有冷却介质；所述热机工作腔为双密封夹层的壳体，所述外夹层中设置有保温材料，所述内夹层中设置有温敏材料和换热器；所述总密封腔内固定有方型支架，所述磁罗盘仪和控制电路板固定在方型支架的前端，所述方型支架的后端依次地设置有扭转姿态调整机构、俯仰姿态调整机构、电驱动装置和温差驱动装置；所述扭转姿态调整机构由相互啮合的大、小行星轮、旋转直流伺服电机、氢气瓶及氧气瓶构成；所述大行星轮固定在方型支架上，所述旋转直流伺服电机、氢气瓶及氧气瓶均固定在第一夹板上，并由轴承部件与方型支架联结，通过旋转和扭转氢气瓶和氧气瓶，以改变滑翔器在航行时的扭转角；所述俯仰姿态调整机构由固定在第二夹板上的俯仰直流伺服电机、齿轮齿条传动机构和质子交换膜燃料电池构成；所述俯仰直流伺服电机带动所述齿轮使所述质子交换膜燃料电池在所述齿条导轨上移动，以控制滑翔器的重心与浮心的相对位置，以改变滑翔器在航行时的俯仰角；所述电驱动装置是在控制电路板的基础上还包括依次联结的直流伺服电机、螺母丝杠传动副、液压柱塞泵、二通电磁阀和外皮囊，所述液压柱塞泵壳体通过二通电磁阀与所述外皮囊相通，所述直流伺服电机通过螺母丝杠副驱动液压柱塞泵的活塞运动；由两个冷却二通电磁阀控制使质子交换膜燃料电池通过所述燃料电池冷却腔形成冷却回路；所述温差驱动装置是在质子交换膜燃料电池、燃料电池冷却腔、热机工作腔、热机冷却腔和外皮囊的基础上，还包括蓄能器和内皮囊，由两个二通电磁阀控制使质子交换膜燃料电池与燃料电池冷却腔形成冷却回路；由两个三通电磁阀控制使热机工作腔的换热器与热机冷却腔接通；所述热机工作腔连接有二通管接头，并通过橡胶管连接三通管接头的一个端口，所述三通管接头的另外两个端口，一路接于正向导通的第一单向阀的输入端，另一路接于反向导通的第二单向阀的输出端；所述第一单向阀的输出端分为两路：一路与蓄能器相通，另一路经第一二通电磁阀连于外皮囊，反向导通的第二单向阀的输入端亦分为两路：一路直接接于内皮囊，另一路经过第二二通电磁阀连接于外皮囊。