浮潜系统的浮潜控制方法及铝空气电池的浮潜应用

本发明属于浮潜，具体涉及浮潜系统的浮潜控制方法及铝空气电池的浮潜应用。

背景技术：

1、目前，浮潜的方式主要有三种，包括机械升降系统、人工潜水和海底模式。其中，机械升降系统和人工潜水，需要耗费大量的材料和人力资源，难以满足长期持久的水下作业的需要。潜航模式依靠压载水舱的蓄水和排水来实现潜水和漂浮，但该模式结构设计复杂，在整个潜航过程中能量损耗大，不利于灵活方便的水下作业。随着人类海洋活动的日益广泛，水下机器人及相关的小型柔性设备在科学发现、水下航行、海洋监测、救援打捞、观光潜水等方面得到了极大的应用。但是，目前小型柔性设备仍需搭载在上述平台上完成浮潜过程，这不利于水下作业的灵活性和机动性。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明旨在提供一种可以解决上述问题或至少在一定程度上缓解上述问题的浮潜系统的浮潜控制方法及铝空气电池的浮潜应用。

2、本发明一方面提供一种浮潜动力装置，包括：壳体，所述壳体内设有容纳空间；设于所述容纳空间内的金属-气体电池，金属-气体电池包括气体、金属及电解质，气体为正极，金属为负极，电解质包含水；及设于所述壳体内的应急电池，应急电池可受控地与金属-气体电池电连接，当应急电池与金属-气体电池电连接时，应急电源电解电解质的水生成氧气和氢气，从而使浮潜动力装置具有上浮的动力。

3、在一些实施例中，还包括设于浮潜动力装置内的控制模块，控制模块分别与金属-气体电池与应急电池连接，用于控制金属-气体电池与应急电池之间的连通或断开。

4、在一些实施例中，当应急电池与金属-气体电池断开电连接时，可通过金属-气体电池放电消耗容纳空间内的气体而能够执行下潜动作。

5、在一些实施例中，控制模块还用于控制应急电池输出电流的大小。

6、在一些实施例中，金属-气体电池包括一个或多个铝空气电池，当铝空气电池为多个时，多个铝空气电池串联。

7、本发明另一方面提供一种浮潜系统，包括上述的浮潜动力装置；和操作终端，操作终端用于向浮潜动力装置发出控制信号。

8、在一些实施例中，浮潜系统还包括第一设备，浮潜动力装置与第一设备连接，用于为第一设备提供浮潜动力。

9、在一些实施例中，浮潜系统还包括第一设备，浮潜动力装置与第一设备集成于一体，浮潜动力装置的壳体同时构成第一设备的壳体。

10、在一些实施例中，第一设备为水下机器人。

11、在一些实施例中，第一设备为手机。

12、本发明还一方面提供一种浮潜系统的浮潜控制方法，浮潜系统包括浮潜动力装置，浮潜动力装置包括应急电池和电解质含水的铝空气电池，浮潜控制方法包括以下步骤：将铝空气电池与应急电池电连接，应急电池电解铝空气电池的电解质的水并生成氧气和氢气，以使浮潜动力装置的重力小于浮力，而进行上浮动作。

13、在一些实施例中，浮潜控制方法还包括步骤：启动铝空气电池使之放电并消耗氧气，以使浮潜系统的重力大于浮力，而进行下潜动作。

14、在一些实施例中，根据公式

15、vb＝vraw+vgas

16、mbmraw+mgas

17、qc＝i·t

18、

19、

20、

21、

22、

23、

24、其中：mb为金属-气体电池与应急电池的总质量；md为金属-气体电池与应急电池的总质量；mgas为应急电池放电前金属-气体电池与应急电池的总质量；mra为产生的气体和浮潜动力装置的质量，v代表体积；qc为应急电池放电期间的总电荷；i为应急电池放电期间的总电荷、t为应急电池放电时间；vmol为气体的摩尔体积；m为气体的摩尔质量；n为电荷转移数；f0是法拉第常数；g为浮潜动力装置的重力，f为浮潜动力装置的浮力；

25、通过控制铝空气电池与应急电池电连接的时间和电流输出大小，以控制浮潜动力装置的上浮和下潜。

26、在一些实施例中，浮潜系统还包括控制模块，浮潜控制方法还包括以下步骤：

27、将控制模块用于接收一控制信号，并根据控制信号控制铝空气电池与的应急电池的连接或断开。

28、在一些实施例中，浮潜控制方法还包括步骤：提供一操作终端，利用操作终端发出控制信号。

29、在一些实施例中，控制信号为无线控制信号。

30、在一些实施例中，控制信号包括上浮信号和下潜信号。

31、本发明再一方面提供一种铝空气电池用于浮潜一浮潜设备的用途。

32、在一些实施例中，浮潜设备为水下机器人。

33、在一些实施例中，浮潜设备为手机。

34、在一些实施例中，浮潜设备为潜水艇。

35、相比现有技术，本发明的一个实施例具有以下至少一个有益效果：通过将铝空气电池与应急电池电连接，应急电池电解铝空气电池的电解质的水并生成氧气和氢气，以使浮潜动力装置的重力小于浮力，而进行上浮动作。本浮潜控制方法能够高效、便捷地实现浮潜电动力装置的上浮，有利于浮潜设备的水下作业。

技术特征：

1.一种浮潜系统的浮潜控制方法，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的浮潜控制方法，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的浮潜控制方法，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的浮潜控制方法，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的浮潜控制方法，其特征在于，还包括：

6.根据权利要求4所述的浮潜控制方法，其特征在于，

7.根据权利要求4所述的浮潜控制方法，其特征在于，

8.一种铝空气电池用于浮潜一设备的用途。

9.根据权利要求8所述的用途，其特征在于，

10.根据权利要求8所述的用途，其特征在于，

技术总结
本发明提供浮潜系统的浮潜控制方法及铝空气电池的浮潜应用，所述浮潜系统包括浮潜动力装置，所述浮潜动力装置包括应急电池和电解质含水的铝空气电池，所述浮潜控制方法包括以下步骤：将所述铝空气电池与所述应急电池电连接，所述应急电池电解所述铝空气电池的电解质的水并生成氧气和氢气，以使所述浮潜动力装置的重力小于浮力，而进行上浮动作。本发明通过将应急电池与金属‑气体电池相结合，从而提供浮潜装置上浮的动力，本浮潜控制方法操作简单，能够高效、便捷地实现浮潜动力装置的上浮，有利于浮潜设备的水下作业。

技术研发人员：黄燕,贺宁,凌苇
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学（深圳）
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16