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本发明公开了一种水下浮力发电装置及其工作方法。本发明公开的水下浮力发电装置,包括第一螺旋桨、发电机转子、发电机定子、蓄电池、壳体、压缩空气储存罐、储水仓和第二螺旋桨。呈环状的发电机定子固定在壳体内,发电机转子转动连接在发电机定子的内侧,发电机转子与发电机定子相对转动能够产生感应电流。发电机转子上同轴固定有转轴,转轴伸出壳体外。第一螺旋桨固定在转轴的外端,第二螺旋桨固定在壳体上。第一螺旋桨与第二螺旋桨的轴线重合,且旋向相反。本发明在上浮和下沉的过程中通过旋向相反的两个螺旋桨来带动发电机的定子和转子相对运动,产生电能,从而为水下作业机器人提供辅助电源,大幅提高水下立体探测器等水下装备的续航时长。