一種波浪能發(fā)電式水下機(jī)器人制造技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)提供了一種波浪能發(fā)電式水下機(jī)器人，屬于水下機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，包括母船和潛器，母船上設(shè)有太陽(yáng)能板、蓄電池和發(fā)電機(jī)，太陽(yáng)能板和發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能存儲(chǔ)在蓄電池內(nèi)，其中發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子通過(guò)聯(lián)軸器與纏繞有電纜的線軸相連接，線軸的下方設(shè)有張力傳感器，纏繞在線軸上的電纜穿過(guò)張力傳感器后與潛器相連。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)的有益效果為：結(jié)構(gòu)合理，性能穩(wěn)定，采用特殊傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，能夠有效的將波浪能轉(zhuǎn)換成電能供水下潛器使用，同時(shí)配合太陽(yáng)能發(fā)電，不僅節(jié)能環(huán)保，還能就地取材，大大的延長(zhǎng)了水下潛器的工作時(shí)間，同時(shí)采用水下和水面雙重探測(cè)裝置，具有水下機(jī)器人和無(wú)人船的多重功能，適用范圍大，性能穩(wěn)定，便于推廣使用。

A wave power generation underwater robot

The invention provides a wave power underwater vehicle, which belongs to the field of underwater robot technology, including the mother ship and submarine, equipped with solar panels, battery and generator mother ship, solar panels and generator produces electrical energy stored in the accumulator, wherein the rotor of the generator through the cable spool coupling and winding connect the spool is provided with a tension sensor, winding shaft through the cable tension sensor is connected with the submersible. The invention has the advantages of reasonable structure, stable performance, using a special transmission structure, can effectively convert wave energy into electricity supply at the same time with the use of diving, solar power, energy saving and environmental protection not only, but also use local materials, greatly prolong the working time of the underwater vehicle, and the underwater and surface double probe device has multiple functions of underwater robots and unmanned ship, wide application range, stable performance, easy to use.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種波浪能發(fā)電式水下機(jī)器人
本專(zhuān)利技術(shù)涉及水下機(jī)器人能源
，尤其涉及一種波浪能發(fā)電式水下機(jī)器人。
技術(shù)介紹
隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人類(lèi)對(duì)海洋資源的探索越來(lái)越多，其中所使用的工具主要為水下航行器，如自主水下機(jī)器人、水下滑翔器等等，由于岸基或甲板離水面距離較遠(yuǎn)，在長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)活動(dòng)中能源供給很短缺，現(xiàn)在所使用的辦法多是內(nèi)置電池或者利用太陽(yáng)能、潮汐能來(lái)轉(zhuǎn)化成電能，這些形式的裝置受海洋天氣變化影響很大，轉(zhuǎn)化效率不穩(wěn)定，導(dǎo)致實(shí)際工作時(shí)的能量供應(yīng)難以保證，使用效果不佳。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)提供了一種波浪能發(fā)電式水下機(jī)器人，結(jié)構(gòu)合理，性能穩(wěn)定，采用特殊傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，能夠有效的將波浪能轉(zhuǎn)換成電能供水下潛器使用，同時(shí)配合太陽(yáng)能發(fā)電，不僅節(jié)能環(huán)保，還能就地取材，大大的延長(zhǎng)了水下潛器的工作時(shí)間，同時(shí)采用水下和水面雙重探測(cè)裝置，具有水下機(jī)器人和無(wú)人船的多重功能，適用范圍大，性能穩(wěn)定，便于推廣使用。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種波浪能發(fā)電式水下機(jī)器人，包括母船和潛器，所述的母船通過(guò)電纜與潛器相連，其特征在于，還包括太陽(yáng)能板、蓄電池、發(fā)電機(jī)、聯(lián)軸器和張緊裝置，所述的母船的頂部設(shè)有太陽(yáng)能板，太陽(yáng)能板與母船內(nèi)部的蓄電池的充電口一相連，所述的發(fā)電機(jī)的輸出端通過(guò)逆變器一與蓄電池的充電口二相連，蓄電池的放電口通過(guò)逆變器二與發(fā)電機(jī)輸入端相連，所述的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子端設(shè)有聯(lián)軸器，聯(lián)軸器包括中心軸、內(nèi)磁節(jié)和外磁節(jié)，其中內(nèi)磁節(jié)與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子相連接，外磁節(jié)與線軸相連接，內(nèi)磁節(jié)與外磁節(jié)的相對(duì)面的端面上均設(shè)有凹槽，凹槽內(nèi)分別設(shè)有內(nèi)磁節(jié)軸承和外磁節(jié)軸承，所述的線軸的下方設(shè)有張力傳感器，纏繞在線軸上的電纜穿過(guò)張力傳感器后與潛器相連，所述的張力傳感器與控制器、蓄電池和發(fā)電機(jī)形成閉合反饋回路。作為本方案的優(yōu)選實(shí)施例，所述的中心軸材質(zhì)為聚苯硫醚，其中部為環(huán)形平臺(tái)，位于內(nèi)磁節(jié)和外磁節(jié)的中間，中心軸的兩端為與內(nèi)磁節(jié)軸承和外磁節(jié)軸承相匹配的圓軸。作為本方案的優(yōu)選實(shí)施例，所述的外磁節(jié)和內(nèi)磁節(jié)的端面上設(shè)有相等數(shù)量的偶數(shù)個(gè)圓形盲孔，每個(gè)盲孔中裝有一個(gè)磁鋼，相同磁節(jié)上的磁鋼朝向外側(cè)的磁極為N極和S極交替分布，外磁節(jié)和內(nèi)磁節(jié)相同位置處的磁鋼朝向外側(cè)的磁極相反，盲孔外分別設(shè)有外磁節(jié)壓蓋和內(nèi)磁節(jié)壓蓋。作為本方案的優(yōu)選實(shí)施例，所述的電纜分為包裹層和線芯，其中包裹層的材質(zhì)為丁腈彈性體材料，線芯為銅絲纏絞而成。本申請(qǐng)實(shí)施例中提供的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)合理，性能穩(wěn)定，采用特殊傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，能夠有效的將波浪能轉(zhuǎn)換成電能供水下潛器使用，同時(shí)配合太陽(yáng)能發(fā)電，不僅節(jié)能環(huán)保，還能就地取材，大大的延長(zhǎng)了水下潛器的工作時(shí)間，同時(shí)采用水下和水面雙重探測(cè)裝置，具有水下機(jī)器人和無(wú)人船的多重功能，適用范圍大，性能穩(wěn)定，便于推廣使用。附圖說(shuō)明為了更清楚地說(shuō)明本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅是本專(zhuān)利技術(shù)的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本申請(qǐng)實(shí)施例的水下機(jī)器人整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本申請(qǐng)實(shí)施例的母船內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖視圖；圖3是本申請(qǐng)實(shí)施例的聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)剖視圖；圖4是本申請(qǐng)實(shí)施例的中心軸結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本申請(qǐng)實(shí)施例的張緊裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本申請(qǐng)實(shí)施例的蓄電池接線示意圖；圖7是本申請(qǐng)實(shí)施例的張緊原理示意圖。圖1-圖7中：1、母船，2、潛器，3、張緊裝置，4、母船推進(jìn)器，5、太陽(yáng)能板，6、聯(lián)軸器，7、發(fā)電機(jī)，8、逆變器一，9、逆變器二，10、蓄電池，11、外磁節(jié)，12、磁鋼，13、電纜，14、線軸，15、中心軸，16、外磁節(jié)軸承，17、外磁節(jié)壓蓋，18、內(nèi)磁節(jié)壓蓋，19、內(nèi)磁節(jié)軸承，20、內(nèi)磁節(jié)，21、丁腈橡膠密封圈，22、張力傳感器，23、控制器，24、充電口一，25、充電口二，26、放電口。具體實(shí)施方式本專(zhuān)利技術(shù)提供了一種波浪能發(fā)電式水下機(jī)器人，結(jié)構(gòu)合理，性能穩(wěn)定，采用特殊傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，能夠有效的將波浪能轉(zhuǎn)換成電能供水下潛器使用，同時(shí)配合太陽(yáng)能發(fā)電，不僅節(jié)能環(huán)保，還能就地取材，大大的延長(zhǎng)了水下潛器的工作時(shí)間，同時(shí)采用水下和水面雙重探測(cè)裝置，具有水下機(jī)器人和無(wú)人船的多重功能，適用范圍大，性能穩(wěn)定，便于推廣使用。為了更好的理解上述技術(shù)方案，下面將結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖以及具體的實(shí)施方式對(duì)上述技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。如圖1-圖7示，一種波浪能發(fā)電式水下機(jī)器人，包括母船1和潛器2，所述的母船1通過(guò)電纜13與潛器2相連，還包括太陽(yáng)能板5、蓄電池10、發(fā)電機(jī)9、聯(lián)軸器8和張緊裝置3，所述的母船1的頂部設(shè)有太陽(yáng)能板5，太陽(yáng)能板5與母船1內(nèi)部的蓄電池10的充電口一24相連，所述的發(fā)電機(jī)7的輸出端通過(guò)逆變器一8與蓄電池10的充電口二25相連，蓄電池10的放電口26通過(guò)逆變器二9與發(fā)電機(jī)7輸入端相連，所述的發(fā)電機(jī)7轉(zhuǎn)子端設(shè)有聯(lián)軸器6，聯(lián)軸器6包括中心軸15、內(nèi)磁節(jié)20和外磁節(jié)11，其中內(nèi)磁節(jié)20與發(fā)電機(jī)7的轉(zhuǎn)子相連接，外磁節(jié)11與線軸14相連接，內(nèi)磁節(jié)20與外磁節(jié)11的相對(duì)面的端面上均設(shè)有凹槽，凹槽內(nèi)分別設(shè)有內(nèi)磁節(jié)軸承18和外磁節(jié)軸承16，所述的線軸14的下方設(shè)有張力傳感器22，纏繞在線軸14上的電纜13穿過(guò)張力傳感器22后與潛器2相連，所述的張力傳感器22與控制器23、蓄電池10和發(fā)電機(jī)7形成閉合反饋回路。其中，在實(shí)際應(yīng)用中，所述的中心軸15材質(zhì)為聚苯硫醚，其中部為環(huán)形平臺(tái)，位于內(nèi)磁節(jié)20和外磁節(jié)11的中間，中心軸的兩端為與內(nèi)磁節(jié)軸承19和外磁節(jié)軸承16相匹配的圓軸，采用聚苯硫醚這種非導(dǎo)磁材質(zhì)的材料，不僅耐腐性能高，且不會(huì)產(chǎn)生渦流，減少能量損失。其中，在實(shí)際應(yīng)用中，所述的外磁節(jié)11和內(nèi)磁節(jié)20的端面上設(shè)有相等數(shù)量的偶數(shù)個(gè)圓形盲孔，每個(gè)盲孔中裝有一個(gè)磁鋼12，相同磁節(jié)上的磁鋼12朝向外側(cè)的磁極為N極和S極交替分布，外磁節(jié)11和內(nèi)磁節(jié)20相同位置處的磁鋼12朝向外側(cè)的磁極相反，盲孔外分別設(shè)有外磁節(jié)壓蓋17和內(nèi)磁節(jié)壓蓋18，其中所述的磁鋼12為釹鐵硼材質(zhì)的強(qiáng)磁鐵，通過(guò)磁鐵之間的吸引力，進(jìn)行扭矩的傳遞，密封效果好，且不容易被磨壞，機(jī)械損耗低，性能穩(wěn)定。其中，在實(shí)際應(yīng)用中，所述的電纜13分為包裹層和線芯，其中包裹層的材質(zhì)為丁腈彈性體材料，線芯為銅絲纏絞而成，電纜13的包裹層起到浮體材料的作用，使得整體結(jié)構(gòu)在水中的浮力等于其重力，避免因電纜13的收放長(zhǎng)度對(duì)潛器2的工作影響。工作原理：使用時(shí)，母船1航行在水面上，以太陽(yáng)能板5發(fā)電，產(chǎn)生的電能存儲(chǔ)于蓄電池10中；潛器2在水下沿固定深度航行進(jìn)行探測(cè)，母船1受水面波浪影響會(huì)上下波動(dòng)，從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)7的轉(zhuǎn)子進(jìn)行往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，切割磁感線感生出電流，產(chǎn)生的電能經(jīng)過(guò)逆變器一8轉(zhuǎn)換為直流電存儲(chǔ)于蓄電池10中，通過(guò)電纜13傳輸?shù)綕撈?上進(jìn)行供電，當(dāng)電纜13處于松弛狀態(tài)時(shí)，張力傳感器22會(huì)檢測(cè)到電纜13未張緊，并將該信號(hào)反饋到控制器23內(nèi)進(jìn)行處理，控制器23發(fā)出動(dòng)作信號(hào)控制發(fā)電機(jī)7短時(shí)間反向通電，轉(zhuǎn)換為電動(dòng)機(jī)進(jìn)行使用，帶動(dòng)線軸14對(duì)電纜13進(jìn)行纏繞，使其始終處于張緊狀態(tài)；在潛器2回收以及調(diào)節(jié)潛器2下潛深度時(shí)，蓄電池10的輸出線輸送電能至逆變器二9，將直流電轉(zhuǎn)化為交流電，再將交流電輸送到發(fā)電機(jī)7的輸入端，使得發(fā)電機(jī)7做電動(dòng)機(jī)使用，帶動(dòng)聯(lián)軸器6本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種波浪能發(fā)電式水下機(jī)器人，包括母船(1)和潛器(2)，所述的母船(1)通過(guò)電纜(13)與潛器(2)相連，其特征在于，還包括太陽(yáng)能板(5)、蓄電池(10)、發(fā)電機(jī)(9)、聯(lián)軸器(6)和張緊裝置(3)，所述的母船(1)的頂部設(shè)有太陽(yáng)能板(5)，太陽(yáng)能板(5)與母船(1)內(nèi)部的蓄電池(10)的充電口一(24)相連，所述的發(fā)電機(jī)(7)的輸出端通過(guò)逆變器一(8)與蓄電池(10)的充電口二(25)相連，蓄電池(10)的放電口(26)通過(guò)逆變器二(9)與發(fā)電機(jī)(7)輸入端相連，所述的發(fā)電機(jī)(7)轉(zhuǎn)子端設(shè)有聯(lián)軸器(6)，聯(lián)軸器(6)包括中心軸(15)、內(nèi)磁節(jié)(20)和外磁節(jié)(11)，其中內(nèi)磁節(jié)(20)與發(fā)電機(jī)(7)的轉(zhuǎn)子相連接，外磁節(jié)(11)與線軸(14)相連接，內(nèi)磁節(jié)(20)與外磁節(jié)(11)的相對(duì)面的端面上均設(shè)有凹槽，凹槽內(nèi)分別設(shè)有內(nèi)磁節(jié)軸承(18)和外磁節(jié)軸承(16)，所述的線軸(14)的下方設(shè)有張力傳感器(22)，纏繞在線軸(14)上的電纜(13)穿過(guò)張力傳感器(22)后與潛器(2)相連，所述的張力傳感器(22)與控制器(23)、蓄電池(10)和發(fā)電機(jī)(7)形成閉合反饋回路。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種波浪能發(fā)電式水下機(jī)器人，包括母船(1)和潛器(2)，所述的母船(1)通過(guò)電纜(13)與潛器(2)相連，其特征在于，還包括太陽(yáng)能板(5)、蓄電池(10)、發(fā)電機(jī)(9)、聯(lián)軸器(6)和張緊裝置(3)，所述的母船(1)的頂部設(shè)有太陽(yáng)能板(5)，太陽(yáng)能板(5)與母船(1)內(nèi)部的蓄電池(10)的充電口一(24)相連，所述的發(fā)電機(jī)(7)的輸出端通過(guò)逆變器一(8)與蓄電池(10)的充電口二(25)相連，蓄電池(10)的放電口(26)通過(guò)逆變器二(9)與發(fā)電機(jī)(7)輸入端相連，所述的發(fā)電機(jī)(7)轉(zhuǎn)子端設(shè)有聯(lián)軸器(6)，聯(lián)軸器(6)包括中心軸(15)、內(nèi)磁節(jié)(20)和外磁節(jié)(11)，其中內(nèi)磁節(jié)(20)與發(fā)電機(jī)(7)的轉(zhuǎn)子相連接，外磁節(jié)(11)與線軸(14)相連接，內(nèi)磁節(jié)(20)與外磁節(jié)(11)的相對(duì)面的端面上均設(shè)有凹槽，凹槽內(nèi)分別設(shè)有內(nèi)磁節(jié)軸承(18)和外磁節(jié)軸承(16)，所述的線軸(14)的下方設(shè)有張力傳感器(22)，纏繞在線軸(14)上的電纜(13)穿過(guò)張力傳...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：武建國(guó)，王曉鳴，張敏革，孫秀軍，斯白露，林興華，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：武建國(guó)，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：天津,12