CN104564506A - 海浪发电航标灯 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种海浪发电航标灯，包括一铣平面球状的浮体和设于浮体上部的灯柱，浮体包括设于其内部底端的配重体、以及设于配重体上方的自动供电装置；自动供电装置包括水平设置的圆形底座、垂直固定于底座的主轴、以及沿主轴轴线由上至下安装的旋转机构、飞轮和加速器；加速器的输出端连接有发电机，发电机用于给灯柱内的灯具供电；旋转机构包括滚轮、传力杆以及套设于主轴的单向转动装置，传力杆水平设置且连接滚轮和单向转动装置；底座的周边设有环形的轨道，滚轮的轮边置于轨道并绕其做圆周运动。该航标灯设计新颖、节能环保，结构合理简洁，检修方便且使用寿命长。

Description

海浪发电航标灯
技术领域
本发明涉及一种具有海浪发电功能的航标灯，具体地说是一种重新设计了航标灯的内部结构并在其中安装了发电机，通过滚轮传动装置充分将海洋水体的动能转化为电能从而实现发电的功能。
背景技术
航标灯是一种为保证船舶在夜间或大雾天气里安全航行而安装在某些航标上的交通灯，它在夜间或大雾天气里，能发出规定的灯光颜色和闪光频率，达到规定的照射角度和能见距离。
目前，在海洋航标灯塔航标电源供应上，一般通过自带的蓄电池供电，其长时间的开启需要消耗大量的电能。现有通过采用太阳能电池供电的航标灯，太阳能电池在阳光充足下是较为理想电源，但无法在阴雨天气中进行蓄电。如专利申请号为CN200810035412.3的专利申请文件公开了一种浮体式太阳能航标灯，由一浮体部和设置于浮体部上的发光二极管灯体构成；该浮体部包括由轻质材料制成的碗状体，该碗状体内底部贴设有配重体该碗状体开口端盖设一太阳能集能板，与太阳能集能板连接的蓄电池和与蓄电池的控制电路板均固定设置在碗状体中；其解决现有的航标灯的固定设置方式，需要进一步增加产品的使用成本的问题。
但是上述技术方案仍然没有解决太阳能蓄电的缺陷，为此，申请人在现有技术的基础上，致力于研制结构简单、节能环保且使用维修简单的新型海浪发电航标灯。
发明内容
本发明要解决的技术问题为提供一种海浪发电航标灯，其塔标灯可实现自动供电装置，具体为将海洋波浪提供的动能，通过本装置转化成机械能，再将机械能转化成电能，规避了现有技术的不足。
为解决上述技术问题，本发明包括以下的技术方案：
一种海浪发电航标灯，包括一铣平面球状的浮体和设于浮体上部的灯柱，浮体包括设于其内部底端的配重体、以及设于配重体上方的自动供电装置；
所述自动供电装置包括水平设置的圆形底座、垂直固定于底座的主轴、以及沿主轴轴线由上至下安装的旋转机构、飞轮和加速器；加速器的输出端连接有发电机，发电机用于给灯柱内的灯具供电；
所述旋转机构包括滚轮、传力杆以及套设于主轴的单向转动装置，传力杆水平设置且连接滚轮和单向转动装置；底座的周边设有环形的轨道，滚轮的轮边置于轨道并绕其做圆周运动，主轴在单向转动装置的带动下做单向旋转运动。
进一步地，单向转动装置优选为棘轮，传力杆固定连接于棘轮的侧边，棘轮的内环与主轴固定连接，通过棘轮将滚轮连续或往复运动转换成单向步进运动。
为进一步合理的设计本发明的自动供电装置，使其结构配合更为紧凑，具体改进为，底座上设有用于固定主轴的支架，支架的上方安装有限位轮毂，飞轮设于限位轮毂的上端，加速器设于支架的下方。
另一方面，通过自动供电装置供电的同时还利用蓄电池蓄电，即发电机的输出端连接连接有蓄电池装置，蓄电池装置与灯柱内的灯具相连。
进一步为增强航标灯在水中浮动的平衡性，浮体外侧面的顶部等间距设有若干个限位浮子。
进一步地优化本发明海浪发电航标灯在正常运行时，具有合理简单的结构，限位浮子与海平面的距离为0.3～0.6m；浮体的吃水深度为1～2m。在该距离的限定下的航标灯受到海浪冲击时，摆动较大，自动供电装置的摇摆起点较低。
为更进一步精确设计航标灯的浮体，航标灯在自动供电时，使浮体的中心轴线偏离的角度不大于8°，优选为5～8°，该角度下的自动供电装置能很好的进行工作。
进一步提高浮体的平衡力，浮体的底部连接有倒锥状的平衡体；平衡体的倒椎体上设有地锚，优选在倒椎体的上部安装该地锚。
本发明使用的灯柱为三菱柱构造，其高度为5～6m，该构造的灯柱具有极佳的抗风抗阻能力。
更进一步地，浮体的球状直径为4-5m。
本发明提供了一种新颖设计、节能环保的航标灯，通过旋转机构带动发电机进行发电和蓄电，具体为浮体在受到波浪的周期冲击而往复摆动，促使旋转机构的滚轮沿轨道绕主轴往复运动，在棘轮的限定下，主轴和飞轮实现单方向转动；主轴单向转动，并通过加速器将动力输送至发电机，随着滚轮的持续往复周期摆动，发电亦不断持续。上述过程中，当旋转机构转动增高时，飞轮动能增加，将能量贮蓄起来；而当旋转机构转动减缓时，飞轮动能减少，把能量释放出来，从而达到减少旋转机构运转过程的速度波动，提高转动效率。
本发明的海浪发电航标灯结构设计合理简洁；当浮体在波浪冲击偏离时，即可实现自动发动。相对于现有技术中航标灯需要3m的吃水深度，本发明航标灯仅需1～2m，在具有较好的平衡性的同时，产生有效摆动力。
此外，由于本发明的海浪发电航标灯不需经常检修，更换蓄电池且使用寿命长，减少了人工维修和更换灯体成本。
附图说明
上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1是实施例中海浪发电航标灯的剖视图；
图2是图1中部位I的放大示意图；
图3是实施例中浮体1的俯视图；
图4是实施例中自动供电装置中各部件的装配示意图；
图5是海浪发电航标灯的另一实施例的主视图。
具体实施方式
实施例
参见图1～3，本发明的一种海浪发电航标灯，包括一铣平面球状的浮体1和设于浮体1上部的灯柱2，所述浮体1包括设于其内部底端的配重体10、以及设于配重体10上方的自动供电装置。
参见图4，自动供电装置包括水平设置的圆形底座11、垂直固定于底座11的主轴12、以及沿主轴12轴线由上至下安装的旋转机构、飞轮15和加速器16；加速器16的输出端连接有发电机，所述发电机用于给灯柱2内的灯具供电。
旋转机构包括滚轮13、传力杆14以及套设于主轴12的单向转动装置，传力杆14水平设置且连接所述滚轮13和单向转动装置；底座11的周边设有环形的轨道17，滚轮13的轮边置于轨道17并绕其做圆周运动。滚轮13的轮体边为中心向两侧内弯的弧形构造，使其在轨道17中能更好的实现滚动。
本实施例的单向转动装置优选为棘轮18，传力杆14固定连接于棘轮18的侧边，棘轮18的内环与主轴12固定连接，棘轮18将连续转动或往复运动转换成单向步进运动。本实施例中未对棘轮具体结构做限定，可使用外啮合棘轮机构或内啮合棘轮机构，具体根据实际使用情况进行选择。
本实施例的整体装配中，为使自动供电装置各部件连接更合理、结构更紧凑，底座11上设有用于固定主轴12的支架19，支架19的上方安装有限位轮毂20，飞轮15设于限位轮毂20的上端，加速器16则设于支架19的下方，加速器16连接的发电机安装于底座11上。
此外，发电机的输出端连接还连接有蓄电池装置，蓄电池装置设于底座11上且与灯柱2内的灯具相连。
为提高浮体1在水面的平衡性，浮体1外侧面的顶部等间距设有若干个限位浮子19。本发明的限位浮子21与海平面的距离为0.3～0.6m；浮体1的吃水深度为1～2m；由该条件限定下的航标灯在自动供电时，浮体1的中心轴线偏离的角度不大于8°，具体为5～8°。
本发明的另一个实施方式中，如图5所示，浮体1的底部连接有倒锥状的平衡体22；平衡体22的倒椎体上设有地锚23，该地锚23可安装在倒椎体的任意部位，而最优选为安装在倒椎体的中上部位。
本发明的对浮体1具体尺寸不做限定，根据实际使用情况设计，而本发明中的浮体1的球状直径优选为4～5m。此外，实施例使用的灯柱2结构为三菱柱构造，其高度为5～6m，最佳是在5.6m。
该海浪发电航标灯工作时，浮体1在受到波浪的周期冲击而往复摆动，促使旋转机构的滚轮13沿轨道17绕主轴12往复运动，同时在棘轮18的限定下，主轴12实现单方向转动，并通过加速器16将动力输送至发电机；随着滚轮13的持续往复周期摆动，发电亦不断持续。
以上所述实施例仅仅是本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种海浪发电航标灯，其特征在于，包括一铣平面球状的浮体(1)和设于浮体(1)上部的灯柱(2)，所述浮体(1)包括设于其内部底端的配重体(10)、以及设于配重体(10)上方的自动供电装置；
所述自动供电装置包括水平设置的圆形底座(11)、垂直固定于底座(11)的主轴(12)、以及沿主轴(12)轴线由上至下安装的旋转机构、飞轮(15)和加速器(16)；所述加速器(16)的输出端连接有发电机，所述发电机用于给灯柱(2)内的灯具供电；
所述旋转机构包括滚轮(13)、传力杆(14)以及套设于所述主轴(12)的单向转动装置，所述传力杆(14)水平设置且连接所述滚轮(13)和单向转动装置；所述底座(11)的周边设有环形的轨道(17)，所述滚轮(13)的轮边置于所述轨道(17)并绕其做圆周运动，所述主轴(12)在单向转动装置的带动下做单向旋转运动。
2.如权利要求1所述的海浪发电航标灯，其特征在于，所述单向转动装置为棘轮(18)，所述传力杆(14)固定连接于棘轮(18)的侧边，所述棘轮(18)的内环与所述主轴(12)固定连接。
3.如权利要求2所述的海浪发电航标灯，其特征在于，所述底座(11)上设有用于固定主轴(12)的支架(19)，所述支架(19)的上方安装有限位轮毂(20)，所述飞轮(15)设于限位轮毂(20)的上端，所述加速器(16)设于支架(19)的下方。
4.如权利要求2所述的海浪发电航标灯，其特征在于，所述发电机的输出端连接还连接有蓄电池装置，所述蓄电池装置与灯柱(2)内的灯具相连。
5.如权利要求1-4中任一项所述的海浪发电航标灯，其特征在于，所述浮体(1)外侧面的顶部等间距设有若干个限位浮子(21)。
6.如权利要求5所述的海浪发电航标灯，其特征在于，所述限位浮子(21)与海平面的距离为0.3～0.6m；所述浮体(1)的吃水深度为1～2m。
7.如权利要求6所述的海浪发电航标灯，其特征在于，所述航标灯在自动供电时，所述浮体(1)的中心轴线偏离的角度为5～8°。
8.如权利要求5所述的海浪发电航标灯，其特征在于，所述浮体(1)的底部连接有倒锥状的平衡体(22)；所述平衡体(22)的倒椎体上设有地锚(23)。
9.如权利要求5所述的海浪发电航标灯，其特征在于，所述灯柱(2)为三菱柱构造，其高度为5～6m。
10.如权利要求5所述的海浪发电航标灯，其特征在于，所述浮体(1)的球状直径为4～5m。
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