CN105059510A - Gps定位导航的波浪能动力船 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种GPS定位导航的波浪能动力船，包括船本体、波浪发电装置和GPS定位导航装置。船本体包括船舱、翼板和连接杆，所述连接杆垂直固定于船舱的尾部，翼板转动设置于船舱的尾部，且翼板通过弹簧与连接杆连接。波浪发电装置固定设在船舱的外部且与水面接触，波浪发电装置包括转子、传动齿轮组、永磁铁、线圈。GPS定位导航装置密封在船舱中，GPS定位导航装置GPSOne模块包括控制模块、CDMA模块、无线接收模块、电源模块和舵机。本发明所述GPS定位导航的波浪能动力船，利用波浪供能方式，保证在水上供能永不间断，且原理简单，成本较低。采用弹簧连接翼板和连接杆，利用波浪提供船本体前进的动力。

Description

GPS定位导航的波浪能动力船

技术领域

本发明涉及一种GPS定位导航的波浪能动力船。

背景技术

如今GPS定位导航技术已经普遍应用于各类交通、军事等领域。这项技术可以利用卫星定位出其所在位置，显示在相关终端上，并且根据目的地坐标以及已知地图计算出最佳航行路线。GPS的应用，大大提高了航海航空的运输效率与安全性能。GPS利用定位与导航技术所规划出的最佳路线，如果能够控制船运行的方向，便可以节省运输中的人力。

然而，现阶段具有GPS功能的通讯装置一般靠蓄电池或者干电池供电，这就存在着供电不能无限量，需要定时给电池充电，不但麻烦还存在蓄电池对环境的污染的问题，如果航船利用水体的波动使发电单元发电而产生电能，就避免了电池对环境的污染和断电的问题。利用海洋的波浪发电是可再生能源生产的一个重要方面，现有技术已经出现利用波浪的叶轮机、发电机组成的发电装置。包括设计引入海浪的开口、在多个气流孔上设置一个或多个能引入双向气流改变动叶片角度的叶轮机和发电机。利用海水的上下浮动进入整体间隔或分体独立的波浪仓体内压缩空气或形成负压补充空气叶轮机的双向摆动的动叶片输出同一旋转方向的扭矩供给发电机。该结构复杂、成本高。CN200510032243.4波浪波力发电机，波浪的起伏带动浮箱驱动发电机内一个类似活塞机构-动子与定子作相对往复直线运动。动子是一个由数十或更多组永磁体-导磁体按SN-NS-SN-NS…排列叠合而成的部件，其插设在由更多组嵌入了线圈绕组的U形或T型导磁轮叠合而成的定子筒内。当波浪上下起伏推动浮箱运动时，浮箱同时带动动子作往复运动，定子线圈绕组接受的磁通量随之发生变化并产生感应电势，波浪的动能直接转换成电能。同理，定子由永磁体-导磁体叠合、动子由线圈绕组-导磁轮叠合，动子运动时，线圈绕组接受的磁通量也会发生变化、并产生感应电势。同样该结构复杂难以实现，不具有可操作性且成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种GPS定位导航的波浪能动力船，解决现有技术中波浪发电装置结构复杂、成本高的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现：

GPS定位导航的波浪能动力船，包括船本体、波浪发电装置和GPS定位导航装置。

所述船本体包括船舱、翼板和连接杆，所述连接杆垂直固定于船舱的尾部，翼板转动设置于船舱的尾部，且翼板通过弹簧与连接杆连接；所述翼板为仿海豚尾形，呈新月形，翼板上设置有转轴，连接杆下端设置有垂直穿孔，翼板上的转轴套嵌于连接杆上的垂直穿孔。

翼板和连接杆分别设置有弹簧连接孔，用于与弹簧连接，弹簧连接孔的直径略大于弹簧丝的直径，保证弹簧能够穿入，且弹簧的长度大于弹簧连接孔间距5mm左右，保证弹簧穿入后处于自由状态。当船体受到波浪作用发生颠簸时，船头和船尾的沉浮运动会带动连接杆摆动，进而带动翼板发生沉浮运动，该沉浮运动模仿海豚尾巴上下摆动动作，使得翼板相对水体进行运动，使得翼板在弹簧和水体作用下产生转动，从而产生水平方向分力作为船本体前进的动力。翼板的外形与海豚尾相似，充分利用仿生原理以达到最佳推进效率，提供不断的推动力，配合舵的转向使船本体实现自由移动。

所述波浪发电装置固定设在船舱的外部且与水面接触，波浪发电装置包括转子、传动齿轮组、永磁铁、线圈，其中转子与传动齿轮组的输入端固定连接，永磁铁与传动齿轮组的输出端相固定连接，永磁铁与线圈之间相对转动设置，线圈设置在永磁铁的周围。随着转子和水体发生相对运动，转子会带动传动齿轮组转动，从而带动永磁铁转动。此时，永磁铁会与线圈发生相对运动，线圈内磁通量改变，产生感应电流。电流输出端与电源相连，将电能储备至电源，以供给GPS定位导航系统使用。

所述GPS定位导航装置密封在船舱中，GPS定位导航装置GPSOne模块包括控制模块、CDMA模块、无线接收模块、电源模块和舵机，其中，CDMA模块、无线接收模块、电源模块和舵机分别与GPSOne模块的控制模块之间电连接，所述电源模块与波浪发电装置的线圈之间通过整流电路、稳压电路连接。

所述电源模块包括锂电池和电源管理模块，当水体波动时，通过线圈对锂电池充电。所述电源管理模块为MIC4680CDMA芯片，水体波动产生的电压为5～6V。

所述控制模块为P89LPC932模块，P89LPC932是一款单片封装的微控制器，是采用基于80C51内核增强型的高速、低功耗FLASH单片机。在同一时钟频率下，P89LPC932的速度为标准8051器件的6倍。适合于许多高集成度、低成本的场合，可以满足多方面的性能要求。CDMA模块为DTGS-800模块，CDMA模块采用机卡分离并支持GPSOne功能的DTGS-800，它主要完成通过自身定位或网络定位的功能，CDMA模块与控制模块通过串行双向通信，CDMA模块使用户和监控中心通过CDMA网络进行通信。信号接收装置采用GPRS模块，由GIS控制中心通过Internet网络发送指令，再由该模块对舵机实施操控。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明所述GPS定位导航的波浪能动力船，利用波浪供能方式，保证在水上供能永不间断，且原理简单，成本较低，不受时间天气等条件的约束，低碳环保。

2、本发明所述GPS定位导航的波浪能动力船，采用弹簧连接翼板和连接杆，在船体受到波浪作用发生颠簸时，连接杆摆动带动翼板发生沉浮运动，使得翼板在弹簧和水体作用下产生转动，从而产生水平方向分力作为船本体前进的动力。

3、本发明所述GPS定位导航的波浪能动力船，翼板的外形与海豚尾相似，充分利用仿生原理以达到最佳推进效率，提供不断的推动力，配合舵的转向使船本体实现自由移动。

附图说明

图1是本发明所述GPS定位导航的波浪能动力船的框架示意图；

图2是波浪发电装置的结构示意图；

图3是船本体的结构示意图；

图4是翼板的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

GPS定位导航的波浪能动力船，包括船本体、波浪发电装置和GPS定位导航装置。

如图3、4所示，所述船本体包括船舱5、翼板9和连接杆6，所述连接杆6垂直固定于船舱5的尾部，翼板9转动设置于船舱5的尾部，且翼板9通过弹簧7与连接杆6连接；所述翼板9仿海豚尾为新月形，翼板9上设置有转轴10，连接杆6下端设置有垂直穿孔8，翼板9上的转轴10套嵌于连接杆6上的垂直穿孔8中。

翼板9和连接杆6上分别设置有弹簧连接孔，用于与弹簧7连接，弹簧7连接孔的直径略大于弹簧7的弹簧丝的直径，保证弹簧7能够穿入，且弹簧7的长度长于弹簧连接孔间距5mm左右，保证弹簧7穿入后处于自由状态。当船体受到波浪作用发生颠簸时，船头和船尾的沉浮运动会带动连接杆6摆动，进而带动翼板9发生沉浮运动，该沉浮运动模仿海豚尾巴上下摆动动作，使得翼板9相对水体进行运动，使得翼板9在弹簧7和水体作用下产生转动，从而产生水平方向分力作为船本体前进的动力。翼板9的外形与海豚尾相似，充分利用仿生原理以达到最佳推进效率，提供不断的推动力，配合舵的转向使船本体实现自由移动。

如图1、2所示，所述波浪发电装置固定设在船舱5的外部且与水面接触，波浪发电装置包括转子1、传动齿轮组2、永磁铁3、线圈4，其中转子1与传动齿轮组2的输入端固定连接，永磁铁3与传动齿轮组2的输出端固定连接，永磁铁3与线圈4之间相对转动设置，线圈4设置在永磁铁3的周围。随着转子1和水体发生相对运动，转子1会带动传动齿轮组2转动，从而带动永磁铁3转动。此时，永磁铁3会与线圈4发生相对运动，线圈4内磁通量改变，产生感应电流。电流输出端与电源相连，将电能储备至电源，以供给GPS定位导航系统使用。

所述GPS定位导航装置密封在船舱中，GPS定位导航装置GPSOne模块包括控制模块、CDMA模块、无线接收模块、电源模块和舵机，其中，CDMA模块、无线接收模块、电源模块和舵机分别与GPSOne模块的控制模块之间电连接，所述电源模块与波浪发电装置的线圈之间通过整流电路、稳压电路连接。

所述电源模块包括锂电池和电源管理模块，当水体波动时，通过线圈对锂电池充电。所述电源管理模块为MIC4680CDMA芯片，水体波动产生的电压为5～6V。

所述控制模块为P89LPC932模块，P89LPC932是一款单片封装的微控制器，是采用基于80C51内核增强型的高速、低功耗FLASH单片机。在同一时钟频率下，P89LPC932的速度为标准8051器件的6倍。适合于许多高集成度、低成本的场合，可以满足多方面的性能要求。CDMA模块为DTGS-800模块，CDMA模块采用机卡分离并支持GPSOne功能的DTGS-800，它主要完成通过自身定位或网络定位的功能，CDMA模块与控制模块通过串行双向通信，CDMA模块使用户和监控中心通过CDMA网络进行通信。信号接收装置采用GPRS模块，由GIS控制中心通过Internet网络发送指令，再由该模块对舵机实施操控。

本发明中未做特别说明的均为现有技术或者通过现有技术即可实现，而且本发明中所述具体实施案例仅为本发明的较佳实施案例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应作为本发明的技术范畴。

Claims (5)

1.GPS定位导航的波浪能动力船，其特征在于，包括：

船本体；所述船本体包括船舱、翼板和连接杆，所述连接杆垂直固定于船舱的尾部，翼板转动设置于船舱的尾部，且翼板通过弹簧与连接杆连接；

波浪发电装置，所述波浪发电装置固定设置在船舱的外部且与水面接触，波浪发电装置包括转子、传动齿轮组、永磁铁、线圈，其中转子与传动齿轮组的输入端固定连接，永磁铁与传动齿轮组的输出端固定连接，永磁铁与线圈之间相对转动设置，线圈设置在永磁铁的周围；

GPS定位导航装置，所述GPS定位导航装置密封在船舱中，GPS定位导航装置的GPSOne模块包括控制模块、CDMA模块、无线接收模块、电源模块和舵机，其中，CDMA模块、无线接收模块、电源模块和舵机分别与控制模块之间电连接，所述电源模块与波浪发电装置的线圈之间通过整流电路、稳压电路连接。

2.根据权利要求1所述的GPS定位导航的波浪能动力船，其特征在于，所述电源模块包括锂电池和电源管理模块，当水体波动时，通过线圈对锂电池充电。

3.根据权利要求2所述的GPS定位导航的波浪能动力船，其特征在于，所述电源管理模块为MIC4680CDMA芯片，水体波动产生的电压为5～6V。

4.根据权利要求1所述的GPS定位导航的波浪能动力船，其特征在于，所述控制模块为P89LPC932模块，CDMA模块为DTGS-800模块，CDMA模块与控制模块通过串行双向通信，CDMA模块使用户和监控中心通过CDMA网络进行通信。

5.根据权利要求1所述的GPS定位导航的波浪能动力船，其特征在于，所述翼板的形状为新月形，翼板上设置有转轴，连接杆下端设置有垂直穿孔，翼板上的转轴套嵌于连接杆上的垂直穿孔。