CN106394824B - 一种基于海浪能发电的无人艇能源供给系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于海浪能发电的无人艇能源供给系统和方法，系统包括无人艇模块、海浪能发电模块、无线通信模块和GPS导航定位模块；所述海浪能发电模块、无线通信模块和GPS导航定位模块都安装在无人艇模块上，所述GPS导航定位模块用于获得无人艇实时的位置信息，所述无线通信模块用于将无人艇的位置等信息发送到指挥中心，所述海浪能发电模块将不断波动的海浪能转换成电能，并传输至艇内将电能存贮起来。该基于海浪能发电的无人艇能源供给系统设计合理、结构简单，电能的存贮易于实现；系统整个发电过程完全自主完成，无需任何的人为干预，可以进一步提高无人艇的自主性和智能化，将会极大地减少风险，有利于无人艇的进一步发展。

Description

一种基于海浪能发电的无人艇能源供给系统和方法
技术领域
本发明涉及一种能源供给系统，特别是一种基于海浪能发电的无人艇能源供给系统和方法，属于无人艇应用技术领域和能源再生技术领域。
背景技术
无人艇是近些年来新兴的一种小型无人水面平台，其上搭载GPS、惯导、雷达、声呐、超声等设备，能够实现自主导航、自主避障、自主追踪等功能，并可以完成扫雷、猎雷、反潜等特殊任务。为了使无人艇上搭载的各种设备能够正常工作，无人艇通常需要通过蓄电池组为其供电。但是当遇到特殊情况或者是执行特殊任务时，蓄电池的电量被消耗殆尽了，这时无人艇仍需少量的电量供必要的传感器使用和通信设备使用，以达到向控制中心发送无人艇自身位置的目的。同时在无人艇没有特殊任务停泊在岸边时，能够充分利用海浪能发电也是一种能源再生的应用，达到节约能源的效果。因此，利用海浪能发电为无人艇进行必要的能源补充是其完成各种功能和任务的基本保障。
目前，无人艇能源通常由蓄电池提供。当无人艇在外执行特殊任务时，由于电量不足，使得无人艇的通信系统瘫痪了，则无人艇就无法告知控制中心其位置，增大了回收无人艇的代价。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于海浪能发电的无人艇能源供给系统和方法，解决无人艇在特殊情况下没电无法正常回收的现状，增强无人艇的安全保障能力，提高了其自主化程度。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种基于海浪能发电的无人艇能源供给系统，包括无人艇模块、海浪能发电模块、无线通信模块和GPS导航定位模块；所述海浪能发电模块、无线通信模块和GPS导航定位模块都安装在无人艇模块上，所述GPS导航定位模块用于获得无人艇实时的位置信息，所述无线通信模块用于将无人艇的位置等信息发送到指挥中心，所述海浪能发电模块将不断波动的海浪能转换成电能，并传输至艇内将电能存贮起来。
所述海浪能发电模块由控制和存贮单元、弹射单元、回收单元、传输单元和发电单元组成；所述控制和存贮单元与弹射单元和回收单元连接，控制发电单元的弹出和收回；所述弹射单元安装在发电单元的下方，用于将发电单元弹射出艇体；所述发电单元通过传输单元连接回收单元，方便回收单元将发电单元和传输单元回收；所述发电单元将海浪能转换成电能，通过传输单元将电能传输到控制和存贮单元后存贮。
一种基于海浪能发电的无人艇能源供给方法，使用上述的基于海浪能发电的无人艇能源供给系统，具体步骤如下：
S01，初始状态检测：通过电量检测模块检测无人艇模块的剩余电量，当剩余电量值低于设定的最低电量值时，向海浪能发电模块的控制和存贮单元发送弹射指令；
S02，弹射发电单元：控制和存贮单元发送弹射指令给弹射单元，将发电单元弹射出船体到海面上；
S03，海浪能发电：在海面上的发电单元将海浪能转换为电能，并通过传输单元将电能传输至控制和存贮单元存贮起来；
S04，恢复无线通信模块：当控制和存贮单元内的电量足以恢复无线通信模块后，将GPS导航定位模块获取的无人艇模块的位置信息发送至岸上的控制中心；
S05，回收发电单元，结束任务：当完成上述动作后，通过回收单元将发电单元和传输单元回收至艇体内，结束任务。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
该基于海浪能发电的无人艇能源供给系统设计合理、结构简单，电能的存贮易于实现；采用海浪能发电技术可以实现能源的多重利用，无人艇在外执行任务时多一层安全保障，在停靠在码头上时也可以利用能源再生技术节约能源的使用；系统整个发电过程完全自主完成，无需任何的人为干预，可以进一步提高无人艇的自主性和智能化，将会极大地减少风险，有利于无人艇的进一步发展。
附图说明
图1为本发明基于海浪能发电的无人艇能源供给系统示意图。
图2为本发明中海浪能发电模块示意图。
图3为本发明中系统工作方式示意图。
图4为本发明方法的流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。
如图1所示，一种基于海浪能发电的无人艇能源供给系统，包括无人艇模块1、海浪能发电模块4、无线通信模块3和GPS导航定位模块2；所述海浪能发电模块4、无线通信模块3和GPS导航定位模块2都安装在无人艇模块1上，所述GPS导航定位模块2用于获得无人艇实时的位置信息，所述无线通信模块3用于将无人艇的位置等信息发送到指挥中心，所述海浪能发电模块4将不断波动的海浪能转换成电能，并传输至艇内将电能存贮起来。本实施例海浪能发电模块4分为右两个，可以分别弹出艇身，将发电单元9弹出到海面上用以发电。
如图2所示，所述海浪能发电模块4由控制和存贮单元6、弹射单元7、回收单元5、传输单元8和发电单元9组成；所述控制和存贮单元6与弹射单元7和回收单元5连接，控制发电单元9的弹出和收回；所述弹射单元7安装在发电单元9的下方，用于将发电单元9弹射出艇体；所述发电单元9通过传输单元8连接回收单元5，方便回收单元5将发电单元9和传输单元8回收；所述发电单元9将海浪能转换成电能，通过传输单元8将电能传输到控制和存贮单元6后存贮。本实施例中在海浪能发电模块4的边缘设计成内陷的结构便于在回收发电单元9时的定位，提高回收的准确性和稳定性。
如图3所示，无人艇在海面上行驶时，会受到海浪的作用。当电量不足时或是无人艇没有执行任务停泊在岸边时，海浪能发电模块4就会接收到指令执行海浪能发电的过程。整个过程包括弹射过程和回收过程。弹射时将发电单元9弹射到海面上，在海浪的作用下，将海浪能转换为电能，通过传输单元8将电能传输到控制和存贮单元6内用来恢复无线通信模块3和GPS导航定位模块2，无线通信模块3根据GPS导航定位模块2提供的无人艇的位置信息向岸上控制中心发送，方便控制中心对无人艇的搜寻的回收策略的指定，极大的减少了回收成本。
如图4所示，一种基于海浪能发电的无人艇能源供给方法，使用上述的基于海浪能发电的无人艇能源供给系统，具体步骤如下：
S01，初始状态检测：通过电量检测模块检测无人艇模块1的剩余电量，当剩余电量值低于设定的最低电量值时，向海浪能发电模块4的控制和存贮单元6发送弹射指令；
S02，弹射发电单元9：控制和存贮单元6发送弹射指令给弹射单元7，将发电单元9弹射出船体到海面上；
S03，海浪能发电：在海面上的发电单元9将海浪能转换为电能，并通过传输单元8将电能传输至控制和存贮单元6存贮起来；
S04，恢复无线通信模块3：当控制和存贮单元6内的电量足以恢复无线通信模块3后，将GPS导航定位模块2获取的无人艇模块1的位置信息发送至岸上的控制中心；
S05，回收发电单元9，结束任务：当完成上述动作后，通过回收单元5将发电单元9和传输单元8回收至艇体内，结束任务。

Claims (2)

1.一种基于海浪能发电的无人艇能源供给系统，其特征在于，包括无人艇模块(1)、海浪能发电模块(4)、无线通信模块(3)和GPS导航定位模块(2)；所述海浪能发电模块(4)、无线通信模块(3)和GPS导航定位模块(2)都安装在无人艇模块(1)上，所述GPS导航定位模块(2)用于获得无人艇实时的位置信息，所述无线通信模块(3)用于将无人艇的位置等信息发送到指挥中心，所述海浪能发电模块(4)将不断波动的海浪能转换成电能，并传输至艇内将电能存贮起来；
所述海浪能发电模块(4)由控制和存贮单元(6)、弹射单元(7)、回收单元(5)、传输单元(8)和发电单元(9)组成；所述控制和存贮单元(6)与弹射单元(7)和回收单元(5)连接，控制发电单元(9)的弹出和收回；所述弹射单元(7)安装在发电单元(9)的下方，用于当电量不足时或是无人艇没有执行任务停泊在岸边时将发电单元(9)弹射出艇体；所述发电单元(9)通过传输单元(8)连接回收单元(5)，方便回收单元(5)将发电单元(9)和传输单元(8)回收；所述发电单元(9)将海浪能转换成电能，通过传输单元(8)将电能传输到控制和存贮单元(6)后存贮，用来恢复无线通信模块(3)和GPS导航定位模块(2)，无线通信模块(3)根据GPS导航定位模块(2)提供的无人艇的位置信息向岸上控制中心发送；
海浪能发电模块(4)分为左右两个，能够分别弹出艇身，将发电单元(9)弹出到海面上用以发电。
2.一种基于海浪能发电的无人艇能源供给方法，使用权利要求1所述的基于海浪能发电的无人艇能源供给系统，其特征在于，具体步骤如下：
S01，初始状态检测：通过电量检测模块检测无人艇模块(1)的剩余电量，当剩余电量值低于设定的最低电量值时，向海浪能发电模块(4)的控制和存贮单元(6)发送弹射指令；
S02，弹射发电单元(9)：控制和存贮单元(6)发送弹射指令给弹射单元(7)，将发电单元(9)弹射出船体到海面上；
S03，海浪能发电：在海面上的发电单元(9)将海浪能转换为电能，并通过传输单元(8)将电能传输至控制和存贮单元(6)存贮起来；
S04，恢复无线通信模块(3)：当控制和存贮单元(6)内的电量足以恢复无线通信模块(3)后，将GPS导航定位模块(2)获取的无人艇模块(1)的位置信息发送至岸上的控制中心；
S05，回收发电单元(9)，结束任务：当完成上述动作后，通过回收单元(5)将发电单元(9)和传输单元(8)回收至艇体内，结束任务。
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