CN108945308B - 自卸扭矩发电定点观测浮标及其自卸扭矩定点观测浮标 - Google Patents

Abstract

自卸扭矩发电定点观测浮标及其自卸扭矩定点观测浮标，包括圆柱状浮标体，浮标体外侧面上设有一圈直齿轮和环状限位槽，以及能够围绕浮标体旋转的转动筒，转动筒内壁设有一圈发电直齿轮，转动筒通过直齿轮和限位槽在浮标体的外周转动，并自动释放其产生的扭矩，发电机固定在浮标体中，发电机的转轴连接转动齿轮，转动齿轮与发电直齿轮啮合。本发明解决了浮标定点观测时，需将水下观测的数据实时传输回来，且水下观测仪器设备功耗大需要通过水面浮标体提供能源的问题，可以将电缆并联在锚系上，整体锚系不需要配置释放扭矩装置，也能释放浮标体在海洋动力中产生的扭矩，并将这些扭矩转化为电能，为浮标观测系统提供能源的自卸扭矩发电定点观测浮标。

Description

自卸扭矩发电定点观测浮标及其自卸扭矩定点观测浮标

技术领域

本发明涉及一种锚系无需释放扭矩装置，且能利用自卸扭矩发电观测系统，具体是一种自卸扭矩发电定点观测浮标及其自卸扭矩定点观测浮标，属于浮标技术领域。

背景技术

目前海上定点观测的浮标都是采用锚碇方式，固定于某海域一个站位点上，实现观测海洋要素功能。这就需要配置一套的锚碇系留系统，为了卸载浮标体在海洋动力作用下的力矩，须要锚碇系留系统至少配置1套以上的释放扭矩装置（如转环、转子等）。随着海洋向广度、深度观测需求，浮标除了实时观测海气界面要素外，还要实时观测剖面要素，这样必须将水下仪器设备通过电缆与水面的标体相连，由水面标体对水下仪器设备供电，再将水下仪器设备观测的数据实时传输到水面标体，再由水面标体发送到指定地方。这样该电缆与锚系并联在一起，锚系上的释放扭矩装置无法释放扭矩，一旦时间长了，并联的电缆会断裂，造成水下观测系统不能正常工作，严重会损坏水面浮标正常观测。此外，随着浮标观测要素增多，对能源需求越来越大，特别是小型浮标，单单太阳能板对电池充电，已难以满足实际需求，而浮标在海上有丰富的波浪能、海流能，充分利用综合能源对浮标进行供电是急需解决的问题。由此可见，现有技术，已无法满足浮标对立体观测和能源的需求。

发明内容

本发明的目的在于解决浮标定点观测时，需要将水下观测的数据实时传输回来，且水下观测仪器设备的功耗大需要通过水面浮标体提供能源的问题，提供一种可以将电缆并联在锚系上，整体锚系不需要配置释放扭矩装置（如转环、转子等），也能释放浮标体在海洋动力中产生的扭矩，并且将这些扭矩转化为电能，为浮标观测系统提供能源的自卸扭矩发电定点观测浮标。

自卸扭矩发电的定点观测浮标，其特征在于包括圆柱状的浮标体和浮标体外侧的转动筒，在圆柱状浮标体的外侧面上设有多道环状的限位槽，所述转动筒内侧设有限位块或者限位环，所述限位块或限位环位于限位槽内，从而使所述转动筒能够围绕浮标体中心线旋转，

所述转动筒内侧面设有一圈内齿条，所述浮标体上设有若干与所述内齿条啮合的转动齿轮，浮标体上还设有多个发电机和蓄电池，所述转动齿轮的中心轴通过驱动与之对应的发电机进行发电，从而使所述转动筒在浮标体的外周在海洋动力作用下自由转动，并自动释放其产生的扭矩且进行发电。

所述的自卸扭矩发电的定点观测浮标，其特征在于为了获得更大的扭力，在转动筒外设置叶片。

所述的自卸扭矩发电的定点观测浮标，其特征在于所述发电机设置在转动筒和浮标体外侧之间，且通过固定架而均匀固定在浮标体的外侧面，发电机的转轴连接转动齿轮，转动齿轮与所述内齿条啮合。

所述的自卸扭矩发电的定点观测浮标，其特征在于所述所述浮标体底部连接铠装缆，所述铠装缆上设有观测仪器，所述浮标体通过铠装缆为观测仪器供电。

所述的自卸扭矩发电的定点观测浮标，其特征在于所述发电机的输出端要接四个二极管做全桥整流电路，以防止充入蓄电池的电产生回流，并且无论发电机朝哪个方向转动，都能够向浮标系统中蓄电池中充电。

自卸扭矩定点观测浮标，其特征在于包括圆柱状的浮标体和浮标体外侧的转动筒，在圆柱状浮标体的外侧面上设有多道环状的限位槽，所述转动筒内侧设有限位块或者限位环，所述限位块或限位环位于限位槽内，从而使所述转动筒能够围绕浮标体中心线旋转，

所述浮标体外侧面还设有一圈外齿条，所述转动筒内侧面设有多个与所述外齿条啮合的卸力内齿轮，所述卸力内齿轮的转轴固定在转动筒上，从而使所述转动筒在浮标体的外周在海洋动力作用下自由转动，并自动释放其产生的扭矩；

或者所述转动筒内侧面设有一圈内齿条，所述浮标体外侧面设有多个与所述内齿条啮合的卸力外齿轮，所述卸力外齿轮的转轴固定在浮标体上，从而使所述转动筒在浮标体的外周在海洋动力作用下自由转动，并自动释放其产生的扭矩。

与现有技术相比，本发明具有以下显著优点：

第一创新点 自卸扭矩的浮标

根据浮标在海上工作特点，浮标体在海洋动力（海流、海浪）的作用下，会发生旋转，传统的浮标系统，将浮标体在海洋动力作用下发生的旋转产生的扭矩，通过浮标体底部下锚系的释放装置（如转环等）释放，以此保证浮标系统正常工作。而本发明这是将浮标体在海洋动力（海流、海浪）的作用下的扭矩，通过转动筒3自身旋转直接释放，不传导到浮标体及其锚系上。这样可以避免浮标体与下端锚系产生相对运动，可以将电缆等直接从浮标体贯穿到锚系底部，直达锚部分。

第二创新点 海洋动力产生的浮标体扭矩发电系统

根据浮标在海上工作特点，浮标系统在海洋动力（海流、海浪）的作用下，转动筒3会发生旋转，转动筒将扭矩通过发内齿条4、转动齿轮5传递给发电机6，发电机的输出端要接四个二极管做全桥整流电路，这样能够防止充入蓄电池的电产生回流，并且无论发电机朝哪个方向转动，都能够向浮标系统中蓄电池中充电。也就是说，无论电流方向如何，都能通过全桥整流电路整成一个方向，向浮标系统中蓄电池充电。整个浮标系统均匀分布若干个此构件，为浮标系统蓄电池充电，供浮标观测系统等使用，这样可以大大提高浮标系统充电量，弥补太阳能板充电的不足，为更多观测仪器提供能源，极大提高浮标观测系统能力。

附图说明

图1是本发明的总体结构正视图。

图2是本发明的总体结构俯视图。

图3是浮标体扭矩发电系统示意正视图。

图4是浮标体扭矩发电系统示意俯视图。

图5是自卸扭矩定点观测浮标示意图（卸力内齿轮模式）。

图6是自卸扭矩定点观测浮标示意图（卸力外齿轮模式）。

其中，1浮标体、2叶片、3转动筒、4内齿条、5转动齿轮、6发电机、7固定架、8限位槽、9外齿条、10卸力内齿轮、11卸力外齿轮。

具体实施方式

如图1-4，自卸扭矩发电的定点观测浮标，其特征在于包括圆柱状的浮标体1和浮标体1外侧的转动筒3,，在圆柱状浮标体1的外侧面上设有多道环状的限位槽8，所述转动筒（3）内侧设有限位块或者限位环，所述限位块或限位环位于限位槽8内，从而使所述转动筒3能够围绕浮标体1中心线旋转，

所述转动筒3内侧面设有一圈内齿条4，所述浮标体1上设有若干与所述内齿条4啮合的转动齿轮5，浮标体1上还设有多个发电机6和蓄电池，所述转动齿轮5的中心轴通过驱动与之对应的发电机6进行发电，从而使所述转动筒3在浮标体1的外周在海洋动力作用下自由转动，并自动释放其产生的扭矩且进行发电。

如图2，为了获得更大的扭力，在转动筒外设置叶片2。

如图3，所述发电机6设置在转动筒3和浮标体1外侧之间，且通过固定架7而均匀固定在浮标体1的外侧面，发电机6的转轴连接转动齿轮5，转动齿轮5与所述内齿条4啮合。

所述所述浮标体1底部连接铠装缆，所述铠装缆上设有观测仪器，所述浮标体1通过铠装缆为观测仪器供电。

所述发电机6的输出端要接四个二极管做全桥整流电路，以防止充入蓄电池的电产生回流，并且无论发电机朝哪个方向转动，都能够向浮标系统中蓄电池中充电。

如图5、6，自卸扭矩定点观测浮标，其特征在于包括圆柱状的浮标体1和浮标体1外侧的转动筒3，在圆柱状浮标体1的外侧面上设有多道环状的限位槽8，所述转动筒3内侧设有限位块或者限位环，所述限位块或限位环位于限位槽8内，从而使所述转动筒3能够围绕浮标体1中心线旋转，

所述浮标体1外侧面还设有一圈外齿条9，所述转动筒3内侧面设有多个与所述外齿条9啮合的卸力内齿轮10，所述卸力内齿轮10的转轴固定在转动筒3上，从而使所述转动筒3在浮标体1的外周在海洋动力作用下自由转动，并自动释放其产生的扭矩；

或者所述转动筒3内侧面设有一圈内齿条4，所述浮标体1外侧面设有多个与所述内齿条4啮合的卸力外齿轮11，所述卸力外齿轮11的转轴固定在浮标体1上，从而使所述转动筒3在浮标体1的外周在海洋动力作用下自由转动，并自动释放其产生的扭矩。

本发明通过限位槽8在浮标体1侧板外周安装转动筒3，让转动筒3能够在海洋动力作用下自由转动，自动释放其产生的扭矩，防止将扭矩传递到浮标体1底部锚系上的释放装置释放，这样可以避免在锚系上安装释放装置（如转环等），则可以将浮标体1中的能源通过电缆直接传到锚系部分，为锚系上的仪器设备提供电能，以及将锚系上的仪器设备数据实时传输到浮标体1中。故达到水面水体监测设备一体，实时传输数据。

当转动筒3在海洋动力作用下自由转动，自动释放其产生的扭矩时，安装的在转动筒3中的发电机6，通过固定架7固定在转动筒3上，在内齿条4、转动齿轮5组成的传动组带动下，发电机6转动，将海洋能转化为机械能，再转化为电能，传输到浮标体1中的蓄电池，为浮标系统提供能源。

Claims (6)

1.自卸扭矩发电的定点观测浮标，其特征在于包括圆柱状的浮标体（1）和浮标体（1）外侧的转动筒（3），在圆柱状浮标体（1）的外侧面上设有多道环状的限位槽（8），所述转动筒（3）内侧设有限位块或者限位环，所述限位块或限位环位于限位槽（8）内，从而使所述转动筒（3）能够围绕浮标体（1）中心线旋转，

所述转动筒（3）内侧面设有一圈内齿条（4），所述浮标体（1）上设有若干与所述内齿条（4）啮合的转动齿轮（5），浮标体（1）上还设有多个发电机（6）和蓄电池，所述转动齿轮（5）的中心轴通过驱动与之对应的发电机（6）进行发电，从而使所述转动筒（3）在浮标体（1）的外周在海洋动力作用下自由转动，并自动释放其产生的扭矩且进行发电。

2.如权利要求1所述的自卸扭矩发电的定点观测浮标，其特征在于为了获得更大的扭力，在转动筒外设置叶片（2）。

3.如权利要求1所述的自卸扭矩发电的定点观测浮标，其特征在于所述发电机（6）设置在转动筒（3）和浮标体（1）外侧之间，且通过固定架（7）而均匀固定在浮标体（1）的外侧面，发电机（6）的转轴连接转动齿轮（5），转动齿轮（5）与所述内齿条（4）啮合。

4.如权利要求1所述的自卸扭矩发电的定点观测浮标，其特征在于所述浮标体（1）底部连接铠装缆，所述铠装缆上设有观测仪器，所述浮标体（1）通过铠装缆为观测仪器供电。

5.如权利要求1所述的自卸扭矩发电的定点观测浮标，其特征在于所述发电机（6）的输出端要接四个二极管做全桥整流电路，以防止充入蓄电池的电产生回流，并且无论发电机朝哪个方向转动，都能够向浮标系统中蓄电池中充电；也就是说，无论电流方向如何，都能通过全桥整流电路整成一个方向，向浮标系统中蓄电池充电。

6.自卸扭矩定点观测浮标，其特征在于包括圆柱状的浮标体（1）和浮标体（1）外侧的转动筒（3），在圆柱状浮标体（1）的外侧面上设有多道环状的限位槽（8），所述转动筒（3）内侧设有限位块或者限位环，所述限位块或限位环位于限位槽（8）内，从而使所述转动筒（3）能够围绕浮标体（1）中心线旋转，

所述浮标体（1）外侧面还设有一圈外齿条（9），所述转动筒（3）内侧面设有多个与所述外齿条（9）啮合的卸力内齿轮（10），所述卸力内齿轮（10）的转轴固定在转动筒（3）上，从而使所述转动筒（3）在浮标体（1）的外周在海洋动力作用下自由转动，并自动释放其产生的扭矩；

或者所述转动筒（3）内侧面设有一圈内齿条（4），所述浮标体（1）外侧面设有多个与所述内齿条（4）啮合的卸力外齿轮（11），所述卸力外齿轮（11）的转轴固定在浮标体（1）上，从而使所述转动筒（3）在浮标体（1）的外周在海洋动力作用下自由转动，并自动释放其产生的扭矩。