CN109795660A - 一种波浪驱动装置 - Google Patents

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班伟
吴文辉
王华明
王海军
田应元
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Abstract

本发明公开了一种波浪驱动装置，该驱动装置包括主架、桨叶、转轴、限位轴和阻尼件；桨叶成对通过转轴、限位轴和阻尼件安装在主架的两侧，桨叶对沿主架的长度方向分布；转轴和限位轴分别对应主架上的转轴安装孔和弧形限位槽，两片桨叶同步以转轴为转动中心转动，限位轴在弧形限位槽内限制桨叶的转动范围，阻尼件两端分别与限位轴和主架固定，阻尼件将自由状态时的桨叶保持在水平状态，桨叶在水下的上下摆动均对驱动装置产生向前的分力。本发明利用波浪能及重力势能作为交替的动力源，使浮力平台无论在波浪的上升沿或者下降沿均可受到来自波浪驱动装置向前的拉力，从而实现低功耗自主航行。

Description

一种波浪驱动装置
技术领域
本发明涉及一种自主航行器，具体涉及一种利用波浪驱动的航行器。
背景技术
波浪是月球引力、风等对海水综合作用的产物，波浪能作为新型海洋资源已被各国争相列入新能源研究目标。
近年来，人们开发出了一些具有桨叶的机构和装置来利用波浪能对水面的浮体进行驱动，为了保证桨叶转动的同步和一致性，上述驱动装置通常采用杠杆联动机构，杠杆联动机构存在结构复杂和维护成本高的缺陷，还不能满足在水下的长时间工作。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种波浪驱动装置，能够利用波浪能及重力势能作为交替的动力源，使浮力平台无论在波浪的上升沿或者下降沿均可受到来自波浪驱动装置向前的拉力，从而实现低功耗自主航行。
一种波浪驱动装置，该驱动装置包括主架、桨叶、转轴、限位轴和阻尼件；
所述桨叶成对通过转轴、限位轴和阻尼件安装在主架的两侧，桨叶对沿主架的长度方向分布；转轴和限位轴分别对应主架上的转轴安装孔和弧形限位槽，两片桨叶同步以转轴为转动中心转动，限位轴在弧形限位槽内限制桨叶的转动范围，所述阻尼件两端分别与限位轴和主架固定，阻尼件将自由状态时的桨叶保持在水平状态，桨叶在水下的上下摆动均对驱动装置产生向前的分力。
进一步地，所述主架的上端通过连接板与减震装置进行铰接，波浪驱动装置通过减震装置与浮力平台利用挂缆相连，用于减小拉力对浮力平台和挂缆的冲击。
进一步地，所述主架的尾部安装舵机。
进一步地，所述主架上的转轴安装孔内装有转轴护套，以减少转轴的磨损。
进一步地，所述主架下部设有用于挂载仪器和设备的装配孔。
有益效果：
1、本发明充分利用了波浪能来实现驱动装置自身在水中的前进，能够有效降低浮力平台驱动的能耗。
2、本发明的驱动装置中设置有减震装置，能够减小对浮力平台和挂缆的冲击。
3、本发明采用多组桨叶单独与阻尼件组合的随动运动方式，能够使各组桨叶最大程度利用当前角度提供最大的前进驱动力，整体结构简单且驱动动作可靠性高。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2是图1中转轴部位的局部放大图；
图3是图1中阻尼件部位的局部方法图
图4为浮力平台上升时波浪驱动装置态势图；
图5为本发明波浪驱动装置向上运动拉力分析图；
图6为浮力平台下降时波浪驱动装置态势图；
图7为本发明波浪驱动装置向下运动拉力分析图。
其中，1—主架、2—连接板、3—阻尼件、4—转轴、5—转轴护套、6—桨叶、7—装配孔、8—减震装置、9—整流罩、10—舵机、11—波浪驱动装置、12—挂缆、13—浮力平台。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
如附图1所示，本发明提供了一种波浪驱动装置，该装置包括主架1、连接板2、阻尼件3、转轴4、转轴护套5、桨叶6、减震装置8、整流罩9和舵机10；
主架1上安装有十二片桨叶6，桨叶6成对沿主架1的长度方向布置，每一对桨叶6通过两根根轴固定，一根轴为桨叶6的转轴4，另一根轴为桨叶的限位轴。
主架1上对应每对桨叶6的安装位置加工有转轴安装孔和弧形限位槽，转轴安装孔内装有减少转轴磨损的转轴护套5，限位轴沿主架1上的弧形限位槽运动，弧形限位槽与限位轴具有相同的圆心。阻尼件3两端分别与限位轴和主架1固定，阻尼件3将自由状态时的桨叶保持在水平状态。
整流罩9和舵机10装配位置为主架1的尾部，与运动方向相反。
主架1的上端通过连接板2与减震装置8进行铰接，波浪驱动装置通过减震装置8与浮力平台13利用挂缆相连，用于减小拉力对浮力平台13和挂缆12的冲击。
此外，主架1下部具有装配孔7，用于安装和挂载仪器、设备。
(1)浮力平台上升时
参见附图1，当浮力平台13在波浪的上升沿时波浪推动浮力平台13上升，此时浮力平台13通过挂缆12拉升波浪驱动装置11，驱动装置在挂缆的拉力下向上运动。由于桨叶的阻力面与升力方向垂直，因此桨叶在海水阻力作用下会沿转轴转动，同时限位轴在弧形沟槽中向下滑动。
参见附图2，由于桨叶6向下转动，波浪驱动装置11在上升的同时会获得前行的分力，驱动装置在前行分力作用下带动浮力平台13前进。
(2)浮力平台下降时
参见附图3，当浮力平台13在波浪的下降沿时波浪驱动装置11瞬间失去浮力平台13的拉力，因此波浪驱动装置11在重力作用下在海水中下沉。由于下沉时受到海水的阻力，桨叶6带动限位轴在弧形沟槽中向上滑动。
参见附图4，由于桨叶6向上转动，波浪驱动装置11在下沉的同时会获得前行的分力，波浪驱动装置11在前行分力作用下带动浮力平台13前进。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种波浪驱动装置，其特征在于，该驱动装置包括主架、桨叶、转轴、限位轴和阻尼件；
所述桨叶成对通过转轴、限位轴和阻尼件安装在主架的两侧，桨叶对沿主架的长度方向分布；转轴和限位轴分别对应主架上的转轴安装孔和弧形限位槽，两片桨叶同步以转轴为转动中心转动，限位轴在弧形限位槽内限制桨叶的转动范围，所述阻尼件两端分别与限位轴和主架固定，阻尼件将自由状态时的桨叶保持在水平状态，桨叶在水下的上下摆动均对驱动装置产生向前的分力。
2.如权利要求1所述的波浪驱动装置，其特征在于，所述主架的上端通过连接板与减震装置进行铰接，波浪驱动装置通过减震装置与浮力平台利用挂缆相连，用于减小拉力对浮力平台和挂缆的冲击。
3.如权利要求1或2所述的波浪驱动装置，其特征在于，所述主架的尾部安装舵机。
4.如权利要求3所述的波浪驱动装置，其特征在于，所述主架上的转轴安装孔内装有转轴护套，以减少转轴的磨损。
5.如权利要求4所述的波浪驱动装置，其特征在于，所述主架下部设有用于挂载仪器和设备的装配孔。
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