CN110065596A - 一种波光联合驱动海上长期观测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种波光联合驱动海上长期观测系统，属于水下机器人领域，具有超长的续航时间，可提供长期的海洋观测数据，可在水面和水下进行机动观测，采用浮力调节系统能够实现水下定点长期观测，充分利用太阳能和波浪能为系统提供动力，减少了能源的携带，使系统的本身更加灵活，合理的推进系统布置，使运动更加灵活，环境适应性好，在水面时，依靠关节波浪发电装置和太阳能电池板发电，并将电能存储在能源系统，依靠水平推进器推进器可实现海上的慢速航行，在水下时，依靠浮力调节系统调节自身浮力和推进器实现下潜观测。

Description

一种波光联合驱动海上长期观测系统
技术领域
本发明专利涉及水下机器人技术领域，尤其涉及一种波光联合驱动海上长期观测系统。
背景技术
随着海洋经济的发展，人们对海洋的观测需求也越来越迫切，然而海洋的观测不是短时间内可以得出结论的，海洋的观测短则需要数年，长则需要数十年。因此，对于观测海洋的设备就要求其具有很大的续航力，一般靠自携带能源驱动的水下航行器很难维持如此长的续航力。目前，更多的人开始投入大量的精力来研究利用自然能源(如波浪能、太阳能、风能、潮汐能等)驱动设备来对海洋进行长期观测。
发明内容
本发明提供了一种波光联合驱动海上长期观测系统，具有实现超长的续航力，可在水面和水下进行机动观测，通过合理的推进器布置配合浮力调节系统也可实现在水下长期定深悬浮观测。
为解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种波光联合驱动海上长期观测系统，包括载体、太阳能电池板、水平推进器一、关节发电装置一、关节发电装置二、柔性橡胶材料、摆尾、水平推进器二、竖直推进器、传感器、法兰、电缆、主控制器、能源系统、直线发电机定子、直线发电机动子、动子连接件动子连接件和浮力调节系统，所述的太阳能电池板嵌入到载体上表面，通过电缆与能源系统连接，所述的直线发电机定子固定在关节发电装置一内部，直线发电机动子穿过直线发电机定子内部，所述的关节发电装置一和关节发电装置二通过柔性橡胶材料连接，关节发电装置一中的直线发电机动子与关节发电装置二的直线发电机动子通过动子连接件连接，所述的柔性橡胶材料内部为中空，电缆和动子连接件从其中穿过，所述的竖直推进器通过法兰固定在载体上，所述的水平推进器一和水平推进器二通过法兰固定于载体的后方，所述的主控制器固定于载体的中间，通过电缆与竖直推进器连接，所述的能源系统固定于载体内部的后方，通过电缆与关节发电装置一和主控制器连接，所述的浮力调节系统固定于载体内部的下方，通过电缆与主控制器连接，所述的传感器固定于载体的正前方。
进一步的，所述的波光联合驱动海上长期观测系统对称分布，水平推进器一和水平推进器二对称分布于载体两侧。
进一步的，所述的关节发电装置一和关节发电装置二内部结构相同，数量为5个。
进一步的，所述的摆尾整体呈扁平形状，与最后一个关节发电装置固定连接。
进一步的，所述的能源系统通过电缆分别与太阳能电池板，主控制器和关节发电装置一连接。
本申请的波光联合驱动海上长期观测系统，至少具有如下技术效果或优点：
具有超长的续航时间，可提供长期的海洋观测数据，可在水面和水下进行机动观测，采用浮力调节系统能够实现水下定点长期观测，充分利用太阳能和波浪能为系统提供动力，减少了能源的携带，使系统的本身更加灵活，合理的推进系统布置，使运动更加灵活，环境适应性好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例的俯视结构示意图；
图2是本申请实施例的侧视内部部分结构示意图。
图1-图2中，1、载体，2、太阳能电池板，3、水平推进器一，4、关节发电装置一，5、关节发电装置二，6、柔性橡胶材料，7、摆尾，8、水平推进器二，9、竖直推进器、10、传感器，11、法兰，12、电缆，13、主控制器，14、能源系统，15、直线发电机定子，16、直线发电机动子，17、动子连接件，18、浮力调节系统。
具体实施方式
本发明提供了一种波光联合驱动海上长期观测系统，具有超长的续航时间，可提供长期的海洋观测数据，可在水面和水下进行机动观测，采用浮力调节系统能够实现水下定点长期观测，充分利用太阳能和波浪能为系统提供动力，减少了能源的携带，使系统的本身更加灵活，合理的推进系统布置，使运动更加灵活，环境适应性好。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
如图1-图2所示，本发明提供的一种波光联合驱动海上长期观测系统，包括载体1、太阳能电池板2、水平推进器一3、关节发电装置一4、关节发电装置二5、柔性橡胶材料6、摆尾7、水平推进器二8、竖直推进器9、传感器10、法兰11、电缆12、主控制器13、能源系统14、直线发电机定子15、直线发电机动子16、动子连接件动子连接件17和浮力调节系统18，所述的太阳能电池板2嵌入到载体1上表面，通过电缆与能源系统14连接，所述的直线发电机定子15固定在关节发电装置一4内部，直线发电机动子16穿过直线发电机定子15内部，所述的关节发电装置一4和关节发电装置二5通过柔性橡胶材料6连接，关节发电装置一4中的直线发电机动子16与关节发电装置二5中的直线发电机动子通过动子连接件17连接，所述的柔性橡胶材料6内部为中空，电缆和动子连接件17从其中穿过，所述的竖直推进器9通过法兰11固定在载体1上，所述的水平推进器一3和水平推进器二8通过法兰固定于载体1的后方，所述的主控制器13固定于载体1的中间，通过电缆12与竖直推进器9连接，所述的能源系统14固定于载体1内部的后方，通过电缆与关节发电装置一4和主控制器13连接，所述的浮力调节系统18固定于载体1内部的下方，通过电缆与主控制器13连接，所述的传感器10固定于载体1的正前方。
上述，所述的波光联合驱动海上长期观测系统对称分布，水平推进器一3和水平推进器二8对称分布于载体1两侧，通过控制水平推进器一3和水平推进器二8的差速实现波光联合驱动海上长期观测系统的转向。
上述，所述的关节发电装置一4和关节发电装置二5内部结构相同，数量为5个，通过柔性橡胶材料6拉动两个相邻关节发电装置中的直线发电机动子运动实现波浪能转化为电能，通过电缆输送到能源系统8中储存起来。
上述，所述的摆尾7整体呈扁平形状，与最后一个关节发电装置固定连接，扁平的形状可以增大摆尾7与海面的接触面积，使摆尾7随波浪摆动幅度更大。
上述，所述的能源系统14通过电缆分别与太阳能电池板2，主控制器13和关节发电装置一4连接，与太阳能电池板2和关节发电装置一4通过电缆连接分别实现了太阳能发电电能的储存和波浪能发电电能的储存，与主控制器13连接实现了整个控制系统的供电。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种波光联合驱动海上长期观测系统，其特征在于,包括载体(1)，太阳能电池板(2)，水平推进器一(3)，关节发电装置一(4)，关节发电装置二(5)，柔性橡胶材料(6)，摆尾(7)，水平推进器二(8)，竖直推进器(9)，传感器(10)，法兰(11)，电缆(12)，主控制器(13)，能源系统(14)，直线发电机定子(15)，直线发电机动子(16)，动子连接件(17)和浮力调节系统(18)，所述的太阳能电池板(2)嵌入到载体(1)上表面，通过电缆与能源系统(14)连接，所述的直线发电机定子(15)固定在关节发电装置一(4)内部，直线发电机动子(16)穿过直线发电机定子(15)内部，所述的关节发电装置一(4)和关节发电装置二(5)通过柔性橡胶材料(6)连接，关节发电装置一(4)中的直线发电机动子(16)与关节发电装置二(5)中的直线发电机动子通过动子连接件(17)连接，所述的柔性橡胶材料(6)内部为中空，电缆和动子连接件(17)从其中穿过，所述的竖直推进器(9)通过法兰(11)固定在载体(1)上，所述的水平推进器一(3)和水平推进器二(8)通过法兰固定于载体(1)的后方，所述的主控制器(13)固定于载体(1)的中间，通过电缆(12)与竖直推进器(9)连接，所述的能源系统(14)固定于载体(1)内部的后方，通过电缆与关节发电装置一(4)和主控制器(13)连接，所述的浮力调节系统(18)固定于载体(1)内部的下方，通过电缆与主控制器(13)连接，所述的传感器(10)固定于载体(1)的正前方。
2.根据权利要求1所述的一种波光联合驱动海上长期观测系统，其特征在于，所述的波光联合驱动海上长期观测系统对称分布，水平推进器一(3)和水平推进器二(8)对称分布于载体(1)两侧。
3.根据权利要求1所述的一种波光联合驱动海上长期观测系统，其特征在于，所述的关节发电装置一(4)和关节发电装置二(5)内部结构相同，数量为5个。
4.根据权利要求1所述的一种波光联合驱动海上长期观测系统，其特征在于，所述的摆尾(7)整体呈扁平形状，与最后一个关节发电装置固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种波光联合驱动海上长期观测系统，其特征在于，所述的能源系统(14)通过电缆分别与太阳能电池板(2)，主控制器(13)和关节发电装置一(4)连接。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113911302A (zh) * 2021-11-28 2022-01-11 中国船舶重工集团公司第七一三研究所 一种长航时水下航行器

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6065418A (en) * 1996-02-08 2000-05-23 Quantum Group, Inc. Sequence of selective emitters matched to a sequence of photovoltaic collectors
CN201246266Y (zh) * 2008-07-31 2009-05-27 陈文标 一种助摆式波能发电装置
CN101619701A (zh) * 2008-06-30 2010-01-06 李强 能量俘获和转化设备
CN101936249A (zh) * 2010-05-24 2011-01-05 黄晋生 摇摆式海浪发电
CN102381464A (zh) * 2011-10-15 2012-03-21 浙江大学舟山海洋研究中心 波浪能和太阳能驱动海洋环境无人监测船
CN104149959A (zh) * 2014-06-30 2014-11-19 浙江大学 一种波浪力驱动的海面滑翔机
CN106887895A (zh) * 2017-04-17 2017-06-23 武建国 一种波浪能发电式水下机器人
CN107179071A (zh) * 2016-03-11 2017-09-19 国家海洋局南海预报中心 一种用于海洋观测的潜标

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6065418A (en) * 1996-02-08 2000-05-23 Quantum Group, Inc. Sequence of selective emitters matched to a sequence of photovoltaic collectors
CN101619701A (zh) * 2008-06-30 2010-01-06 李强 能量俘获和转化设备
CN201246266Y (zh) * 2008-07-31 2009-05-27 陈文标 一种助摆式波能发电装置
CN101936249A (zh) * 2010-05-24 2011-01-05 黄晋生 摇摆式海浪发电
CN102381464A (zh) * 2011-10-15 2012-03-21 浙江大学舟山海洋研究中心 波浪能和太阳能驱动海洋环境无人监测船
CN104149959A (zh) * 2014-06-30 2014-11-19 浙江大学 一种波浪力驱动的海面滑翔机
CN107179071A (zh) * 2016-03-11 2017-09-19 国家海洋局南海预报中心 一种用于海洋观测的潜标
CN106887895A (zh) * 2017-04-17 2017-06-23 武建国 一种波浪能发电式水下机器人

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113911302A (zh) * 2021-11-28 2022-01-11 中国船舶重工集团公司第七一三研究所 一种长航时水下航行器

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