CN111852749A - 一种基于波浪发电技术海洋污染治理用浮漂监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于波浪发电技术海洋污染治理用浮漂监测装置，包括安装平台、监测组件和子转子永磁直驱发电机，所述安装平台的顶部焊接有安装架，所述安装平台中心处的顶部开设有伸缩槽，所述安装平台的上端铺设有吸热板，所述活动杆的边端焊接有承接板，所述安装平台边侧的内部嵌入式轴连接有齿辊，所述外挡板和安装平台内贯穿开设有收放槽，所述安装平台的底部焊接有底柱，所述底柱顶部的内侧螺栓固定有转子永磁直驱发电机。该基于波浪发电技术海洋污染治理用浮漂监测装置，通过波浪发电和太阳能发电技术的使用，保持足够电力提供，同时可以利用波浪势能对波浪进行阻挡，避免波浪冲击造成监测组件损坏。
Description
技术领域
本发明涉及海洋污染治理技术领域，具体为一种基于波浪发电技术海洋污染治理用浮漂监测装置。
背景技术
海洋是地球上面积最大的一部分，随着人类社会的发展，对海洋的入侵越来越多，人们将生活和工业垃圾倾倒进海洋内，对海洋生态环境造成了严重污染，海洋环境的破坏，会影响海洋生物的正常繁衍，使其生态链遭受破坏，最终会影响到人类的发展；
海洋环境的破坏对人类生活的影响越来越大，针对海洋环境的治理迫在眉睫，海洋的范围较广，在对海洋环境进行治理时，必不可少的是对海洋环境进行监测，采用海上浮漂对海洋环境进行监测，是一种便捷常用的手段，然而现有的浮漂监测装置在使用时存在以下问题：
浮漂监测装置的使用，涉及到各种电器设备的运行，这些电器设备必然需要用到电力，浮漂监测装置在海洋使用时，缺乏外部电力供应，进而需要有效利用波浪能和太阳能发电技术进行电力供应，同时，浮漂监测装置漂浮于海水上，受波浪影响，装置主体会受到冲击，现有的浮漂监测装置，缺乏对较大波浪的应对，装置上的电器设备容易受损。
针对上述问题，急需在原有浮漂监测装置的基础上进行创新设计。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于波浪发电技术海洋污染治理用浮漂监测装置，以解决上述背景技术提出现有的浮漂监测装置，需要有效利用波浪能和太阳能发电技术进行电力供应，同时缺乏对较大波浪的应对，装置上的电器设备容易受损的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于波浪发电技术海洋污染治理用浮漂监测装置，包括安装平台、监测组件和子转子永磁直驱发电机，所述安装平台的顶部焊接有安装架，且安装架的顶部螺栓固定有监测组件，并且安装架底部的内侧轴连接有太阳能电板，所述安装平台中心处的顶部开设有伸缩槽，且伸缩槽的底部嵌入式安装有气囊，并且伸缩槽内放置有伸缩杆，所述安装平台的上端铺设有吸热板，且吸热板位于伸缩杆的外侧，所述安装平台的边侧开设有活动槽，且活动槽内通过第一弹簧连接有活动杆，所述活动杆的边端焊接有承接板，且承接板位于安装平台的外侧，并且活动杆的顶部一体设置有第一齿块，所述安装平台边侧的内部嵌入式轴连接有齿辊，且安装平台的顶部边缘处焊接有外挡板，所述外挡板和安装平台内贯穿开设有收放槽，且收放槽内放置有内挡板，并且内挡板的外侧一体设置有第二齿块，所述安装平台的底部焊接有底柱，且底柱中部的内壁上开设有调节槽，所述调节槽内通过第二弹簧连接有调节板，且调节板的底部粘接有浮体，所述底柱顶部的内侧螺栓固定有转子永磁直驱发电机，且转子永磁直驱发电机的输出端连接有叶轮，所述底柱的内壁上焊接有导气罩，且位于转子永磁直驱发电机和调节板之间。
优选的，所述气囊内的气体为氦气，且气囊与伸缩杆的底部之间相接触。
优选的，所述伸缩杆的顶部轴连接有传动杆，且传动杆的一端轴连接于太阳能电板顶部的内侧，并且伸缩杆与伸缩槽之间垂直滑动。
优选的，所述活动杆和内挡板分别与活动槽和收放槽之间滑动连接，且活动杆与内挡板之间相互垂直，并且活动杆与内挡板之间相互交错分布。
优选的，所述活动杆的外侧焊接有导杆，且导杆位于导槽内，并且导槽开设于活动槽的内壁上，所述导杆与导槽的内壁上均固定有磁片，且导杆与导槽上的磁片磁性相斥。
优选的，所述承接板为弧形结构设计，且承接板关于安装平台的中心轴线对称设置有4个。
优选的，所述第一齿块和第二齿块分别等间距分布于活动杆和内挡板上，且第一齿块和第二齿块均与齿辊之间相互啮合。
优选的，所述调节板的直径等于调节槽的内径，且调节板通过第二弹簧与调节槽之间构成垂直方向的弹性滑动连接。
优选的，所述导气罩的截面为梯形结构设计，且导气罩的边侧设计为弧形结构，并且导气罩与叶轮之间共中心轴线。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该基于波浪发电技术海洋污染治理用浮漂监测装置：
1.通过设置的调节板的直径等于调节槽的内径，使得调节板配合浮体的使用，受波浪影响，调节板在调节槽内向上活动，对底柱内部的空气进行压缩，形成空气流通，同时空气通过截面为梯形结构的导气罩，集中流动至叶轮处，提高对波浪能的利用率；
2.气囊内的气体为氦气，使得配合吸热板的使用，氦气受热膨胀，增加气囊的体积，通过气囊将伸缩杆顶起，使得伸缩杆可以通过传动杆带动太阳能电板在安装架上转动，通过对太阳能的使用，实现发电的同时，可以随之调整太阳能电板的角度，提高太阳能利用率；
3.通过设置的第一齿块和第二齿块分别等间距分布于活动杆和内挡板上，且第一齿块和第二齿块均与齿辊之间相互啮合，当较大波浪来临时，承接板受冲击带动活动杆在活动槽内滑动，进而通过活动杆上的第一齿块带动齿辊的转动，再通过齿辊与第二齿块接触，带动内挡板在收放槽内向上滑动，通过内挡板配合外挡板增加其垂直长度，对较大波浪进行遮挡，避免对监测组件形成冲击，利用波浪自身势能，实现对监测组件的保护。
附图说明
图1为本发明正剖结构示意图；
图2为本发明底柱仰视剖面结构示意图；
图3为本发明导气罩立体结构示意图；
图4为本发明伸缩杆俯视结构示意图；
图5为本发明图1中A处放大结构示意图；
图6为本发明活动杆俯视剖面结构示意图；
图7为本发明活动杆侧剖结构示意图。
图中：1、安装平台；2、安装架；3、监测组件；4、太阳能电板；5、伸缩槽；6、气囊；7、伸缩杆；8、传动杆；9、吸热板；10、活动槽；11、第一弹簧；12、活动杆；13、承接板；14、第一齿块；15、导杆；16、导槽；17、磁片；18、齿辊；19、外挡板；20、收放槽；21、内挡板；22、第二齿块；23、底柱；24、调节槽；25、第二弹簧；26、调节板；27、浮体；28、转子永磁直驱发电机；29、叶轮；30、导气罩。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：一种基于波浪发电技术海洋污染治理用浮漂监测装置，包括安装平台1、安装架2、监测组件3、太阳能电板4、伸缩槽5、气囊6、伸缩杆7、传动杆8、吸热板9、活动槽10、第一弹簧11、活动杆12、承接板13、第一齿块14、导杆15、导槽16、磁片17、齿辊18、外挡板19、收放槽20、内挡板21、第二齿块22、底柱23、调节槽24、第二弹簧25、调节板26、浮体27、转子永磁直驱发电机28、叶轮29和导气罩30，安装平台1的顶部焊接有安装架2，且安装架2的顶部螺栓固定有监测组件3，并且安装架2底部的内侧轴连接有太阳能电板4，安装平台1中心处的顶部开设有伸缩槽5，且伸缩槽5的底部嵌入式安装有气囊6，并且伸缩槽5内放置有伸缩杆7，安装平台1的上端铺设有吸热板9，且吸热板9位于伸缩杆7的外侧，安装平台1的边侧开设有活动槽10，且活动槽10内通过第一弹簧11连接有活动杆12，活动杆12的边端焊接有承接板13，且承接板13位于安装平台1的外侧，并且活动杆12的顶部一体设置有第一齿块14，安装平台1边侧的内部嵌入式轴连接有齿辊18，且安装平台1的顶部边缘处焊接有外挡板19，外挡板19和安装平台1内贯穿开设有收放槽20，且收放槽20内放置有内挡板21，并且内挡板21的外侧一体设置有第二齿块22，安装平台1的底部焊接有底柱23，且底柱23中部的内壁上开设有调节槽24，调节槽24内通过第二弹簧25连接有调节板26，且调节板26的底部粘接有浮体27，底柱23顶部的内侧螺栓固定有转子永磁直驱发电机28，且转子永磁直驱发电机28的输出端连接有叶轮29，底柱23的内壁上焊接有导气罩30，且位于转子永磁直驱发电机28和调节板26之间；
气囊6内的气体为氦气，且气囊6与伸缩杆7的底部之间相接触，太阳在日常升起改变照射位置时，空气中的温度不断上升，配合吸热板9对太阳照射热量的吸收，使得气囊6内的氦气受热膨胀，进而通过气囊6将伸缩杆7顶起；
伸缩杆7的顶部轴连接有传动杆8，且传动杆8的一端轴连接于太阳能电板4顶部的内侧，并且伸缩杆7与伸缩槽5之间垂直滑动，伸缩杆7受气囊6的作用在伸缩槽5内被向上顶起，通过传动杆8拉动太阳能电板4在安装架2上向内转动，进而可以根据光照角度和日间温度上升的原理，调整太阳能电板4的角度，提高阳光对太阳能电板4的照射效率，进而提高发电效率；
活动杆12和内挡板21分别与活动槽10和收放槽20之间滑动连接，且活动杆12与内挡板21之间相互垂直，并且活动杆12与内挡板21之间相互交错分布，使得当海水波浪对承接板13进行冲击时，可以带动活动杆12在活动槽10内滑动，同时活动杆12不会影响内挡板21的上下滑动，当内挡板21在收放槽20内滑动出来时，可以对较大波浪冲击进行阻挡，避免海水对安装平台1和监测组件3的冲击力过大造成损坏；
活动杆12的外侧焊接有导杆15，且导杆15位于导槽16内，并且导槽16开设于活动槽10的内壁上，导杆15与导槽16的内壁上均固定有磁片17，且导杆15与导槽16上的磁片17磁性相斥，当承接板13受海水冲击带动活动杆12在活动槽10内滑动时，导杆15跟随在导槽16内滑动，通过2个相斥的磁片17对活动杆12进行缓冲，同时配合第一弹簧11的使用，可以使得活动杆12返回原位；
承接板13为弧形结构设计，且承接板13关于安装平台1的中心轴线对称设置有4个，当承接板13受海水冲击时，弧形结构可以对海水进行引导，初步对海水冲击力进行缓冲，同时4个承接板13的设置，使得安装平台1的四周方向均可以抵挡来自海水的冲击；
第一齿块14和第二齿块22分别等间距分布于活动杆12和内挡板21上，且第一齿块14和第二齿块22均与齿辊18之间相互啮合，当活动杆12在活动槽10内滑动时，通过第一齿块14与齿辊18接触，带动齿辊18的转动，齿辊18与第二齿块22接触，带动内挡板21在收放槽20内向上滑动，进而通过内挡板21配合外挡板19的使用，增加对波浪的阻挡高度，当波浪较大时，可以有效对监测组件3进行保护；
调节板26的直径等于调节槽24的内径，且调节板26通过第二弹簧25与调节槽24之间构成垂直方向的弹性滑动连接，当受波浪冲击时，调节板26的浮力配合浮体27的使用，使得调节板26可以在调节槽24内向上滑动，进而对调节板26顶部的空气进行压缩，带动叶轮29的转动，配合转子永磁直驱发电机28的使用进行发电，同时配合第二弹簧25的使用，使得调节板26可以在调节槽24内上下滑动，不断带动叶轮29的转动；
导气罩30的截面为梯形结构设计，且导气罩30的边侧设计为弧形结构，并且导气罩30与叶轮29之间共中心轴线，通过导气罩30的使用，对流动的空气进一步引导和压缩，增加空气对叶轮29的驱动力。
工作原理：在使用该基于波浪发电技术海洋污染治理用浮漂监测装置时，如图1-3中，首先将安装平台1置于海上，通过安装架2上的监测组件3对海洋环境进行监测，监测组件3的使用，采用现有技术，在此不作赘述，当受波浪冲击时，底柱23内的调节板26在浮体27和波浪冲击的作用下，使得调节板26在底柱23内的调节槽24处向上滑动，通过调节板26对底柱23顶部的空气进行压缩，并通过导气罩30对空气进行导流，带动叶轮29的转动，叶轮29配合转子永磁直驱发电机28的使用，实现发电，同时配合第二弹簧25的使用，使得调节板26得以回落，进而实现调节板26的不断上下活动，调节板26与调节槽24之间设置密封圈，避免海水进入底柱23顶部，同时如图1和图4-5中，通过太阳能电板4的使用吸收太阳能进行发电，双重发电效果，为装置提供足够电力，随着日照时间的推移，以及太阳角度的升落，通过安装平台1上的吸热板9对热量进行吸收，使得伸缩槽5内气囊6内的氦气受热膨胀，通过气囊6体积的变化，将其顶部的伸缩杆7顶起，使得伸缩杆7在伸缩槽5内向上滑动，进而使得伸缩杆7通过传动杆8拉动太阳能电板4在安装架2上转动，根据日照角度，调整太阳能电板4的角度，提高其阳光接收效果，增加发电效率，当气温降低时，气囊6随之收缩，伸缩杆7在重力作用下向下活动，使得太阳能电板4返回原位，进而实现利用热能带动太阳能电板4角度的调整，叶轮29配合转子永磁直驱发电机28的使用，采用常规的空气能发电原理；
接着，如图1和图6-7中，首先通过承接板13和外挡板19对小型波浪进行阻挡，当波浪较大时，对承接板13进行冲击，承接板13带动活动杆12在活动槽10内向内滑动，通过活动杆12上的第一齿块14与齿辊18接触，带动齿辊18的转动，同时齿辊18与内挡板21上的第二齿块22接触，带动内挡板21在外挡板19的收放槽20内向上滑动，进而通过内挡板21和外挡板19增加对波浪的阻挡面积，避免大型波浪对监测组件3造成冲击，利用波浪的势能，进行防护，同时活动杆12在活动槽10内向内滑动时，活动杆12外侧的导杆15跟随在导槽16内滑动，通过相斥的磁片17进行缓冲，同时配合第一弹簧11的使用，在波浪势能结束后，使得活动杆12可以返回原位，同时配合内挡板21的重力，保持内挡板21和活动杆12恢复原位，相对于直接在安装平台1上设置高度足够的防护措施而言，内挡板21和外挡板19的使用，一方面不会阻挡监测组件3的正常使用，同时减少波浪与装置接触面，进而减少波浪对装置形成的冲击。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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 (9)
1.一种基于波浪发电技术海洋污染治理用浮漂监测装置，包括安装平台(1)、监测组件(3)和子转子永磁直驱发电机(28)，其特征在于：所述安装平台(1)的顶部焊接有安装架(2)，且安装架(2)的顶部螺栓固定有监测组件(3)，并且安装架(2)底部的内侧轴连接有太阳能电板(4)，所述安装平台(1)中心处的顶部开设有伸缩槽(5)，且伸缩槽(5)的底部嵌入式安装有气囊(6)，并且伸缩槽(5)内放置有伸缩杆(7)，所述安装平台(1)的上端铺设有吸热板(9)，且吸热板(9)位于伸缩杆(7)的外侧，所述安装平台(1)的边侧开设有活动槽(10)，且活动槽(10)内通过第一弹簧(11)连接有活动杆(12)，所述活动杆(12)的边端焊接有承接板(13)，且承接板(13)位于安装平台(1)的外侧，并且活动杆(12)的顶部一体设置有第一齿块(14)，所述安装平台(1)边侧的内部嵌入式轴连接有齿辊(18)，且安装平台(1)的顶部边缘处焊接有外挡板(19)，所述外挡板(19)和安装平台(1)内贯穿开设有收放槽(20)，且收放槽(20)内放置有内挡板(21)，并且内挡板(21)的外侧一体设置有第二齿块(22)，所述安装平台(1)的底部焊接有底柱(23)，且底柱(23)中部的内壁上开设有调节槽(24)，所述调节槽(24)内通过第二弹簧(25)连接有调节板(26)，且调节板(26)的底部粘接有浮体(27)，所述底柱(23)顶部的内侧螺栓固定有转子永磁直驱发电机(28)，且转子永磁直驱发电机(28)的输出端连接有叶轮(29)，所述底柱(23)的内壁上焊接有导气罩(30)，且位于转子永磁直驱发电机(28)和调节板(26)之间。
2.根据权利要求1所述的一种基于波浪发电技术海洋污染治理用浮漂监测装置，其特征在于：所述气囊(6)内的气体为氦气，且气囊(6)与伸缩杆(7)的底部之间相接触。
3.根据权利要求1所述的一种基于波浪发电技术海洋污染治理用浮漂监测装置，其特征在于：所述伸缩杆(7)的顶部轴连接有传动杆(8)，且传动杆(8)的一端轴连接于太阳能电板(4)顶部的内侧，并且伸缩杆(7)与伸缩槽(5)之间垂直滑动。
4.根据权利要求1所述的一种基于波浪发电技术海洋污染治理用浮漂监测装置，其特征在于：所述活动杆(12)和内挡板(21)分别与活动槽(10)和收放槽(20)之间滑动连接，且活动杆(12)与内挡板(21)之间相互垂直，并且活动杆(12)与内挡板(21)之间相互交错分布。
5.根据权利要求1所述的一种基于波浪发电技术海洋污染治理用浮漂监测装置，其特征在于：所述活动杆(12)的外侧焊接有导杆(15)，且导杆(15)位于导槽(16)内，并且导槽(16)开设于活动槽(10)的内壁上，所述导杆(15)与导槽(16)的内壁上均固定有磁片(17)，且导杆(15)与导槽(16)上的磁片(17)磁性相斥。
6.根据权利要求1所述的一种基于波浪发电技术海洋污染治理用浮漂监测装置，其特征在于：所述承接板(13)为弧形结构设计，且承接板(13)关于安装平台(1)的中心轴线对称设置有4个。
7.根据权利要求1所述的一种基于波浪发电技术海洋污染治理用浮漂监测装置，其特征在于：所述第一齿块(14)和第二齿块(22)分别等间距分布于活动杆(12)和内挡板(21)上，且第一齿块(14)和第二齿块(22)均与齿辊(18)之间相互啮合。
8.根据权利要求1所述的一种基于波浪发电技术海洋污染治理用浮漂监测装置，其特征在于：所述调节板(26)的直径等于调节槽(24)的内径，且调节板(26)通过第二弹簧(25)与调节槽(24)之间构成垂直方向的弹性滑动连接。
9.根据权利要求1所述的一种基于波浪发电技术海洋污染治理用浮漂监测装置，其特征在于：所述导气罩(30)的截面为梯形结构设计，且导气罩(30)的边侧设计为弧形结构，并且导气罩(30)与叶轮(29)之间共中心轴线。
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| CN114352679A (zh) * | 2021-12-20 | 2022-04-15 | 应急管理部国家自然灾害防治研究院 | 一种用于防止波浪、海流和地震共同激励的海洋结构制振装置 |
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