CN112407170A - 一种自带发电功能的无线传感海洋监测平台 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自带发电功能的无线传感海洋监测平台，属于海洋监测技术领域。它解决了现有海洋监测平台供电可持续性差等技术问题。本海洋监测平台包括系泊且漂浮在海面上或海水中的浮体；浮体上设有控制盒，控制盒内设有电路板，电路板上具有监测传感器、信号接收模块以及信号发射模块；浮体内具有封闭的空腔，空腔内设有波浪能发电装置，该波浪能发电装置包括直线导轨，直线导轨上滑动套设有滑块和弹簧；滑块的四周侧面上均设有若干个磁铁块；空腔内位于滑块的四周还各设有一组压电发电机构，压电发电机构包括压电件和与磁铁块对应的端部磁铁。本发明利用波浪能进行转化为电能进行供电，且转换效率高。

Description

一种自带发电功能的无线传感海洋监测平台

技术领域

本发明属于海洋监测平台技术领域，涉及一种无线传感海洋监测平台，特别是一种自带发电功能的无线传感海洋监测平台。

背景技术

近年来，无线传感器开始大量被使用在海洋监测平台上；这些无线传感器节点的载体大多是海洋浮标，随着人类活动、探测范围的不断扩大，海洋浮标的需求量与日俱增；电池供电是当前海上无线传感节点的主要供电方式，这种供电方式不仅增加了整个网络节点的结构尺寸和重量，而且由于电池本身的寿命是有限的，如果定期人为更换数以百计的电池，其工作量和成本在实际工程应用中往往是难以承受的，况且传感器节点常被用在海上恶劣环境中，更加限制了人为更换电池的可能，因此需要一种微型能量转换装置不间断地就地取材，让传感器节点实现自供电，相比风能与太阳能技术,波浪能具有其独特的优势,波能能量密度高且不受天气影响。

目前市场上出现了一些利用海洋波浪能进行发电的装置，例如我国专利(公告号：CN207010576U；公告日：2018-02-13)公开了一种利用波浪能的新型压电发电装置，其包括支撑浮体，支撑浮体通过绳索与水底处的系泊装置相连，支撑浮体的顶板上通过弹簧连接有波能采集浮体；波能采集浮体包括外壳，外壳顶板的边缘向外延伸形成延伸边，延伸边的下侧面均匀连接有导向柱，支撑浮体的顶板上对应导向柱设置有通孔，导向柱穿过通孔，并能够沿通孔上下运动，导向柱的末端设置有限位块；外壳的内部设置有压电发电装置，压电发电装置包括悬臂梁和圆柱形重物，若干个悬臂梁沿圆柱形重物的周向均匀设置，悬臂梁的一端与圆柱形重物连接，另一端与波能采集浮体侧壁的内侧连接，悬臂梁上设置有柔性压电材料。

上述专利文献中公开的利用波浪能的发电装置没有与无线传感海洋监测平台结合起来使用，另外该发电装置中导向柱在波浪的作用下沿通孔上下移动进而使波能采集浮体带动悬臂梁振动，在波浪较小时，悬臂梁运动频率较低，使得能量转换的效率较低。

发明内容

本发明针对现有的技术存在的上述问题，提供一种自带发电功能的无线传感海洋监测平台，本发明所要解决的技术问题是：如何提高无线传感海洋监测平台自主可持续性使用并提高其自带发电装置的发电效率。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种自带发电功能的无线传感海洋监测平台，包括系泊且漂浮在海面上或海水中的浮体；所述浮体上设有控制盒，所述控制盒内设有电路板，所述电路板上具有监测传感器、信号接收模块以及信号发射模块；其特征在于，所述浮体内具有封闭的空腔，所述空腔内设有波浪能发电装置，所述波浪能发电装置包括直线导轨，所述直线导轨上滑动套设有滑块和弹簧；所述弹簧的两端分别作用在所述滑块的端部和所述直线导轨的端部，所述滑块呈长方体，所述滑块的四周侧面上均设有若干个磁铁块，每个侧面上的若干个磁铁块沿所述直线导轨的长度方向均匀间隔排成一排；所述空腔内位于所述滑块的四周还各设有一组压电发电机构，所述压电发电机构包括压电件和与所述磁铁块对应的端部磁铁。

其工作原理如下：本技术方案中的无线传感海洋监测平台利用监测传感器对海洋进行监测，监测指令及检测数据通过信号接收模块以及信号发射模块进行数据传输，本无线传感海洋监测平台利用波浪能发电装置进行发电，从而补充电能，不需要频繁更换电池，节省了劳力，保证了无线传感海洋监测平台自主可持续性使用。波浪能发电装置中浮体随波浪在海面上浮动，在此过程中滑块会沿直线导轨的长度方向往复移动并使若干个磁铁块在滑块移动的过程中依次与端部磁铁相互作用，若干个磁铁块周期性地冲击端部磁铁,进而使得压电件在其振动过程中产生机械应变,压电件表面将积聚大量的自由电荷,通过整流等处理电路将压电件产生的电能储存传输,最终可以为各个电路元件供电。

在上述的自带发电功能的无线传感海洋监测平台中，所述浮体呈圆球型，所述浮体的空腔内设有呈长方体的安装框，所述直线导轨的上端通过二自由度惯性摆动头与所述空腔的上端腔壁相连接，所述安装框的上侧开有安装槽，所述直线导轨的下端固设在所述安装槽槽底的中部，所述弹簧的两端分别与所述直线导轨的上端和所述滑块的上侧相连。

在上述的自带发电功能的无线传感海洋监测平台中，所述压电发电机构设置在所述安装槽内，每组所述压电发电机构还包括呈长条状的悬臂梁和横向的基板，所述基板上侧固设有固定板；所述安装槽槽底对应所述滑块的四周均设有一组竖向的螺杆，所述基板套设在所述螺杆上，所述螺杆上设有用于定位所述基板的锁紧螺母，所述压电件呈片状且设置在所述悬臂梁上，所述悬臂梁远离所述直线导轨的一端为固定端且所述固定端固定在所述固定板上侧，所述悬臂梁靠近所述滑块的一端为自由端，所述端部磁铁设置在所述悬臂梁的自由端上。

上述技术方案中，直线导轨一直处于竖直状态，以浮体为参考系，直线导轨在浮体随波浪在海面上浮动时相对于浮体是在往复摆动的，在此过程中滑块会沿直线导轨的长度方向往复移动并使若干个磁铁块在滑块移动的过程中依次与端部磁铁相互作用，若干个磁铁块周期性地冲击悬臂梁上自由端的端部磁铁,使得悬臂梁产生高频的自由振动,压电件在伴随悬臂梁振动过程中产生机械应变,使得压电件表面将积聚大量的自由电荷,可以通过整流等处理电路将压电件产生的电能储存传输,最终可以为海洋无线传感器节点等供电，在滑块移动的过程中弹簧在做伸缩运动，波浪能将转化为其自身的势能，当波浪起伏较小时,由于弹簧的形变储存了一定的势能,使本装置仍能继续工作一段时间，这样悬臂梁在海上就能持续高频振动，从而有效提高了波浪能转换成电能的效率。本技术方案中通过设置四个压电发电机构能进一步提高波浪能转换成电能的效率，每一个压电发电机构上的端部磁铁和相应的磁铁块产生的排斥力与其相对的压电发电机构的相同作用力相互抵消，能够降低滑块在运动过程中的摩擦力。

在上述的自带发电功能的无线传感海洋监测平台中，每组所述螺杆有三根且呈三角形平行间隔分布，每个所述基板套设在三根所述螺杆上；所述基板上开有供所述悬臂梁上下摆动让位的条形长孔，所述条形长孔贯穿了所述基板的上下两侧且沿所述悬臂梁的长度方向延伸至所述基板靠近所述滑块的一端；所述基板上还开有两个沿所述悬臂梁长度方向的条形通孔，两个所述条形通孔平行间隔设置在所述条形长孔的两侧，所述固定板位于两个所述条形通孔上方且通过固定螺栓和固定螺母固定在所述基板的两个所述条形通孔处。螺杆和锁紧螺母的设置，便于根据实际情况调节压电发电机构竖向的位置；设置条形长孔能保证悬臂梁自由端的振动不受限制；利用基板上设有两个条形通孔可根据实际情况调节压电发电机构横向的位置。

在上述的自带发电功能的无线传感海洋监测平台中，所述浮体外侧中部具有向外延伸的环形凸台，所述环形凸台的上侧外沿和下侧外沿均具有圆角，所述直线导轨的长度方向与所述环形凸台的径向相垂直；所述直线导轨的上端设有连接板，所述连接板的上侧固定在所述二自由度惯性摆动头的下端，所述弹簧的上端与所述连接板的下侧相抵接。设置环形凸台使浮体保持相对的平衡，防止浮体随波浪浮动时空腔内的直线导轨和安装框倒置，导致整个装置没办法正常运行。利用二自由度惯性摆动头将直线导轨连接在空腔上端腔壁上，使直线导轨能空腔内自由摆动，避免在能量转换受到限制。

在上述的自带发电功能的无线传感海洋监测平台中，作为另一种方案，所述浮体呈长方体且横向设置；所述浮体的空腔内设有四个与所述浮体的四个侧面相对应的隔板，四个所述隔板均沿所述浮体的长度方向设置且分别与所述浮体上相应的侧面相平行，每个所述隔板的两端均固设在所述空腔的两端腔壁上且外侧均抵接在所述空腔的侧面腔壁上，四个所述隔板将所述浮体的空腔分隔成一个安装腔一和四个安装腔二，所述安装腔一为四个所述隔板内侧围成的空间，每个所述隔板的外侧均开有凹槽，四个所述安装腔二分别为四个所述隔板的所述凹槽与所述空腔腔壁围成的空间，所述直线导轨横向设置在所述安装腔一内；四组所述压电发电机构分别设置在四个所述安装腔二内。

在上述的自带发电功能的无线传感海洋监测平台中，所述压电发电机构包括沿所述直线导轨长度方向的省力杠杆，所述压电件为柱状且设置在所述省力杠杆一端面向所述滑块的侧面上，所述端部磁铁设置在所述省力杠杆另一端面向所述滑块的侧面上；所述压电件远离所述省力杠杆的一端与所述安装腔二的腔壁相连，所述安装腔二上开有与所述安装腔一相通且供所述端部磁铁嵌入的连接孔，所述端部磁铁与所述滑块上的磁铁块相互作用能够驱动所述省力杠杆摆动。

本技术方案中浮体利用锚链系泊在海水中，随波浪摆动，滑块会在直线导轨的长度方向上往复滑块，同时弹簧反复伸缩储存势能，在滑块往复移动时，由于端部磁铁和磁铁块之间产生的相互作用力，滑块上的若干个磁铁块会周期性地冲击端部磁铁，进而驱动省力杠杆摆动，这里的省力杠杆能将更大的力传递给压电件，使压电件在省力杠杆和安装腔二的腔壁之间变形，压电件的材料是延展性较好的压电聚合物，由于压电聚合物产生的电荷量与其变形量有关，因此能够获得更高的发电功率；其它用于发电的零部件均位于浮体内，避免与海水直接接触，不易损坏或被腐蚀；在波浪起伏较小时,弹簧储存势能使滑块能继续移动一段时间，使波浪能转换成电能的效率得到了提高。

在上述的自带发电功能的无线传感海洋监测平台中，所述直线导轨呈圆杆状设置，所述滑块一端中部开有供所述直线导轨穿设的通孔；所述直线导轨上的所述弹簧为两个，两个所述弹簧分别设置在所述滑块的两端；所述压电发电机构还包括压缩弹簧，所述压缩弹簧的一端固定在所述省力杠杆面向所述滑块的一侧端部，所述压缩弹簧的另一端与所述端部磁铁远离所述滑块的一侧相连。

在上述的自带发电功能的无线传感海洋监测平台中，所述安装腔二的腔壁上固设有支座，所述省力杠杆上靠近所述压电件的位置转动连接在所述支座上；所述压缩弹簧和所述端部磁铁之间还设有连接块，所述连接块位于所述连接孔内，所述连接块外侧面间隔设有数个滚轮且开有数个供所述滚轮嵌入的安装孔，每个所述滚轮的中部穿设有能将其定位在相应的所述安装孔内的销轴，所述滚轮的一部分位于所述安装孔外且能与所述连接孔的内壁相接触。

本技术方案中设置连接块便于压缩弹簧和端部磁铁的连接，连接块上的滚轮能防止端部磁铁驱动省力杠杆时，连接块在连接孔内运动与孔壁发生碰撞，造成能量的损失，同时也能延长连接块的使用寿命。

在上述的自带发电功能的无线传感海洋监测平台中，所述连接孔为方形孔，所述连接块呈正方体形设置且所述连接块一侧边沿的长度小于所述连接孔的孔径，所述连接块面向所述连接孔孔壁的外侧面上均设有所述滚轮。连接块的形状和结构使端部磁铁通过连接块传递给压缩弹簧的力较为均匀，从而延长压缩弹簧的使用寿命。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本无线传感海洋监测平台利用波浪能发电装置进行发电，从而补充电能，不需要频繁更换电池，节省了劳力，保证了无线传感海洋监测平台自主可持续性使用。

2、本无线传感海洋监测平台中直线导轨、滑块、滑块上的电磁块、弹簧和压电发电机构相配合，使波浪能转换成高频振动，进而利用压电件转换电能，提高了波浪能转换成电能的效率。

2、本发明中设置了四个压电发电机构，不仅减小了滑块在运动过程中的摩擦力，而且提高了波浪能转换成电能的效率。

附图说明

图1是实施例一中本无线传感海洋监测平台的立体结构示意图。

图2是实施例一中本无线传感海洋监测平台的局部剖视图。

图3是实施例一中本无线传感海洋监测平台安装框内直线导轨和压电发电机构的结构示意图一。

图4是实施例一中本无线传感海洋监测平台安装框内直线导轨和压电发电机构的结构示意图二。

图5是实施例一中本无线传感海洋监测平台中螺杆和压电发电机构的结构示意图一。

图6是实施例一中本无线传感海洋监测平台中螺杆和压电发电机构的结构示意图二。

图7是实施例二中本无线传感海洋监测平台的立体结构示意图。

图8是实施例二中本无线传感海洋监测平台的内部结构示意图。

图9是实施例二中本无线传感海洋监测平台浮体内部的结构示意图。

图10是实施例二中本无线传感海洋监测平台压电发电机构的结构示意图。

图11是实施例二中本无线传感海洋监测平台滑块的结构示意图。

图中，1、浮体；1a、空腔；1a1、安装腔一；1a2、安装腔二；1b、环形凸台；2、安装框；2a、安装槽；3、直线导轨；4、滑块；41、通孔；5、弹簧；6、磁铁块；7、压电发电机构；71、悬臂梁；71a、固定端；71b、自由端；72、压电件；73、端部磁铁；74、基板；74a、条形长孔；74b、条形通孔；75、固定板；76、省力杠杆；77、压缩弹簧；78、支座；79、连接块；79a、安装孔；7a、滚轮；7b、销轴；8、螺杆；8a、锁紧螺母；9、固定螺栓；9a、固定螺母；10、二自由度惯性摆动头；11、连接板；12、隔板；12a、凹槽；12b、连接孔；13、控制盒；14、电路板；15、监测传感器；16、信号接收模块；17、信号发射模块。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

如图1至图6所示，本实施例中的自带发电功能的无线传感海洋监测平台包括系泊且漂浮在海面上或海水中的浮体1；浮体1上设有控制盒13，控制盒13内设有电路板14，电路板14上具有监测传感器15、信号接收模块16以及信号发射模块17；浮体1内具有封闭的空腔1a，浮体1呈圆球状设置且外侧中部具有向外延伸的环形凸台1b，环形凸台1b上侧外沿和下侧外沿均具有圆角，浮体1内具有球状的空腔1a，该空腔1a所对应的圆球与浮体1所对应的圆球同心设置，空腔1a内设有安装框2、直线导轨3、套设在直线导轨3上的滑块4和弹簧5，空腔1a的上端腔壁上连接有二自由度惯性摆动头10，直线导轨3竖向设置在空腔1a内且与环形凸台1b的径向相垂直，直线导轨3上端固设有呈圆盘状的连接板11，连接板11的上侧与二自由度惯性摆动头10的下端相固接，弹簧5位于连接板11和滑块4之间且两端分别与连接板11的下侧和滑块4的上侧相固接，安装框2呈正方体形设置且上侧开有安装槽2a，安装槽2a的槽底延伸至靠近安装框2下侧的位置，直线导轨3的下端伸入安装槽2a内且固定在安装槽2a槽底的中部，安装框2的上侧与环形凸台1b的上侧相平齐，安装框2的下侧与空腔1a的下端腔壁之间具有间距，安装框2的外侧与空腔1a的中部腔壁之间具有间距。

进一步的，如图3至图6所示，滑块4呈长方体形设置且竖向套设在直线导轨3上，直线导轨3贯穿了滑块4的中部，滑块4的四个侧面上均设有若干个沿直线导轨3长度方向间隔设置的磁铁块6，安装槽2a的槽底上位于滑块4每侧侧面和相应的安装槽2a的槽壁之间均设有压电发电机构7和三个竖向的螺杆8，且该三个螺杆8间隔设置且呈三角形分布，压电发电机构7包括套设在三个螺杆8上且横向设置的基板74，每个螺杆8上均设有用于定位相应基板74的锁紧螺母8a，基板74上侧开有贯穿下侧的条形长孔74a，条形长孔74a由基板74的中部延伸至基板74靠近滑块4侧面的一端，基板74的上侧还固设有固定板75和设有呈长条状的悬臂梁71，悬臂梁71的一端为固定端71a且另一端为自由端71b，悬臂梁71的固定端71a固设在固定板75的上侧，悬臂梁71的自由端71b朝向滑块4一侧延伸至基板74外侧且自由端71b固设有能与滑块4一侧的若干个磁铁块6相作用的端部磁铁73，悬臂梁71的上侧设有压电件72，压电件72呈片状，条形长孔74a位于悬臂梁71的正下方且宽度小于悬臂梁71的宽度，悬臂梁71振动时能斜向穿设在条形长孔74a内，基板74上还开有两个沿悬臂梁71长度方向的条形通孔74b，两个条形通孔74b平行间隔设置在条形长孔74a的两侧，固定板75呈长条形设置且横跨在两个条形通孔74b上，固定板75通过固定螺栓9和固定螺母9a固定在基板74的两个条形通孔74b内；位于安装框2的安装槽2a内的四个压电发电机构7中与滑块4上两个相对侧面相对应的压电发电机构7均以直线导轨3为中心轴对称设置。

浮体1随波浪做起伏运动,从波峰运动至波谷过程中,浮体1在海浪的作用下向右倾斜，从波谷运动至波峰过程中,浮体1在海浪的作用下向左倾斜，由于惯性的存在，如果以海平面为参考系，直线导轨3一直垂直于海平面且跟海浪保持一致的起伏运动，如果浮体1为参考系，直线导轨3则做单摆运动，直线导轨3上的滑块4做弹簧摆运动，弹簧5在直线导轨3摆动过程中不停地拉伸回弹，将波浪能转化为其自身的势能，当波浪起伏较小时,由于弹簧5发生形变储存了一定的势能,仍然能够维持发电装置工作一段时间；浮体1与直线导轨3之间产生的周期性相对运动，使得位于滑块4一侧的若干个磁铁块6与相应的压电发电机构7的悬臂梁71之间也产生了相对运动,滑块4一侧的若干个磁铁块6周期性地冲击悬臂梁71自由端71b的端部磁铁73,使得悬臂梁71产生自由振动,压电件72上下表面将积聚大量的自由电荷,可以通过整流等处理电路将压电片产生的电能储存传输,最终可以为海洋无线传感器节点等供电。

实施例二

如图7至图11所示，本实施例与实施例一大致相同，不同之处在于，本实施例中浮体1呈长方体，在无波浪时，浮体1能横向设置在海中，浮体1内具有空腔1a，空腔1a内设有四个隔板12，四个隔板12分别与浮体1的四个侧面相对应且分别与相对应的侧面相平行，四个隔板12均沿浮体1的长度方向设置，每个隔板12的两端均固设在空腔1a的两端腔壁上，每个隔板12的外侧均抵接在空腔1a的侧面腔壁上，四个隔板12的内侧合围成的空间为位于空腔1a中部的安装腔一1a1，每个隔板12外侧均开有向内的凹槽12a，四个凹槽12a与相应的空腔1a侧面腔壁围成的空间为安装腔二1a2，四个安装腔二1a2绕安装腔一1a1周向均匀间隔分布，安装腔一1a1中部设有沿浮体1长度方向的直线导轨3，直线导轨3呈圆杆状设置，直线导轨3的两端固设在安装腔一1a1的两端腔壁上，直线导轨3上设有滑块4和两个弹簧5，滑块4呈长方体形设置且沿其长度方向设置在直线导轨3上，滑块4的一端中部开有供直线导轨3穿设的通孔41，两个弹簧5分别位于滑块4的两端，两个弹簧5的一端分别与滑块4的两端相连，两个弹簧5的另一端分别连接在安装腔一1a1的两端腔壁上，每个安装腔二1a2内均设有压电发电机构7，压电发电机构7包括固设在空腔1a腔壁上的支座78、沿直线导轨3长度方向的省力杠杆76以及分别设置在省力杠杆76靠近滑块4一侧两端的端部磁铁73和压电件72，省力杠杆76靠近压电件72的位置与支座78转动连接，压电件72一端位于省力杠杆76上且另一端与凹槽12a的槽底相连，每个隔板12上均开有能连通安装腔一1a1和相应安装腔二1a2且供相应端部磁铁73嵌入的连接孔12b，滑块4的侧面分别与浮体1的四个侧面一一对应且每侧中部均设有若干个沿直线导轨3长度方向均匀间隔分布的磁铁块6。

进一步的，如图2至图4所示，与浮体1相对的两侧面相对应的隔板12上的连接孔12b相对设置，即是相对的两个安装腔二1a2内的端部磁铁73相对设置，端部磁铁73和省力杠杆76之间设有压缩弹簧77和连接块79，压缩弹簧77的一端固设在省力杠杆76面向滑块4的一侧端部且另一端与连接块79相固接，端部磁铁73固设在连接块79远离压缩弹簧77的一侧上，这里的连接孔12b为方形孔，连接块79呈正方体形设置，连接块79一侧的侧边长度小于连接孔12b的孔径，连接块79与连接孔12b相对的四个侧面上均开有安装孔79a，每个安装孔79a内均设有滚轮7a，滚轮7a的中部穿设有销轴7b，每个滚轮7a均通过销轴7b定位在相应的安装孔79a内，滚轮7a的一部分伸出安装孔79a位于连接孔12b内且能与连接孔12b的孔壁相接触。

浮体1在海水中摆动能使滑块4在直线导轨3的长度方向往复移动，同时滑块4每个侧面上的若干个磁铁块6均能与相应的端部磁铁73相互作用周期性地冲击相应的端部磁铁73，通过压缩弹簧77和省力杠杆76能将更大的力传递给压电件72，由于压电件72的材料是延展性较好的压电聚合物，压电聚合物产生的电荷量与其变形量有关，更大的力能使压电件72的变形量变大，因此本装置能够获得更高的发电功率。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种自带发电功能的无线传感海洋监测平台，包括系泊且漂浮在海面上或海水中的浮体(1)；所述浮体(1)上设有控制盒(13)，所述控制盒(13)内设有电路板(14)，所述电路板(14)上具有监测传感器(15)、信号接收模块(16)以及信号发射模块(17)；其特征在于，所述浮体(1)内具有封闭的空腔(1a)，所述空腔(1a)内设有波浪能发电装置，所述波浪能发电装置包括直线导轨(3)，所述直线导轨(3)上滑动套设有滑块(4)和弹簧(5)；所述弹簧(5)的两端分别作用在所述滑块(4)的端部和所述直线导轨(3)的端部，所述滑块(4)呈长方体，所述滑块(4)的四周侧面上均设有若干个磁铁块(6)，每个侧面上的若干个磁铁块(6)沿所述直线导轨(3)的长度方向均匀间隔排成一排；所述空腔(1a)内位于所述滑块(4)的四周还各设有一组压电发电机构(7)，所述压电发电机构(7)包括压电件(72)和与所述磁铁块(6)对应的端部磁铁(73)。

2.根据权利要求1所述的自带发电功能的无线传感海洋监测平台，其特征在于，所述浮体(1)呈圆球型，所述浮体(1)的空腔(1a)内设有呈长方体的安装框(2)，所述直线导轨(3)的上端通过二自由度惯性摆动头(10)与所述空腔(1a)的上端腔壁相连接，所述安装框(2)的上侧开有安装槽(2a)，所述直线导轨(3)的下端固设在所述安装槽(2a)槽底的中部，所述弹簧(5)的两端分别与所述直线导轨(3)的上端和所述滑块(4)的上侧相连。

3.根据权利要求2所述的自带发电功能的无线传感海洋监测平台，其特征在于，所述压电发电机构(7)设置在所述安装槽(2a)内，每组所述压电发电机构(7)还包括呈长条状的悬臂梁(71)和横向的基板(74)，所述基板(74)上侧固设有固定板(75)；所述安装槽(2a)槽底对应所述滑块(4)的四周均设有一组竖向的螺杆(8)，所述基板(74)套设在所述螺杆(8)上，所述螺杆(8)上设有用于定位所述基板(74)的锁紧螺母(8a)，所述压电件(72)呈片状且设置在所述悬臂梁(71)上，所述悬臂梁(71)远离所述直线导轨(3)的一端为固定端(71a)且所述固定端(71a)固定在所述固定板(75)上侧，所述悬臂梁(71)靠近所述滑块(4)的一端为自由端(71b)，所述端部磁铁(73)设置在所述悬臂梁(71)的自由端(71b)上。

4.根据权利要求3所述的自带发电功能的无线传感海洋监测平台，其特征在于，每组所述螺杆(8)有三根且呈三角形平行间隔分布，每个所述基板(74)套设在三根所述螺杆(8)上；所述基板(74)上开有供所述悬臂梁(71)上下摆动让位的条形长孔(74a)，所述条形长孔(74a)贯穿了所述基板(74)的上下两侧且沿所述悬臂梁(71)的长度方向延伸至所述基板(74)靠近所述滑块(4)的一端；所述基板(74)上还开有两个沿所述悬臂梁(71)长度方向的条形通孔(74b)，两个所述条形通孔(74b)平行间隔设置在所述条形长孔(74a)的两侧，所述固定板(75)位于两个所述条形通孔(74b)上方且通过固定螺栓(9)和固定螺母(9a)固定在所述基板(74)的两个所述条形通孔(74b)处。

5.根据权利要求2或3或4所述的自带发电功能的无线传感海洋监测平台，其特征在于，所述浮体(1)外侧中部具有向外延伸的环形凸台(1b)，所述环形凸台(1b)的上侧外沿和下侧外沿均具有圆角，所述直线导轨(3)的长度方向与所述环形凸台(1b)的径向相垂直；所述直线导轨(3)的上端设有连接板(11)，所述连接板(11)的上侧固定在所述二自由度惯性摆动头(10)的下端，所述弹簧(5)的上端与所述连接板(11)的下侧相抵接。

6.根据权利要求1所述的自带发电功能的无线传感海洋监测平台，其特征在于，所述浮体(1)呈长方体且横向设置；所述浮体(1)的空腔(1a)内设有四个与所述浮体(1)的四个侧面相对应的隔板(12)，四个所述隔板(12)均沿所述浮体(1)的长度方向设置且分别与所述浮体(1)上相应的侧面相平行，每个所述隔板(12)的两端均固设在所述空腔(1a)的两端腔壁上且外侧均抵接在所述空腔(1a)的侧面腔壁上，四个所述隔板(12)将所述浮体(1)的空腔(1a)分隔成一个安装腔一(1a1)和四个安装腔二(1a2)，所述安装腔一(1a1)为四个所述隔板(12)内侧围成的空间，每个所述隔板(12)的外侧均开有凹槽(12a)，四个所述安装腔二(1a2)分别为四个所述隔板(12)的所述凹槽(12a)与所述空腔(1a)腔壁围成的空间，所述直线导轨(3)横向设置在所述安装腔一(1a1)内；四组所述压电发电机构(7)分别设置在四个所述安装腔二(1a2)内。

7.根据权利要求6所述的自带发电功能的无线传感海洋监测平台，其特征在于，所述压电发电机构(7)包括沿所述直线导轨(3)长度方向的省力杠杆(76)，所述压电件(72)为柱状且设置在所述省力杠杆(76)一端面向所述滑块(4)的侧面上，所述端部磁铁(73)设置在所述省力杠杆(76)另一端面向所述滑块(4)的侧面上；所述压电件(72)远离所述省力杠杆(76)的一端与所述安装腔二(1a2)的腔壁相连，所述安装腔二(1a2)上开有与所述安装腔一(1a1)相通且供所述端部磁铁(73)嵌入的连接孔(12b)，所述端部磁铁(73)与所述滑块(4)上的磁铁块(6)相互作用能够驱动所述省力杠杆(76)摆动。

8.根据权利要求7所述的自带发电功能的无线传感海洋监测平台，其特征在于，所述直线导轨(3)呈圆杆状设置，所述滑块(4)一端中部开有供所述直线导轨(3)穿设的通孔(41)；所述直线导轨(3)上的所述弹簧(5)为两个，两个所述弹簧(5)分别设置在所述滑块(4)的两端；所述压电发电机构(7)还包括压缩弹簧(77)，所述压缩弹簧(77)的一端固定在所述省力杠杆(76)面向所述滑块(4)的一侧端部，所述压缩弹簧(77)的另一端与所述端部磁铁(73)远离所述滑块(4)的一侧相连。

9.根据权利要求1或2所述的自带发电功能的无线传感海洋监测平台，其特征在于，所述安装腔二(1a2)的腔壁上固设有支座(78)，所述省力杠杆(76)上靠近所述压电件(72)的位置转动连接在所述支座(78)上；所述压缩弹簧(77)和所述端部磁铁(73)之间还设有连接块(79)，所述连接块(79)位于所述连接孔(12b)内，所述连接块(79)外侧面间隔设有数个滚轮(7a)且开有数个供所述滚轮(7a)嵌入的安装孔(79a)，每个所述滚轮(7a)的中部穿设有能将其定位在相应的所述安装孔(79a)内的销轴(7b)，所述滚轮(7a)的一部分位于所述安装孔(79a)外且能与所述连接孔(12b)的内壁相接触。

10.根据权利要求2所述的自带发电功能的无线传感海洋监测平台，其特征在于，所述连接孔(12b)为方形孔，所述连接块(79)呈正方体形设置且所述连接块(79)一侧边沿的长度小于所述连接孔(12b)的孔径，所述连接块(79)面向所述连接孔(12b)孔壁的外侧面上均设有所述滚轮(7a)。

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