CN112722176A - 一种新型深海养殖平台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型深海养殖平台，具体涉及深海养殖领域，包括养殖平台，养殖平台的顶面设有防护栏和生活住房，养殖平台的底面固定安装有稳定浮筒，养殖平台的内部嵌入安装有波浪缓冲机构，波浪缓冲机构的内部设有势能回收机构，养殖平台的顶面固定安装有若干旋转支撑柱，旋转支撑柱的顶端设有涡扇发电机构，生活住房的顶面固定安装有若干光伏发电机构。本发明通过设置波浪势能缓冲和吸收结构，利用波浪缓冲机构内部的TMD调谐质量阻尼设备在平台结构受外波浪激励作用下产生晃动时，对主结构的晃动产生协调作用，从而减少结构的晃动反应，提高养殖平台舒适度，降低养殖平台的疲劳损伤。

Description

一种新型深海养殖平台
技术领域
本发明涉及深海养殖技术领域，更具体地说，本发明具体为一种新型深海养殖平台。
背景技术
我国海岸线漫长，海产品丰富，但随着海产品的过度捕捞，资源越来越匮乏，海产品供应越来越依赖于海水养殖。然而，我国河口和海湾等近岸开发程度已臻饱和，且粗放的养殖模式造成环境恶化、污染严重、病害增多、养殖生物健康质量下降等诸多问题，表明近岸海水养殖模式已濒临发展极限。水深20m以上的深水海域远离海岸且相对开放，水质天然无污染，海水流动性好、自净化能力强，是待开发的优质海水养殖处女地。国外以挪威为代表的深水网箱养殖取得巨大成功，国内从“十五”开始，国家和各级政府投入了大量资金开展深水网箱养殖的引进、吸收、开发，先后在山东、浙江、广东、海南等地取得了许多成功经验，使深水网箱养殖技术成为海产品养殖发展的趋势。
相比传统网箱养殖，深海养殖产业园不仅能取得显著的经济效益、生态效益，还为临海工业、仓储物流和滨海旅游业腾出近岸海域发展。同时，深水网箱产业是一项庞大的系统工程，承载着巨大的产业群体。深水网箱设备涵盖网箱材料、加工制造、机电设备等产业，深水网箱养殖将辐射带动水产品加工流通、苗种培育、饵料生产、病害防治以及休闲旅游等各领域。全面发展深水网箱，是转变渔业经济发展方式的重要途径，是提升渔业产业核心竞争力的重要载体，是引领渔民增收致富的重要渠道，是优化海洋生态环境的重要举措。
深海养殖需要其配套的深海养殖平台进行搭建建设和进行日常运营维护，但现有的深海养殖平台大多基础设置结构简单，导致离岸海上居住生活困难，居住生活能源短缺，深海水产养殖对电力需求越来越大，采用传统的电力供应水产养殖，造价昂贵，另外，波浪载荷对养殖平台的结构安全产生疲劳损伤的不利影响，养殖平台受波浪的影响易产生剧烈晃动，存在一定缺陷。
因此亟需提供一种新型深海养殖平台。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种新型深海养殖平台，设置波浪势能缓冲和吸收结构，利用波浪缓冲机构内部的TMD调谐质量阻尼设备在平台结构受外波浪激励作用下产生晃动时对主结构的晃动产生协调作用，从而减少结构的晃动反应，且利用重力块的晃动牵引发电机组进行工作发现，吸收部分晃动势能的同时对发电机组进行做功供电，为养殖平台进行电能储存供能，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型深海养殖平台，包括养殖平台，所述养殖平台的顶面设有防护栏和生活住房，所述养殖平台的底面固定安装有稳定浮筒，所述养殖平台的内部嵌入安装有波浪缓冲机构，所述波浪缓冲机构的内部设有势能回收机构，所述养殖平台的顶面固定安装有若干旋转支撑柱，所述旋转支撑柱的顶端设有涡扇发电机构，所述生活住房的顶面固定安装有若干光伏发电机构；
所述波浪缓冲机构包括缓冲罐体、调谐弹簧和调谐重力块，所述调谐重力块通过调谐弹簧悬挂安装于缓冲罐体内腔的顶面，所述缓冲罐体的内部固定安装有滑轮，所述调谐重力块的周侧固定连接有牵引绳，所述势能回收机构包括发电机组、旋转回复机构和绕线辊，所述旋转回复机构和绕线辊转动套接于发电机组的输入轴表面，所述牵引绳的另一端绕接于绕线辊的外侧；
所述旋转回复机构包括发条盒和回复发条，所述回复发条位于发条盒的内侧，所述回复发条的一端与发条盒的内侧固定连接，所述发条盒和回复发条转动套接于发电机组的输入轴表面，所述发条盒的底端与缓冲罐体内腔的底面固定连接，所述绕线辊的内侧固定套接有棘轮机构，所述棘轮机构包括运动转子、外转辊和棘轮卡块，所述绕线辊固定套接于外转辊的外侧，所述外转辊的内侧开设有棘轮卡槽并转动套接于运动转子的外侧，所述运动转子的端部与发电机组输入轴的端部固定连接，所述棘轮卡块的一端滑动安装于运动转子的内部，所述顶出弹簧的另一端设有顶出弹簧；
所述涡扇发电机构包括导风筒、发电机座和涡扇叶轮，所述发电机座固定安装于导风筒的内部，所述涡扇叶轮固定套接于发电机座输入轴的外侧，所述涡扇叶轮与导风筒的圆心保持同心，所述发电机座输入轴的一端固定安装有导风锥；所述光伏发电机构包括风速计、光伏板和角度调节座，所述风速计的底端和光伏板的底面与角度调节座的顶面固定连接，所述角度调节座的底端与生活住房的顶面固定连接。
优选地，所述缓冲罐体的顶面与养殖平台的顶面位于同一水平面，所述调谐弹簧为拉伸弹簧结构，所述调谐重力块为钢质材质构件。
优选地，所述势能回收机构和牵引绳的数量为若干且相等，所述牵引绳呈均匀分布于调谐重力块的周侧。
优选地，所述运动转子的内侧开设有通孔，所述棘轮卡块和顶出弹簧滑动安装于所述通孔内部，所述棘轮卡块的数量为两个并呈对称分布于顶出弹簧的两端，所述棘轮卡块的另一端与棘轮卡槽的内侧滑动抵接。
优选地，所述导风筒的底面与旋转支撑柱的顶端转动连接，所述导风筒的一侧固定安装有导向摆片，所述导向摆片与导风筒的中线位于同一水平面，所述导向摆片呈竖直方向布置。
优选地，所述角度调节座包括偏转电机和支撑托架，所述偏转电机的输出端与支撑托架的一侧固定连接，所述支撑托架的两侧设有若干固定杆并均匀分布，所述支撑托架和固定杆的顶面与光伏板的底面粘贴固定。
优选地，所述风速计的输入端电性连接由控制器，所述控制器的输出端与偏转电机的输入端电性连接。
优选地，所述养殖平台的内部设有蓄电机构，所述发电机组、发电机座、光伏板的输出端电性连接有稳压器，所述稳压器的输出端与蓄电机构的输入端电性连接，所述蓄电机构由蓄电池组构成。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明通过设置波浪势能缓冲和吸收结构，利用波浪缓冲机构内部的TMD调谐质量阻尼设备在平台结构受外波浪激励作用下产生晃动时，带动TMD系统一起晃动，TMD系统产生的惯性力反作用到养殖平台结构上，调谐这个惯性力，使其对主结构的晃动产生协调作用，从而减少结构的晃动反应，提高养殖平台舒适度，降低养殖平台的疲劳损伤；
2、本发明通过在波浪缓冲机构内部设置势能回收机构，利用重力块的晃动牵引发电机组进行工作发现，吸收部分晃动势能的同时对发电机组进行做功供电，为养殖平台进行电能储存供能，改善居住生活能源短缺的问题。
3、本发明通过设置新能源发电结构，利用涡扇发电机构和光伏发电机构回收利用海上充足阳光与风能，转换为养殖平台充电机构，实现养殖平台的日常供电，降低养殖平台的能源消耗，节省投入成本。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的波浪缓冲机构结构示意图。
图3为本发明的势能回收机构结构示意图。
图4为本发明的棘轮机构结构示意图。
图5为本发明的光伏发电机构结构示意图。
图6为本发明的角度调节座结构示意图。
图7为本发明的涡扇发电机构结构示意图。
附图标记为：1、养殖平台；2、波浪缓冲机构；3、生活住房；4、势能回收机构；5、旋转支撑柱；6、涡扇发电机构；7、光伏发电机构；11、防护栏；12、稳定浮筒；21、缓冲罐体；22、调谐弹簧；23、调谐重力块；24、滑轮；41、发电机组；42、旋转回复机构；43、绕线辊；44、棘轮机构；421、发条盒；422、回复发条；441、运动转子；442、外转辊；443、棘轮卡槽；444、顶出弹簧；445、棘轮卡块；61、导风筒；62、发电机座；63、涡扇叶轮；64、导向摆片；71、风速计；72、光伏板；73、角度调节座；731、偏转电机；732、支撑托架。
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。
如附图1-7所示的一种新型深海养殖平台，包括养殖平台1，养殖平台1的顶面设有防护栏11和生活住房3，养殖平台1的底面固定安装有稳定浮筒12，养殖平台1的内部嵌入安装有波浪缓冲机构2，波浪缓冲机构2的内部设有势能回收机构4，养殖平台1的顶面固定安装有若干旋转支撑柱5，旋转支撑柱5的顶端设有涡扇发电机构6，生活住房3的顶面固定安装有若干光伏发电机构7；
波浪缓冲机构2包括缓冲罐体21、调谐弹簧22和调谐重力块23，调谐重力块23通过调谐弹簧22悬挂安装于缓冲罐体21内腔的顶面，缓冲罐体21的内部固定安装有滑轮24，调谐重力块23的周侧固定连接有牵引绳，势能回收机构4包括发电机组41、旋转回复机构42和绕线辊43，旋转回复机构42和绕线辊43转动套接于发电机组41的输入轴表面，牵引绳的另一端绕接于绕线辊43的外侧；
旋转回复机构42包括发条盒421和回复发条422，回复发条422位于发条盒421的内侧，回复发条422的一端与发条盒421的内侧固定连接，发条盒421和回复发条422转动套接于发电机组41的输入轴表面，发条盒421的底端与缓冲罐体21内腔的底面固定连接，绕线辊43的内侧固定套接有棘轮机构44，棘轮机构44包括运动转子441、外转辊442和棘轮卡块445，绕线辊43固定套接于外转辊442的外侧，外转辊442的内侧开设有棘轮卡槽443并转动套接于运动转子441的外侧，运动转子441的端部与发电机组41输入轴的端部固定连接，棘轮卡块445的一端滑动安装于运动转子441的内部，顶出弹簧444的另一端设有顶出弹簧444；
涡扇发电机构6包括导风筒61、发电机座62和涡扇叶轮63，发电机座62固定安装于导风筒61的内部，涡扇叶轮63固定套接于发电机座62输入轴的外侧，涡扇叶轮63与导风筒61的圆心保持同心，发电机座62输入轴的一端固定安装有导风锥；光伏发电机构7包括风速计71、光伏板72和角度调节座73，风速计71的底端和光伏板72的底面与角度调节座73的顶面固定连接，角度调节座73的底端与生活住房3的顶面固定连接。
实施方式具体为：通过设置波浪势能缓冲和吸收结构，利用波浪缓冲机构2内部的TMD调谐质量阻尼设备在平台结构受外波浪激励作用下产生晃动时，带动TMD系统一起晃动，TMD系统产生的惯性力反作用到养殖平台结构上，调谐这个惯性力，使其对主结构的晃动产生协调作用，从而减少结构的晃动反应，提高养殖平台舒适度，降低养殖平台的疲劳损伤；另外，本发明通过在波浪缓冲机构2内部设置势能回收机构4，利用重力块的晃动牵引发电机组进行工作发现，吸收部分晃动势能的同时对发电机组进行做功供电，为养殖平台进行电能储存供能，改善居住生活能源短缺的问题。
其中，缓冲罐体21的顶面与养殖平台1的顶面位于同一水平面，调谐弹簧22为拉伸弹簧结构，调谐重力块23为钢质材质构件，势能回收机构4和牵引绳的数量为若干且相等，牵引绳呈均匀分布于调谐重力块23的周侧，对主结构的晃动产生协调作用，从而减少结构的晃动反应。
其中，运动转子441的内侧开设有通孔，棘轮卡块445和顶出弹簧444滑动安装于通孔内部，棘轮卡块445的数量为两个并呈对称分布于顶出弹簧444的两端，棘轮卡块445的另一端与棘轮卡槽443的内侧滑动抵接，发电机组41和绕线辊43进行连续的同向转动。
其中，导风筒61的底面与旋转支撑柱5的顶端转动连接，导风筒61的一侧固定安装有导向摆片64，导向摆片64与导风筒61的中线位于同一水平面，导向摆片64呈竖直方向布置，使得导风筒61的端部始终正对迎风面。
其中，角度调节座73包括偏转电机731和支撑托架732，偏转电机731的输出端与支撑托架732的一侧固定连接，支撑托架732的两侧设有若干固定杆并均匀分布，支撑托架732和固定杆的顶面与光伏板72的底面粘贴固定，风速计71的输入端电性连接由控制器，控制器的输出端与偏转电机731的输入端电性连接，测量风速大小并调节光伏板72的倾斜角度，防止大风对光伏板72的造成损害。
其中，养殖平台1的内部设有蓄电机构，发电机组41、发电机座62、光伏板72的输出端电性连接有稳压器，稳压器的输出端与蓄电机构的输入端电性连接，蓄电机构由蓄电池组构成，实现回收的电能储存。
本发明工作原理：
第一步：在日常使用中，由于养殖平台1受海浪的冲击作用产生晃动，由缓冲罐体21内部的调谐弹簧22和调谐重力块23构成简单的TMD调谐质量阻尼系统，利用TMD调谐质量阻尼在平台结构受外波浪激励作用下产生晃动时，带动TMD系统一起晃动，TMD系统产生的惯性力反作用到养殖平台结构上，调谐这个惯性力，使其对主结构的晃动产生协调作用；
第二步：在调谐重力块23晃动的同时通过牵拉牵引绳带动绕线辊43和发电机组41的转轴进行转动，从而进行势能回收发电，在牵引绳牵拽后，由回复发条422进行弹性复原，带动外转辊442进行复位并对牵引绳进行再次收卷，以便于后续的调谐重力块23牵引发电机组41和绕线辊43进行同向的转动，从而利用波浪的势能进行持续发电；
第三步：在涡扇发电机构6和光伏发电机构7受海上充足风能与阳光作用下，通过能源转换为养殖平台充电，实现养殖平台的日常供电，节省投入成本。
最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；
其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，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)

1.一种新型深海养殖平台，包括养殖平台(1)，所述养殖平台(1)的顶面设有防护栏(11)和生活住房(3)，所述养殖平台(1)的底面固定安装有稳定浮筒(12)，其特征在于：所述养殖平台(1)的内部嵌入安装有波浪缓冲机构(2)，所述波浪缓冲机构(2)的内部设有势能回收机构(4)，所述养殖平台(1)的顶面固定安装有若干旋转支撑柱(5)，所述旋转支撑柱(5)的顶端设有涡扇发电机构(6)，所述生活住房(3)的顶面固定安装有若干光伏发电机构(7)；
所述波浪缓冲机构(2)包括缓冲罐体(21)、调谐弹簧(22)和调谐重力块(23)，所述调谐重力块(23)通过调谐弹簧(22)悬挂安装于缓冲罐体(21)内腔的顶面，所述缓冲罐体(21)的内部固定安装有滑轮(24)，所述调谐重力块(23)的周侧固定连接有牵引绳，所述势能回收机构(4)包括发电机组(41)、旋转回复机构(42)和绕线辊(43)，所述旋转回复机构(42)和绕线辊(43)转动套接于发电机组(41)的输入轴表面，所述牵引绳的另一端绕接于绕线辊(43)的外侧；
所述旋转回复机构(42)包括发条盒(421)和回复发条(422)，所述回复发条(422)位于发条盒(421)的内侧，所述回复发条(422)的一端与发条盒(421)的内侧固定连接，所述发条盒(421)和回复发条(422)转动套接于发电机组(41)的输入轴表面，所述发条盒(421)的底端与缓冲罐体(21)内腔的底面固定连接，所述绕线辊(43)的内侧固定套接有棘轮机构(44)，所述棘轮机构(44)包括运动转子(441)、外转辊(442)和棘轮卡块(445)，所述绕线辊(43)固定套接于外转辊(442)的外侧，所述外转辊(442)的内侧开设有棘轮卡槽(443)并转动套接于运动转子(441)的外侧，所述运动转子(441)的端部与发电机组(41)输入轴的端部固定连接，所述棘轮卡块(445)的一端滑动安装于运动转子(441)的内部，所述顶出弹簧(444)的另一端设有顶出弹簧(444)；
所述涡扇发电机构(6)包括导风筒(61)、发电机座(62)和涡扇叶轮(63)，所述发电机座(62)固定安装于导风筒(61)的内部，所述涡扇叶轮(63)固定套接于发电机座(62)输入轴的外侧，所述涡扇叶轮(63)与导风筒(61)的圆心保持同心，所述发电机座(62)输入轴的一端固定安装有导风锥；所述光伏发电机构(7)包括风速计(71)、光伏板(72)和角度调节座(73)，所述风速计(71)的底端和光伏板(72)的底面与角度调节座(73)的顶面固定连接，所述角度调节座(73)的底端与生活住房(3)的顶面固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种新型深海养殖平台，其特征在于：所述缓冲罐体(21)的顶面与养殖平台(1)的顶面位于同一水平面，所述调谐弹簧(22)为拉伸弹簧结构，所述调谐重力块(23)为钢质材质构件。
3.根据权利要求1所述的一种新型深海养殖平台，其特征在于：所述势能回收机构(4)和牵引绳的数量为若干且相等，所述牵引绳呈均匀分布于调谐重力块(23)的周侧。
4.根据权利要求1所述的一种新型深海养殖平台，其特征在于：所述运动转子(441)的内侧开设有通孔，所述棘轮卡块(445)和顶出弹簧(444)滑动安装于所述通孔内部，所述棘轮卡块(445)的数量为两个并呈对称分布于顶出弹簧(444)的两端，所述棘轮卡块(445)的另一端与棘轮卡槽(443)的内侧滑动抵接。
5.根据权利要求1所述的一种新型深海养殖平台，其特征在于：所述导风筒(61)的底面与旋转支撑柱(5)的顶端转动连接，所述导风筒(61)的一侧固定安装有导向摆片(64)，所述导向摆片(64)与导风筒(61)的中线位于同一水平面，所述导向摆片(64)呈竖直方向布置。
6.根据权利要求1所述的一种新型深海养殖平台，其特征在于：所述角度调节座(73)包括偏转电机(731)和支撑托架(732)，所述偏转电机(731)的输出端与支撑托架(732)的一侧固定连接。
7.根据权利要求6所述的一种新型深海养殖平台，其特征在于：所述支撑托架(732)的两侧设有若干固定杆并均匀分布，所述支撑托架(732)和固定杆的顶面与光伏板(72)的底面粘贴固定。
8.根据权利要求6所述的一种新型深海养殖平台，其特征在于：所述风速计(71)的输入端电性连接有控制器，所述控制器的输出端与偏转电机(731)的输入端电性连接。
9.根据权利要求1所述的一种新型深海养殖平台，其特征在于：所述养殖平台(1)的内部设有蓄电机构，所述发电机组(41)、发电机座(62)、光伏板(72)的输出端电性连接有稳压器，所述稳压器的输出端与蓄电机构的输入端电性连接，所述蓄电机构由蓄电池组构成。
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KR20090068514A (ko) * 2007-12-24 2009-06-29 이병철 부력을 이용한 발전장치
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