CN113236475A - 一种水上无源指示灯 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水上无源指示灯，包括发电室和浮子，发电室内设置有发电机、储能装置和发电机的直线电机定子，发电机为永磁直线电机，发电机包括相适配的直线电机动子和直线电机定子，直线电机动子套设在发电室外侧；浮子固定安装在直线电机动子上；所以发电室外设有用于使浮子更加稳定的进行上下浮动的稳定装置，稳定装置包括水平稳定组件以及纵向稳定组件，本发明通过设置发电机，以及在直线电机动子上连接浮子，又设置驱动浮子更加稳定上下移动的稳定装置，可以是发电机通过潮流能转化为电能，以供信号灯提供电源，解决水上“无源”条件下的供电问题。

Description

一种水上无源指示灯
技术领域
本发明涉及一种指示灯，具体为一种水上无源指示灯。
背景技术
指示灯是一类显示某种功能的信号灯在固定的有电源的地方，指示灯的供电电源不是问题，但是，对于无供电电源的情况下，即“无源”条件下，如何在“无源”条件下使指示灯能够长期正常工作，是一个一直没有很好解决的问题。
解决“无源”条件下的供电，对于固定使用条件下，可以采用太阳能和风能发电技术给指示灯提供所需要的电，但是对于颠簸的振动环境的条件下，比如海水养殖中和公海上的指示灯、水力发电扇叶尖端振动监控、地下水管监控等等，其供电电源一直是一个没有得到解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水上无源指示灯，以解决上述技术问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水上无源指示灯，包括指示灯，还包括发电室和浮子，所述发电室内设置有发电机、储能装置和发电机的直线电机定子，发电机为永磁直线电机，所述发电机包括相适配的直线电机动子和直线电机定子，所述直线电机动子套设在发电室外侧，所述浮子固定安装在直线电机动子上，所以发电室外设有用于使浮子更加稳定的进行上下浮动的稳定装置，所述稳定装置包括水平稳定组件以及纵向稳定组件。
优选的，所述浮子对称设置于发电室的两侧，稳定装置包括连接于两浮子之间的基板，所述基板的两侧对称向下延伸有固定杆，水平稳定组件设置有两组、且分别设置于两固定杆相互靠近的一侧端面上，水平稳定组件包括设置于固定杆上的平衡盒，所述平衡盒的前后两侧开设有水流通道，水平稳定组件还包括水平滑动于平衡盒内的平衡板，所述平衡板设置于所述水流通道远离固定杆的一侧，水平稳定组件还包括设置于平衡盒内腔内的弹簧，所述弹簧的一端固定于平衡盒内腔远离固定杆的一侧端面，弹簧另一端固定于平衡板远离固定杆的一侧端面，所述弹簧时刻处于压缩状态。
优选的，所述平衡盒内壁上开设有滑槽，所述平衡板的上下两端分别配合于滑槽内，平衡板通过与滑槽的配合与平衡盒形成滑动连接。
优选的，所述基板中部向下延伸有主杆，纵向稳定组件包括包括设置于主杆底端的水平杆、还包括水平滑动于所述水平杆内的平衡块，所述平衡块对称设置于所述主杆的两侧，所述主杆上设有用于使平衡块保持初始状态的紧固件，纵向稳定组件还包括驱动滑块脱离初始位置而使浮子更加稳定的牵拉组件。
优选的，所述主杆朝水平杆下端继续延伸，牵拉组件包括对称设置于主杆底端的两侧的驱动板，所述驱动板转动连接于所述主杆上，所述主杆底端还设有使驱动板在自然状态下保持平衡状态的限位板，牵拉组件还包括连接绳，所述连接绳的一端固定连接于平衡块上，连接绳另一端固定连接于驱动板上。
优选的，所述平衡杆内开设有滑移槽，所述平衡块水平滑动设置于滑移槽内。
优选的，紧固件包括紧固弹簧，所述紧固弹簧的一端固定于滑移槽靠近主杆的一侧内壁，紧固弹簧的另一端固定于平衡块靠近主杆的一侧端面上。
优选的，所述限位板的两侧对称开设有限位槽，所述限位槽底端固定有限位弹簧，所述限位弹簧另一端固定于驱动板上。
优选的，所述发电室的下端设置有密封板，在发电室的上端设置有密封层，所述密封板和密封层将发电室隔离出一个密封室，所述储能装置与直线电机定子位于密封室内。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
通过在水上环境设置发电机，并设置连接直线电机动子的浮子，可以解决水上“无源”环境下，信号灯没有电源的问题；通过在浮子上连接水平稳固组件，可以大大减小水流流动对浮子的影响，使浮子更好的只吸收水流产生的上下震动的潮流能；通过设置纵向稳固组件，可以使对称设置的浮子更加平衡，避免水流流动先对单侧浮子造成上下浮动而产生的不平衡、而影响直线电机定子对直线电机动子磁力线的切割。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实施例整体的说明示意图；
图2是图1中A部分的放大示意图；
图3是本实施例凸显蒸馏稳压模块的说明示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、指示灯；2、浮子；3、发电机；4、直线电机定子；5、直线电机动子；6、基板；7、固定杆；8、平衡盒；9、水流通道；10、平衡板；11、弹簧；12、滑槽；13、主杆；14、水平板；15、平衡块；16、驱动板；17、限位板；18、连接绳；19、滑移槽；20、紧固弹簧；21、限位槽；22、限位弹簧；23、发电室；24、密封板；25、密封层；26、密封室；27、储能装置。
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种水上无源指示灯，包括指示灯1，还包括发电室23和浮子2，发电室23内设置有发电机3、储能装置27和发电机3的直线电机定子4，发电机3为永磁直线电机，发电机3包括相适配的直线电机动子5和直线电机定子4，直线电机动子5套设在发电室23外侧，浮子2固定安装在直线电机动子5上，所以发电室23外设有用于使浮子2更加稳定的进行上下浮动的稳定装置，稳定装置包括水平稳定组件以及纵向稳定组件；需要说明的是：通过永磁体仿真优化设计技术对永磁体各个不同方向路径的磁感应强度曲线仿真，分析得出永磁体外部磁感应强度较大、磁感线较为密集的位置，从而将外部的线圈绕组放置在相应位置，可以提高永磁体的利用率，更利于装置产生感应电动势，系统损耗低、效率高；电能后处理电路简单，系统整体体积小，系统的电能后处理电路使用的器件都是体积很小、集成化度很高的器件以及模块，通过合理的设计可以保证系统整体的体积较小，方便产品的放置与使用；项目选用无源整流的方式对电机输出变频变压的电能进行处理，并结合无源存储电路，主要实现整流和稳压作用。整体电能后处理电路包括整流滤波模块、稳压电路模块、充电电路模块、蓄电池模块、耗能负载模块和控制模块。对于波浪能发电系统转换得到的变频变幅的电能，主要采用整流滤波电路将电能转换成直流电压，然后经过buck电路进行降压处理，再使用电容进行储能，电能主要运用于耗能负载的发光LED驱动、控制模块的运行以及充电电路模块的充电；在系统稳定性设计上，首先使用MPPT控制方法来保证整体系统的稳定与高效率工作。采用双扰动MPPT控制，通过调节占空比大小来改变系统电压，系统电流随电压发生变化，即控制电机轴定子电流，使得中电机电磁力处于最优值，进而调整发电系统的有功出力，以跟踪最大功率点值，从而实现波浪发电系统功率优化。
具体的，浮子2对称设置于发电室23的两侧，稳定装置包括连接于两浮子2之间的基板6，基板6的两侧对称向下延伸有固定杆7，水平稳定组件设置有两组、且分别设置于两固定杆7相互靠近的一侧端面上，水平稳定组件包括设置于固定杆7上的平衡盒8，平衡盒8的前后两侧开设有水流通道9，水平稳定组件还包括水平滑动于平衡盒8内的平衡板10，平衡板10设置于水流通道9远离固定杆7的一侧，水平稳定组件还包括设置于平衡盒8内腔内的弹簧11，弹簧11的一端固定于平衡盒8内腔远离固定杆7的一侧端面，弹簧11另一端固定于平衡板10远离固定杆7的一侧端面，弹簧11时刻处于压缩状态；在海上水流流动而带动基板6朝水平方向的一侧移动时，水流将被固定杆7分流至固定板两侧，水流流过固定板后将又聚拢从水流通道9流过，从而撞击平衡板10，使平衡板10压缩弹簧11，弹簧11压缩后将推动平衡板10朝水流流向的一侧滑动，在平衡板10反作用力下，基板6将会朝与水流流向相反的方向滑动，从而与水流带动基板6滑动的方向形成平衡，有助于浮子2更纯粹的只吸收海水上下振动力。
具体的，平衡盒8内壁上开设有滑槽12，平衡板10的上下两端分别配合于滑槽12内，平衡板10通过与滑槽12的配合与平衡盒8形成滑动连接。
具体的，基板6中部向下延伸有主杆13，纵向稳定组件包括包括设置于主杆13底端的水平杆、还包括水平滑动于水平杆内的平衡块15，平衡块15对称设置于主杆13的两侧，主杆13上设有用于使平衡块15保持初始状态的紧固件，纵向稳定组件还包括驱动滑块脱离初始位置而使浮子2更加稳定的牵拉组件，通过平衡块15在水平杆上的滑动设置，在海水先驱动基板6的一侧上移时，先上移的一侧的平衡块15将在牵拉组件的作用下向外移动，从而加大先上移的一侧基板6的重量，从而使基板6的两侧受力更加均衡，使浮子2更好的处于近上下浮动的状态。
具体的，主杆13朝水平杆下端继续延伸，牵拉组件包括对称设置于主杆13底端的两侧的驱动板16，驱动板16转动连接于主杆13上，主杆13底端还设有使驱动板16在自然状态下保持平衡状态的限位板17，牵拉组件还包括连接绳18，连接绳18的一端固定连接于平衡块15上，连接绳18另一端固定连接于驱动板16上，需要说明的是：水平杆与主杆13底端均设有供连接绳18更好连接于平衡块15与驱动板16上的导轮，在一侧驱动板16优先被海水流动向上冲击而发生向上的转动时，驱动板16拉动连接绳18，从而将平衡块15朝远离主杆13的一侧拉出，达到更好均衡基板6的两侧的作用。
具体的，平衡杆内开设有滑移槽19，平衡块15水平滑动设置于滑移槽19内。
具体的，紧固件包括紧固弹簧20，紧固弹簧20的一端固定于滑移槽19靠近主杆13的一侧内壁，紧固弹簧20的另一端固定于平衡块15靠近主杆13的一侧端面上，通过设置紧固弹簧20，在两侧浮板受到的上下浮力较均衡时，紧固弹簧20将拉动平衡块15滑动至初始位置。
具体的，限位板17的两侧对称开设有限位槽21，限位槽21底端固定有限位弹簧22，限位弹簧22另一端固定于驱动板16上，在两侧浮板受到的上下浮力较均衡时，限位弹簧22将拉动驱动板16与限位板17相贴合，从而保持水平状态。
具体的，发电室23的下端设置有密封板24，在发电室23的上端设置有密封层25，密封板24和密封层25将发电室23隔离出一个密封室26，储能装置27与直线电机定子4位于密封室26内，设置密封板24与密封层25，可以使得发电机3处于一个密封的环境中，实现了发电机3在水下密封难的问题。
本实施例的一个具体应用实施例为：
本装置在使用时，水流带动浮子2上下移动，从而带动直线电机动子5上下移动，使直线电机定子4内的绕组切割直线电机动子5内的磁力线，在通过发电机3进行发电，发电机3发电产生的电能，电能被储藏于储能装置27内(需要说明的是：电能被储藏于储能装置27内前先通过整流滤波模块、稳压电路模块、充电电路模块、蓄电池模块、耗能负载模块和控制模块，对电能起到整流与稳压作用)，在浮子2上下浮动时，水流若带动浮子2水平移动时，水平稳压组件内的一侧平衡板10将受到经过水流通道9的水流冲击而挤压弹簧11，从而使弹簧11对平衡板10形成反向力而推动平衡板10水流流向一侧滑动而推动水流，使基板6与水流方向形成方向移动，从而使浮子2保持较好的平衡而不容易被水流水平带动；在水流带动两侧浮子2先后上浮而不是同时上浮时，先上浮的一侧的驱动板16将受水流上浮的冲力而转动，从而通过连接绳18拉动平衡块15向外滑动，从而增大先上浮的一侧的重力，使后上浮的一侧与先上浮的一侧保持较好的平衡，使两侧浮子2更好的同时吸收水流产生的上下震动的潮流能而进行发电储能。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种水上无源指示灯，包括指示灯(1)，其特征在于：还包括发电室(23)和浮子(2)，所述发电室(23)内设置有发电机(3)、储能装置(27)和发电机(3)的直线电机定子(4)，发电机(3)为永磁直线电机，所述发电机(3)包括相适配的直线电机动子(5)和直线电机定子(4)，所述直线电机动子(5)套设在发电室(23)外侧，所述浮子(2)固定安装在直线电机动子(5)上，所以发电室(23)外设有用于使浮子(2)更加稳定的进行上下浮动的稳定装置，所述稳定装置包括水平稳定组件以及纵向稳定组件。
2.根据权利要求1所述的一种水上无源指示灯，其特征在于：所述浮子(2)对称设置于发电室(23)的两侧，稳定装置包括连接于两浮子(2)之间的基板(6)，所述基板(6)的两侧对称向下延伸有固定杆(7)，水平稳定组件设置有两组、且分别设置于两固定杆(7)相互靠近的一侧端面上，水平稳定组件包括设置于固定杆(7)上的平衡盒(8)，所述平衡盒(8)的前后两侧开设有水流通道(9)，水平稳定组件还包括水平滑动于平衡盒(8)内的平衡板(10)，所述平衡板(10)设置于所述水流通道(9)远离固定杆(7)的一侧，水平稳定组件还包括设置于平衡盒(8)内腔内的弹簧(11)，所述弹簧(11)的一端固定于平衡盒(8)内腔远离固定杆(7)的一侧端面，弹簧(11)另一端固定于平衡板(10)远离固定杆(7)的一侧端面，所述弹簧(11)时刻处于压缩状态。
3.根据权利要求2所述的一种水上无源指示灯，其特征在于：所述平衡盒(8)内壁上开设有滑槽(12)，所述平衡板(10)的上下两端分别配合于滑槽(12)内，平衡板(10)通过与滑槽(12)的配合与平衡盒(8)形成滑动连接。
4.根据权利要求1所述的一种水上无源指示灯，其特征在于：所述基板(6)中部向下延伸有主杆(13)，纵向稳定组件包括包括设置于主杆(13)底端的水平杆、还包括水平滑动于所述水平杆内的平衡块(15)，所述平衡块(15)对称设置于所述主杆(13)的两侧，所述主杆(13)上设有用于使平衡块(15)保持初始状态的紧固件，纵向稳定组件还包括驱动滑块脱离初始位置而使浮子(2)更加稳定的牵拉组件。
5.根据权利要求4所述的一种水上无源指示灯，其特征在于：所述主杆(13)朝水平杆下端继续延伸，牵拉组件包括对称设置于主杆(13)底端的两侧的驱动板(16)，所述驱动板(16)转动连接于所述主杆(13)上，所述主杆(13)底端还设有使驱动板(16)在自然状态下保持平衡状态的限位板(17)，牵拉组件还包括连接绳(18)，所述连接绳(18)的一端固定连接于平衡块(15)上，连接绳(18)另一端固定连接于驱动板(16)上。
6.根据权利要求5所述的一种水上无源指示灯(1)，其特征在于：所述平衡杆内开设有滑移槽(19)，所述平衡块(15)水平滑动设置于滑移槽(19)内。
7.根据权利要求6所述的一种水上无源指示灯，其特征在于：紧固件包括紧固弹簧(20)，所述紧固弹簧(20)的一端固定于滑移槽(19)靠近主杆(13)的一侧内壁，紧固弹簧(20)的另一端固定于平衡块(15)靠近主杆(13)的一侧端面上。
8.根据权利要求5所述的一种水上无源指示灯，其特征在于：所述限位板(17)的两侧对称开设有限位槽(21)，所述限位槽(21)底端固定有限位弹簧(22)，所述限位弹簧(22)另一端固定于驱动板(16)上。
9.根据权利要求1所述的一种水上无源指示灯，其特征在于：所述发电室(23)的下端设置有密封板(24)，在发电室(23)的上端设置有密封层(25)，所述密封板(24)和密封层(25)将发电室(23)隔离出一个密封室(26)，所述储能装置(27)与直线电机定子(4)位于密封室(26)内。
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