CN113309653A - 一种流道式波浪能推进方式及利用该方式的航行器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种流道式波浪能推进方式及利用该方式的航行器，以其中一个为例，包括：浮体；动力单元，动力单元位于浮体内，动力单元具有流道，流道具有第一开口和第二开口，第一开口、第二开口均高于浮体的底面且第一开口低于第二开口，第一开口位于浮体的侧壁。波浪上升的过程，水从第一开口进入流道内，则水在流道内沿流道的侧壁逐渐上升，水对流道的侧壁具有冲击力；波浪下降的过程，水从流道内沿流道的侧壁逐渐下降且从第一开口流出，在相互作用力的作用下产生向前的动力，因此动力单元利用新型流道推进方式作为航行器的一种无动力推进，其更大程度上利用波浪能，有助于提高波浪能的利用效率，提高浮体的航行速度，保证浮体持续航行。

Description

一种流道式波浪能推进方式及利用该方式的航行器
技术领域
本发明涉及航行器技术领域，特别是一种流道式波浪能推进方式及利用该方式的航行器。
背景技术
海洋监测的无动力航行器其原理跟水下滑翔机基本相同，是在沉浮的过程中改变水翼受力的倾角，从而实现前进。在波浪上升的过程中，水面浮体随波浪向上浮动，并通过柔性绳缆拽拉水下牵引机，则水翼向后下方倾斜，拉力与垂直于水翼的力产生水平向前的动力；波浪下降的过程，水翼向后上方倾斜，同理产生前进的动力。因此，水下滑翔机在不断沉浮的海浪中获得向前的动力，能够按给定的航路自主航行，可实现海气多界面、大范围、远距离的海洋水文参数及气象参数的实时测量，此外，波浪能滑翔机可以搭载不同的传感器、水面及水下的各种传感器以完成各种海洋的检测任务。
然而，现有的滑翔机主要是通过绳揽拽拉水下牵引机从而使得水翼倾斜使得浮体前进，第一，上述方式的波浪能的利用效率较低；第二，水翼通过绳揽连接于浮体，则水翼在水下发生转动，其运动导致水流的波动从而产生较大的噪音，会影响传感器的信号传输；第三，为了给牵引机提供电和信息的传输需要使用电缆和电线，由此增大了绳揽的横截面积，从而大大提高了水阻力，进而导致浮体的运动速度受影响；因此，急需研发出一种对波浪能利用效率高、降低对水下传感器的影响、运动速度较快以及减少阻力的航行器。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：在于提供一种流道式波浪能推进方式及利用该方式的航行器，以解决现有技术中所存在的运动速度低或波浪能利用效率低或水阻力大等技术问题，从而达到提高波浪能利用效率、降低对水下传感器的影响、减少阻力、运动速度快等优点。
本发明解决其技术问题的解决方案是：
一种流道式波浪能推进方式，波浪上升的过程，水从第一开口进入流道内，在流道内沿流道的侧壁逐渐上升；波浪下降的过程，水从流道内沿流道的侧壁逐渐下降且从第一开口流出。
波浪上升的过程，水从第一开口进入流道内，然后在流道内沿流道的侧壁逐渐上升，水流动的过程中对流道的侧壁具有冲击力从而产生向前的动力；波浪下降的过程，水从流道内沿流道的侧壁逐渐下降且从第一开口流出，在相互作用力的作用下从而产生向前的动力，因此动力单元利用新型流道推进方式作为浮体的一种无动力推进方式，其更大程度上利用波浪能，且有助于提高波浪能的利用效率，提高浮体的航行速度，保证浮体持续、稳定的航行。
本发明还提供一种利用流道式波浪能推进方式的航行器，包括：浮体；动力单元，所述动力单元位于所述浮体内，所述动力单元具有流道，所述流道具有第一开口和第二开口，所述第一开口、所述第二开口均高于所述浮体的底面且所述第一开口低于所述第二开口，所述第一开口位于所述浮体的侧壁。
本发明的有益效果是：波浪上升的过程，水从第一开口进入流道内，然后在流道内沿流道的侧壁逐渐上升，水流动的过程中对流道的侧壁具有冲击力从而产生向前的动力；波浪下降的过程，水从流道内沿流道的侧壁逐渐下降且从第一开口流出，在相互作用力的作用下从而产生向前的动力，因此动力单元利用新型流道推进方式作为浮体的一种无动力推进方式，其更大程度上利用波浪能，且有助于提高波浪能的利用效率，提高浮体的航行速度，保证浮体持续、稳定的航行。
作为上述技术方案的进一步改进，所述第一开口和所述第二开口分别位于所述流道的两端，所述第二开口位于所述浮体的顶部。
由于第二开口位于浮体的顶部，使得流道的两端呈贯通状态，流道内的压强较为稳定，从而便于水进入流道内，使得船体能持续、稳定的前行。
作为上述技术方案的进一步改进，所述动力单元包括管体，所述管体内形成有所述流道，所述管体包括：第一连接段，所述第一连接段设置于所述浮体内，所述第一开口设置于所述第一连接段；第二连接段，所述第二连接段设置于所述浮体内，所述第二开口设置于所述第二连接段，所述第二连接段和所述第一连接段相互连通，所述第二连接段和所述第一连接段连接形成一定的角度。
第一连接段和第二连接段连接形成弯折的管体，使得水进入管体内撞击管体内侧壁从而产生更大的动力，以此更有效的将波浪能转化为动能，满足浮体续航和速度的要求。
作为上述技术方案的进一步改进，所述第一连接段呈水平设置，所述第二连接段呈倾斜设置，所述第一连接段和所述第二连接段连接形成的角度呈钝角。
第一连接段和第二连接段连接形成的角度呈钝角，便于水流经第一连接段和第二连接段，其更大程度上利用波浪能，有助于提高波浪能的利用效率，提高浮体的航行速度，保证浮体稳定、持续的航行。
作为上述技术方案的进一步改进，所述浮体的底面设置有水翼动力机构。
传统的滑翔机的水翼通过绳揽连接于水下，由于水翼在水下发生转动从而引起水流的波动，导致水下噪音较大，进而影响传感器的信号传输，因此提出了将原来水翼动力机构倒置安装在浮体的底面，即水翼动力机构安装于浮体的底面，其远离水下传感器，从而降低对水下传感器的扰动；且将水翼动力机构和动力单元集成在浮体上，在波浪能转化为动能的过程中，能量传输的路径较短，降低动能在传输时的损耗，有助于提高波浪能的利用效率；且动力单元和水翼动力机构作为双动力推进，提高了航行的速度，使得浮体能稳定、持续航行。
作为上述技术方案的进一步改进，所述水翼动力机构包括：安装板，所述安装板连接于所述浮体的底面，所述安装板沿所述浮体的长度方向设置；水翼板，所述水翼板连接于所述安装板，所述水翼板设置有多个，多个所述水翼板沿所述安装板的长度方向设置；复位件，所述复位件的数量与所述水翼板的数量相同，所述复位件连接于所述水翼板和所述安装板之间，所述复位件用于恢复所述水翼板的初始位置。
非静水的状态下，水翼板发生翻转，复位件能保证水翼板在运动结束后恢复至初始位置，保证浮体保持平稳、持续航行。
作为上述技术方案的进一步改进，所述水翼板呈斜下方倾斜设置，所述水翼板与水平线之间形成的角度范围是16°至24°。
水翼板形成一定的初始角度，保证浮体保持平稳、持续航行。
作为上述技术方案的进一步改进，所述水翼动力机构下方连接有重力块，所述重力块和所述水翼动力机构之间连接有绳索。
传统的水下部分会增设牵引机，则为了给牵引机提供电和信息的传输需要使用电缆和电线，改进后的水下部分仅通过绳索连接重力块，其极大的简化了水下部分，绳索只作为连接的功能，可使用较细的柔性绳索，因此绳索的横截面积较小，相应产生的水阻力较小，有助于浮体持续、稳定的前进，有助于提高浮体的航行速度。
作为上述技术方案的进一步改进，所述浮体呈流线型设置。
浮体设置呈流线型，第一减少了海面风阻，第二减少了水下水阻，从而有助于提高浮体的航行速度，保证浮体持续、稳定的航行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员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设计方案和附图。
图1是本发明的一种流道式波浪能推进方式及利用该方式的航行器的结构示意图；
图2本发明的一种流道式波浪能推进方式及利用该方式的航行器的剖视图。
图中，1、绳索；11、重力块；2、管体；21、第一连接段；22、第二连接段；3、浮体；4、水翼动力机构；41、安装板；42、水翼板；5、方向调节机构；51、尾舵；52、伺服电机；6、阳能电池板；7、起重环。
具体实施方式
本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于通过图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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。
在本发明的描述中，如果具有“若干”之类的词汇描述，其含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
参照图1～图2，本发明提供一种流道式波浪能推进方式，波浪上升的过程，水从第一开口进入流道内，在流道内沿流道的侧壁逐渐上升；波浪下降的过程，水从流道内沿流道的侧壁逐渐下降且从第一开口流出。
参照图1～图2，本发明还提供一种利用流道式波浪能推进方式的航行器作出如下实施例：
参照图1，一种利用流道式波浪能推进方式的航行器，其能更大程度、更高效地利用波浪能，将波浪能转化为动能，航行器其包括浮体3和位于浮体3内的动力单元，动力单元连接于浮体3内，动力单元具有流道，流道具有第一开口和第二开口，第一开口、第二开口均高于浮体3的底面且第一开口低于第二开口，第一开口位于浮体3的侧壁，具体的，为了防止水提前进入流道损失部分动力，在静水时水不流入流道，同时要求在水面上升后，水能完全淹没流道，保证动力最大化；实际使用时，波浪上升的过程，水从第一开口进入流道内，继而在流道内沿流道的侧壁逐渐上升，此时水对流道的侧壁具有冲击力，从而产生向前的动力；波浪下降的过程，水从流道内沿流道的侧壁逐渐下降且从第一开口流出，在相互作用力的作用下，从而产生向前的动力；动力单元利用新型流道推进方式作为浮体3的一种新型的无动力推进方式，其更大程度上利用波浪能，有助于提高波浪能的利用效率，提高浮体3的航行速度，保证浮体3持续的航行。
参照图1和图2，在本实施例中，第一开口和第二开口分别位于流道的两端，第二开口位于浮体3的顶部，动力单元包括管体2，管体2的长度为浮体3能满足的最大长度，管体2内形成有流道，具体的，管体2包括第一连接段21和第二连接段22，第一连接段21设置于浮体3内，第一开口设置于第一连接段21，第二连接段22设置于浮体3内，第二开口设置于第二连接段22，第二连接段22和第一连接段21相互连通，第二连接段22和第一连接段21连接形成的角度呈一定角度，具体的，第一连接段21呈水平设置，第二连接段22呈倾斜设置，第一连接段21和第二连接段22之间形成的角度呈钝角，较佳的，上述钝角的角度为145°。
参照图1，在本实施例中，管体2可以设置有多条，其数量及排列方式均可调，多个第一开口相邻设置且朝同一方向设置，从而能统一浮体3的推进方向。
参照图1，浮体3为双动力推进，且对水下装置进行简化，去除了传统水下信息交互部分，浮体3的底面设置有水翼动力机构4，水翼动力机构4下方连接有重力块11，重力块11和水翼动力机构4之间连接有绳索1。由于传统的滑翔机的水翼通过绳揽连接于水下，由于水翼在水下发生转动从而引起水流的波动，导致水下噪音较大，进而影响传感器的信号传输，提出了将原来水翼动力机构倒置安装在浮体3的底面，则水翼动力机构4连接于浮体3的底面，创新了原有的推进方式，且水翼动力机构4远离水下传感器，从而降低对水下传感器的扰动；动力单元和水翼动力机构4直接集成在浮体3上，与新的推进方式进行组合作为双动力推进，提高了航行的速度；传统的水下部分会增设牵引机，则为了给牵引机提供电和信息的传输则需要使用电缆和电线，增大了水下阻力，因此提出一种新的连接方式，其通过绳索1连接重力块11，为浮体3提供重力实现浮体3的快速浮沉，极大的简化了水下部分，绳索1仅作为连接的功能，可使用较细的柔性绳索1，因此绳索1的横截面积较小，相应的带来的阻力较小，则有助于浮体3的前进；浮体3随波浪上升下降的过程中，由于浮体3底面增设了水翼动力机构4，因此浮体3整体的重心降低，增加了浮体3的吃水深度，提高了整体的稳定性。
参照图1，在本实施例中，水翼动力机构4为现有结构，水翼动力机构4包括安装板41、水翼板42和复位件，安装板41连接于浮体3的底面，安装板41沿浮体3的长度方向设置，绳索1通过万向节连接于安装板41的底面，万向节位于安装板41的下方的中部；水翼板42连接于安装板41，水翼板42设置有多个，多个水翼板42沿安装板41的长度方向设置；复位件的数量与水翼板42的数量相同，复位件连接于水翼板42和安装板41之间，当静水时，复位件用于恢复水翼板42的初始位置；在本实施例中，水翼板42用平板翼型，安装板41长1550mm，深400mm，宽15mm，整体符合流体流体动力学要求，安装板41中间呈镂空设计，减少整体重量简化结构，复位件为弹簧等弹性构件，水翼板42呈斜下方倾斜设置，水翼板42与水平线之间形成的角度范围是16°至24°，较佳的，水翼板42与水平线之间形成的角度为20°。实际航行时，当水面上升，浮体3被抬升，水下的重力块11的位子不变，此时绳索1被拉紧，水翼板42转动产生动力；当水面下降，浮体3下降则绳索1变松，水翼板42转动产生动力。
参照图1，在本实施例中，浮体3具有两个呈流线型的侧板，其采用NACA66-021曲线进行参数建模，对水面母船进行流体优化，达到减小海面风阻和水下水阻，有助于提高浮体3的航行速度，保证浮体3持续稳定的航行；浮体3的顶部连接有起重环7。
参照图2，浮体3的尾部连接有方向调节机构5，方向调节机构5包括尾舵51和伺服电机52，尾舵51连接于浮体3的尾部，伺服电机52连接于浮体3，伺服电机52驱动尾舵51转动，具体的，尾舵51的设计具有NACA线性的镰刀型结构，其具有较大的展长和适中的弦长，可以确保高效的水动力学性能和浮体3偏转稳定性的性能。
参照图2，浮体3连接有传感机构、信号机构、控制器和天阳能电池板6，控制器与伺服电机52、信号机构、传感机构电连接，太阳能电池板6与伺服电机52电连接，在本实施例中，太阳能电池板6设置有两块，传感机构外套设有泡沫减震片，传感机构具体为集成传感器，信号机构具体为天线、GPS、信号发送器和信号接收器。
在使用本发明的一种利用流道式波浪能推进方式的航行器时，波浪上升的过程，水从第一开口进入流道内，继而水在流道内沿流道的侧壁逐渐上升，水对流道的侧壁具有冲击力，从而产生前进的动力，与此同时浮体3被抬升，水下的重力块11位置不变，此时绳索1被拉紧，水翼板42转动，也产生动力；波浪下降的过程，水从流道内沿流道的侧壁逐渐下降且从第一开口流出，在相互作用力的作用下，产生向前的动力，以此同时浮体3下降则绳索1变松，水翼板42转动，也产生动力，因此动力单元利用新型流道推进方式作为浮体3的一种无动力推进方式，其更大程度上利用波浪能前进；水翼动力机构4连接于浮体3的底面，创新了原有的推进方式；且动力单元和水翼动力机构4集成在浮体3上，与新的推进方式进行组合作为双动力推进，有助于提高了航行的速度；传统的水下部分会增设牵引机，为了给牵引机提供电和信息的传输则需要使用电缆和电线，会导致水下的阻力增大，因此对水下部分进行改进，安装板41通过绳索1连接重力块11，为浮体3提供重力实现浮体3的快速浮沉，极大的简化了水下部分，绳索1仅作为连接的功能，可使用较细的柔性绳索1，因此绳索1的横截面积较小，相应的带来的阻力较小，则有助于航行器的前进。
以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种流道式波浪能推进方式，其特征在于，
A.波浪上升的过程，水从第一开口进入流道内，在流道内沿流道的侧壁逐渐上升；
B.波浪下降的过程，水从流道内沿流道的侧壁逐渐下降且从第一开口流出。
2.一种利用流道式波浪能推进方式的航行器，其特征在于，包括：
浮体(3)；
动力单元，所述动力单元位于所述浮体(3)内，所述动力单元具有流道，所述流道具有第一开口和第二开口，所述第一开口、所述第二开口均高于所述浮体(3)的底面且所述第一开口低于所述第二开口，所述第一开口位于所述浮体(3)的侧壁。
3.根据权利要求2所述的一种利用流道式波浪能推进方式的航行器，其特征在于，所述第一开口和所述第二开口分别位于所述流道的两端，所述第二开口位于所述浮体(3)的顶部。
4.根据权利要求3所述的一种利用流道式波浪能推进方式的航行器，其特征在于，所述动力单元包括管体(2)，所述管体(2)内形成有所述流道，所述管体(2)包括：
第一连接段(21)，所述第一连接段(21)设置于所述浮体(3)内，所述第一开口设置于所述第一连接段(21)；
第二连接段(22)，所述第二连接段(22)设置于所述浮体(3)内，所述第二开口设置于所述第二连接段(22)，所述第二连接段(22)和所述第一连接段(21)相互连通，所述第二连接段(22)和所述第一连接段(21)连接形成一定的角度。
5.根据权利要求4所述的一种利用流道式波浪能推进方式的航行器，其特征在于，所述第一连接段(21)呈水平设置，所述第二连接段(22)呈倾斜设置，所述第一连接段(21)和所述第二连接段(22)连接形成的角度呈钝角。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种利用流道式波浪能推进方式的航行器，其特征在于，所述浮体(3)的底面设置有水翼动力机构(4)。
7.根据权利要求6所述的一种利用流道式波浪能推进方式的航行器，其特征在于，所述水翼动力机构(4)包括：
安装板(41)，所述安装板(41)连接于所述浮体(3)的底面，所述安装板(41)沿所述浮体(3)的长度方向设置；
水翼板(42)，所述水翼板(42)连接于所述安装板(41)，所述水翼板(42)设置有多个，多个所述水翼板(42)沿所述安装板(41)的长度方向设置；
复位件，所述复位件的数量与所述水翼板(42)的数量相同，所述复位件连接于所述水翼板(42)和所述安装板(41)之间，所述复位件用于恢复所述水翼板(42)的初始位置。
8.根据权利要求7所述的一种利用流道式波浪能推进方式的航行器，其特征在于，所述水翼板(42)呈斜下方倾斜设置，所述水翼板(42)与水平线之间形成的角度范围是16°至24°。
9.根据权利要求6所述的一种利用流道式波浪能推进方式的航行器，其特征在于，所述水翼动力机构(4)下方连接有重力块(11)，所述重力块(11)和所述水翼动力机构(4)之间连接有绳索(1)。
10.根据权利要求6所述的一种利用流道式波浪能推进方式的航行器，其特征在于，所述浮体(3)呈流线型设置。
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2418713C1 (ru) * 2010-03-16 2011-05-20 Николай Евгеньевич Староверов Система стабилизации судна (варианты)
WO2012036328A1 (ko) * 2010-09-15 2012-03-22 (주)계양정밀 가변 노즐 장치 및 이를 구비한 터보차져
CN102498285A (zh) * 2009-06-30 2012-06-13 特纳·汉特 系泊的水动力装置的纵摇、横摇和拖曳稳定
US20120295499A1 (en) * 2011-03-17 2012-11-22 Liquid Robotics, Inc. Wave-powered device with one or more tethers having one or more rigid sections
WO2013165273A1 (ru) * 2012-05-02 2013-11-07 Pavlovich Konstantin Serafimovich Спосб преобразования энергии воздушных или водных потоков
CN108408007A (zh) * 2018-04-27 2018-08-17 中电科海洋信息技术研究院有限公司 混合动力水下机器人
CN111994248A (zh) * 2020-08-30 2020-11-27 哈尔滨工程大学 横摇运动捕获推进装置及带有该装置的波浪能驱动无人艇
CN212580131U (zh) * 2020-04-07 2021-02-23 青岛科技大学 一种散货船利用波浪能的助推系统
WO2021084131A1 (de) * 2019-11-01 2021-05-06 Rosen Swiss Ag Wassersportgerät, insbesondere foilboard

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102498285A (zh) * 2009-06-30 2012-06-13 特纳·汉特 系泊的水动力装置的纵摇、横摇和拖曳稳定
RU2418713C1 (ru) * 2010-03-16 2011-05-20 Николай Евгеньевич Староверов Система стабилизации судна (варианты)
WO2012036328A1 (ko) * 2010-09-15 2012-03-22 (주)계양정밀 가변 노즐 장치 및 이를 구비한 터보차져
US20120295499A1 (en) * 2011-03-17 2012-11-22 Liquid Robotics, Inc. Wave-powered device with one or more tethers having one or more rigid sections
WO2013165273A1 (ru) * 2012-05-02 2013-11-07 Pavlovich Konstantin Serafimovich Спосб преобразования энергии воздушных или водных потоков
CN108408007A (zh) * 2018-04-27 2018-08-17 中电科海洋信息技术研究院有限公司 混合动力水下机器人
WO2021084131A1 (de) * 2019-11-01 2021-05-06 Rosen Swiss Ag Wassersportgerät, insbesondere foilboard
US20220388607A1 (en) * 2019-11-01 2022-12-08 Rosen Swiss Ag Water Sports Device
CN212580131U (zh) * 2020-04-07 2021-02-23 青岛科技大学 一种散货船利用波浪能的助推系统
CN111994248A (zh) * 2020-08-30 2020-11-27 哈尔滨工程大学 横摇运动捕获推进装置及带有该装置的波浪能驱动无人艇

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