CN114834621A - 一种利用光波互补工作的无人艇 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于一种利用光波互补工作的无人艇，属于海洋探勘装置技术领域，本装置包括无人艇，无人艇甲板前方设有光照强度传感器，光照强度传感器连接中央处理器，光照强度传感器后方设有光伏发电机组，光伏发电机组包括利用滑块实现角度调节的支撑杆与用于将太阳能转化为电能的光伏板，无人艇两侧设有内凹孔，内凹空内部设有波浪发电机组，波浪发电机组设有水平管体与内部发电机组，无人艇尾部设有推进系统，推进系统旁设有蓄电池。本发明利用两组发电机组，在不同的光照强度下，进行交替使用，完成对蓄电池的充电及推进系统的正常运行提供保证，使无人艇在复杂的海洋环境中，能够工作的更长时间，真正实现光波互补目的。

Description

一种利用光波互补工作的无人艇

技术领域

本发明属于海洋探勘装置技术领域，具体涉及一种利用光波互补工作的无人艇。

背景技术

本部分的描述仅提供与本申请公开相关的背景信息，而不构成现有技术。

海洋占据地球上71%的面积，对于人类来说意义重大，尤其进入21世纪之后，各国积极的开展海洋勘探工作。随着科技的进步，各种无人艇也相继出现， 但由于无人艇的续航能力一直存在技术瓶颈，无法实现长时间的进行勘探任务，因此大大限制了勘探范围，也是得勘探数据的不稳定。所以需要一种能够长时间进行海洋勘探的无人艇，且无需维修，成本较低的自主操作无人艇，以促进人类对海洋的认知。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用光波互补工作的无人艇，利用两组发电机组在不同的光照强度的情况下交替使用，使得无人艇在海洋上拥有更强的续航能力，来完成更复杂更困难的海洋勘探任务。

本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：一种利用光波互补工作的无人艇，包括，

无人艇，所述无人艇上设有用于收集光照强度的光照强度传感器，所述光照强度传感器连接中央处理器，所述无人艇上方设有光伏发电机组，所述无人艇两侧设有波浪发电机组，所述光伏发电机组与波浪发电机组跟蓄电池与推进系统相连，所述推进系统设于无人艇尾部。

本发明通过光照强度传感器进行光照强度的收集，将收集之后的光照强度数据传输给中央处理器，由中央处理器进行分析与判断使用哪种发电机组，遇到阳光充足的日子则使用光伏发电机组进行太阳能-电能的转换，波浪发电机组则在无人艇的两侧内凹处，以减小无人艇在行驶过程中的水阻；遇到光照强度不足的日子或者夜晚时，光伏发电机组则会休息，波浪发电机组通过液压杆从无人艇两侧伸出，利用水中流体进行波浪发电，实现波浪能-电能之间的转换，最后发出的电通过缆线抵达蓄电池与推进系统，本案相较于无人艇与波浪发电机组分离的无人艇方案，无人艇的重心稳定性更好，不容易侧翻，相较于只使用光伏发电的无人艇方案，能提供更长的续航能力，更加适应复杂困难的海洋勘探任务。

优选地，光伏发电机组整体呈现“人字型”，光伏板与支撑杆之间呈一定夹角，夹角可调，所述光伏板底部由两块连接块与铰链连杆相连，所述铰链连杆两侧通过铰链座与甲板相连，所述支撑杆两侧设有柔性件，底部与滑块相连，上部通过支撑铰链与光伏板相连，所述滑块被限定于限位板内部凹槽内移动，所述限位板设有球型凸起，所述球型凸起在凸起腔室上下移动，底部设有凸起压杆与凸起弹簧，所述光伏板底部设有气囊，所述气囊两侧设有绳体与甲板相连，所述光伏板与支撑杆之间设有软连接的第一弹簧。这样的结构，在利用光伏板进行光伏发电，同时通过光伏板背侧的支撑组件来调节光伏板倾斜角度，保证光伏板倾斜，提高其与光线接触效果，同时光伏板为倾斜设置起到导流作用，无人艇行进过程中的气流被光伏板向上引导，能够提高无人艇行进过程中的重心稳定效果；在无人艇行进过程中迎面气流流速过大的情况下，光伏板被气流推动，进而其后侧的支撑组件的支撑杆相对位移进而调节光伏板倾斜角度，降低高速气流下无人艇行进阻力增大的风险；在支撑杆上设计柔性件的方式能够利用柔性件来对向光伏板后侧吹动的气流起到导流作用，将光伏板后侧气流向上引导，降低光伏板后侧被气流吹动导致的晃动等问题出现。

波浪发电机组内设有用于能量转换的旋叶与发电机，所述旋叶与发电机中间用连接杆相连，所述发电机在圆周方向设有四组中间连接件，使得发电机与水平管体相连，所述水平管体外部设有液压杆，所述中间连接件分为上下两部分，中间以过度连接件相连，上部分以第一连接基板与水平管体相连，下部分以第二连接基板与发电机相连，所述第一连接基板通过第二弹簧与第一铰接基体进行软连接，内部通过第一紧固件与第一铰接板进行硬连接，所述第一铰接板与第一铰接基体之间通过铰链相连，所述第二连接基板通过第三弹簧与第二铰接基体进行软连接，内部通过第二紧固件与第二铰接板进行硬连接，所述第二铰接板与第二铰接基体之间通过铰链相连，所述第一铰接体与第二铰接体互为镜像件，两个铰接体中间通过过度连接件相连，铰接基体的上部有两个小孔，用轴与铰接板相连，这样的目的时为了实现铰接基体的自由转动。在发电机的圆周方向均匀分布四组中间连接件，能够更好的稳定电机中心，避免发生倾斜现象，并且中间连接件的设计实现了将水流发电机与水平管体之间的稳定连接，保证水流发电机设置在水平管体中部便于进行水流发电，在第一铰接基体与第一铰接板之间使用铰链连接，导致中间连接件有一定的角度可以调节，而第二弹簧会提供一个回拉力，不会使得中间连接件转动的角度过大，这样的结构，能够实现水流发电机能够相对水平管体内壁形成位移，具有一个可调控范围，特别是在水平管体内部意外进入生物后，生物能够从水流发电机与水平管体内壁间隙排出，避免生物堵塞在水平管体内，并且通过中间连接件降低水流发电机工作过程中的震动传递至水平管体上，进而降低水平管体的震动或者水平度不准。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明利用两组发电机组在不同的光照强度的情况下交替使用，使得无人艇在海洋上拥有更强的续航能力，来完成更复杂更困难的海洋勘探任务，本案的方案相较于无人艇与波浪发电机组分离的无人艇方案，无人艇的重心稳定性更好，不容易侧翻，相较于只使用光伏发电的无人艇方案，能提供更长的续航能力，更加适应复杂困难的海洋勘探任务，本案同时在光伏发电机组的支撑杆两侧设有柔性版，使得在逆风时也有非常不错的稳定性，在水流发电机与水平管体之间设有四组中间连接件，使得水流发电机有一定的调节的角度，生物能够从水流发电机与水平管体内壁间隙排出，避免生物堵塞在水平管体内，降低无人艇的故障率，从而真正的实现无人艇长时间工作的目的。

附图说明

图1为一种利光波互补工作的无人艇工作流程示意图；

图2为一种利用光波互补工作的无人艇使用状态示意图；

图3为光伏发电机组结构示意图；

图4为圆球凸起结构示意图；

图5为波浪发电机组结构示意图；

图6为波浪发电机组前视示意图；

图7为中间连接件结构示意图；

附图标号：100-无人艇；200-蓄电池；300-推进系统；400-光伏发电机组；500-波浪发电机组；600-中央处理器；700-光照强度传感器；410-光伏板；420-支撑杆；421-柔性件；422-滑块；423-支撑铰链；430-气囊；431-绳体；440-限位板；441-球型凸起；442-凸起弹簧；443-凸起腔室；444-凸起压杆；450-第一弹簧；460-铰链座；461-铰链连杆；462-连接块；510-水平管体；520-旋叶；530-连接杆；540-中间连接件；550-发电机；560-液压杆；541-第一铰接板；542-第二弹簧；543-第一连接基板；544-第一铰接基体；545-第一紧固件；546-过度连接件；547-第二铰接板；548-第三弹簧；549-第二铰接板；551-第二连接基板；552-第二紧固件。

具体实施方式

以下结合具体实施方式和附图对本发明的技术方案作进一步详细描述：

实施例1：

参见说明书附图1，一种利光波互补工作的无人艇，步骤如下：

1）通过光照强度传感器700收集光照强度数据；

2）将收集到的光照强度数据传输到中央处理器600，由中央处理器600进行判断使用哪种发电机组，并发出指令；

3）相应的发电机组接受到指令后进行正常的能量转换工作；

4）转换后的能量以电能的形式储存在蓄电池200内；

5）蓄电池200将电能传输给电机，电机带动尾部推进系统300，带动无人艇100前进。

实施例2：

参见说明书附图3、4所示，在阳光充足的情况下，将使用光伏发电机组400，光伏发电机组400整体呈现“人字型”，光伏板410与支撑杆420之间呈一定夹角，夹角可调，所述光伏板410底部由两块连接块462与铰链连杆461相连，所述铰链连杆461两侧通过铰链座460与甲板相连，所述支撑杆420两侧设有柔性件421，底部与滑块422相连，上部通过支撑铰链423与光伏板410相连，所述滑块422被限定于限位板440内部凹槽内移动，所述限位板440设有球型凸起441，所述球型凸起441在凸起腔室443上下移动，底部设有凸起压杆444与凸起弹簧442，所述光伏板410底部设有气囊430，所述气囊430两侧设有绳体431与甲板相连，所述光伏板410与支撑杆420之间设有软连接的第一弹簧450。

本发明利用光伏板410进行光伏发电，同时通过光伏板410背侧的支撑杆420来调节光伏板410倾斜角度，保证光伏板410倾斜，提高其与光线接触效果，同时光伏板410为倾斜设置起到导流作用，无人艇100行进过程中的气流被光伏板410向上引导，能够提高无人艇100行进过程中的重心稳定效果；在无人艇100行进过程中迎面气流流速过大的情况下，光伏板410被气流推动，进而其后侧的支撑组件的支撑杆420相对位移进而调节光伏板410倾斜角度，降低高速气流下无人艇100行进阻力增大的风险；在支撑杆420上设计柔性件421的方式能够利用柔性件421来对向光伏板410后侧吹动的气流起到导流作用，将光伏板410后侧气流向上引导，降低光伏板410后侧被气流吹动导致的晃动等问题出现。

实施例3：

参见说明书附图5、6、7所示，在光照强度不足或夜晚时，将使用波浪发电机组500进行发电，波浪发电机组500内设有用于能量转换的旋叶520与发电机550，所述旋叶520与发电机550中间用连接杆530相连，所述发电机550在圆周方向设有四组中间连接件540，使得发电机550与水平管体510相连，所述水平管体510外部设有液压杆560，所述中间连接件540分为上下两部分，中间以过度连接件546相连，上部分以第一连接基板543与水平管体510相连，下部分以第二连接基板551与发电机550相连，所述第一连接基板543通过第二弹簧542与第一铰接基体544进行软连接，内部通过第一紧固件545与第一铰接板543进行硬连接，所述第一铰接板541与第一铰接基体544之间通过铰链相连，所述第二连接基板551通过第三弹簧548与第二铰接基体547进行软连接，内部通过第二紧固件552与第二铰接板549进行硬连接，所述第二铰接板549与第二铰接基体547之间通过铰链相连。

本发明利用波浪发电机组进行发电，在发电机550的圆周方向均匀分布四组中间连接件540，能够更好的稳定电机中心，避免发生倾斜现象，并且中间连接件540的设计实现了将水流发电机550与水平管体510之间的稳定连接，保证水流发电机550设置在水平管体510中部便于进行水流发电，在第一铰接基体544与第一铰接板541之间使用铰链连接，导致中间连接件540有一定的角度可以调节，而第二弹簧542会提供一个回拉力，不会使得中间连接件540转动的角度过大，这样的结构，能够实现水流发电机550能够相对水平管体510内壁形成位移，具有一个可调控范围，特别是在水平管体510内部意外进入生物后，生物能够从水流发电机550与水平管体510内壁间隙排出，避免生物堵塞在水平管体510内，并且通过中间连接件540降低水流发电机550工作过程中的震动传递至水平管体510上，进而降低水平管体510的震动或者水平度不准。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种利用光波互补工作的无人艇，包括：

无人艇（100），所述无人艇（100）上设有用于收集光照强度的光照强度传感器（700），所述光照强度传感器（700）连接中央处理器（600），所述无人艇（100）上方设有光伏发电机组（400），所述无人艇（100）两侧设有波浪发电机组（500），所述光伏发电机组（400）与波浪发电机组（500）跟蓄电池（200）与推进系统（300）相连，所述推进系统（300）设于无人艇（100）尾部。

2.根据权利要求1所述一种利用光波互补工作的无人艇，其特征是：所述光伏发电机组（400）整体呈现“人字型”，所述光伏发电机组（400）包括光伏板（410）与支撑杆（420），所述光伏板（410）与支撑杆（420）之间呈一定夹角，夹角可调，所述光伏板（410）底部由两块连接块（462）与铰链连杆（461）相连，所述铰链连杆（461）两侧通过铰链座（460）与甲板相连，所述支撑杆（420）两侧设有柔性件（421），所述支撑杆（420）底部与滑块（422）相连，所述支撑杆（420）上部通过支撑铰链（423）与光伏板（410）相连，所述滑块（422）被限定于限位板（440）内部凹槽内移动，所述限位板（440）的凹槽底部设有球型凸起（441），所述球型凸起（441）在凸起腔室（443）上下移动，底部设有凸起压杆（444）与凸起弹簧（442），

所述光伏板（410）底部设有气囊（430），所述气囊（430）两侧设有绳体（431）与甲板相连，所述光伏板（410）与支撑杆（420）之间设有软连接的第一弹簧（450）。

3.根据权利要求1所述的一种利用光波互补工作的无人艇，其特征是：所述波浪发电机组（500）内设有用于能量转换的旋叶（520）与发电机（550），所述旋叶（520）与发电机（550）中间用连接杆（530）相连，所述发电机（550）在圆周方向设有四组中间连接件（540），使得发电机（550）与水平管体（510）相连，所述水平管体（510）外部设有液压杆（560）。

4.根据权利要求3所述的一种利用光波互补工作的无人艇，其特征是：所述中间连接件（540）分为上下两部分，中间以过度连接件（546）相连，上部分以第一连接基板（543）与水平管体（510）相连，下部分以第二连接基板（551）与发电机（550）相连，所述第一连接基板（543）通过第二弹簧（542）与第一铰接基体（544）进行软连接，内部通过第一紧固件（545）与第一铰接板（541）进行硬连接，所述第一铰接板（541）与第一铰接基体（544）之间通过铰链相连，所述第二连接基板（551）通过第三弹簧（548）与第二铰接基体（547）进行软连接，内部通过第二紧固件（552）与第二铰接板（549）进行硬连接，所述第二铰接板（549）与第二铰接基体（547）之间通过铰链相连。

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