CN207853886U - 一种利用太阳能风能互补供电的水陆两用智能移动终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种利用太阳能风能互补供电的水陆两用智能移动终端，为解决全球缺乏能源与网络等基础设施的地区，移动通信上网受到限制的问题。本装置在一个笼型整体的浮体机身上，将太阳能电池板、微型风力发电机、智能移动电话机模块、声音及图像等传感器、多频率卫星天线阵列、无线电能收发线圈、磁性底盘等合成一个整体装置，可水中漂浮或磁吸钢板上，可接入卫星、气球、无人机、基站等空中互联网，发射无线电，实现手机与云端AI在没有基础设施时进行通信。本装置可利用自然能源给手机无线补充电能，也能独立感知周边主人的声音、手势、表情等指令，实现与云端AI的人机交互对话，操控用于娱乐及飓风、地震、海难等发生时的水陆应急通信。

Description

一种利用太阳能风能互补供电的水陆两用智能移动终端

技术领域

本实用新型属于移动通信设备领域，涉及一种移动终端机，特别涉及一种利用太阳能风能互补供电的水陆两用智能移动终端。

背景技术

联合国最新数据，全球贫穷和欠发达国家和地区仍有约57%人口未实现互联网连接服务。世界上超过50％的城市，包括美国，欧洲和亚洲的农村，仍然没有可靠的高速连接，新兴市场的影响甚至更大，许多人甚至在学校或社区中心也无法进入；还有更多的问题，例如为受飓风，地震和难民情况影响突然没有基础设施的人们提供即时部署的连接或长期接入解决方案，扩大运营商的网络，为他们最需要的时间和地点提供互联网和语音服务，以满足急救人员，人道主义工作人员和医务人员的需求；连接偏远的医疗健康中心，学校，图书馆和家庭，贫困地区推动教育的工具，获取知识的机会以及本地农业的机会等。

从现有的BGAN 和Iridium，到建设中的OneWeb和SpaceX卫星互联网接入，还有测试中的Facebook Aquila和google ProjectLoon，以及计划中的LaserFleet，都是通过空中互联网，延展移动运营商和互联网服务提供商的支持网络，以低成本互联网接入云端AI，实现人工智能覆盖全球的能力。其需要一台粗大天线的手持终端或者安装一种有源的接收装置与天空中的卫星等进行通信，并向周围地区发射LTE和WiFi等无线电，以直接覆盖手机、平板电脑等，缺少随时可用的电力能源供应是建立一个不依靠基础设施、交通工具、建筑物的中立网络的最大障碍；现有的大多数太阳能电池板与风力发电机需要复杂接线单独安装，而采用大容量电池又会造成矿产资源浪费，能源无法跟随无线网络的全球延伸，无论你走到哪里，你的普通智能手机可能因为缺少接收装置或者电力能源短缺，而移动通信上网受到限制的困境。

发明内容

本实用新型的目的在于解决全球缺乏能源与网络等基础设施的地区，移动通信上网受到限制的问题，提供一种利用太阳能风能互补供电的水陆两用智能移动终端，水陆两用，并可以利用太阳能、风能供电，可以接入云端AI网络，还可以增强无线信号、可以作为信号中继使用。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种利用太阳能风能互补供电的水陆两用智能移动终端，其特征在于：从下到上依次设置有下浮体、微型风力发电机、上浮体，所述下浮体内部设置有电子元件，上浮体的上表面贴设有太阳能电池板，所述微型风力发电机具有竖向设置上浮体和下浮体之间的转轴，环绕转轴的水平面上均匀设置有若干转动叶片，转动叶片的外侧设有笼式浮体，笼式浮体上下分别与上浮体和下浮体对接。上浮体、下浮体、笼式浮体的框架、转动叶片均由轻型塑料注塑成型，重量小，下浮体提供的浮力足够支撑整个装置的漂浮，正常运行状态下，上浮体和微型风力发电机均位于水面上方，上浮体的太阳能电池板利用太阳能补充电能，微型风力发电机在风力作用下能转动发电。本装置重力集中于下浮体中，保持稳定平衡点，当整个装置晃动时，能迅速回位到下浮体朝下的稳定平衡状态。

作为优选，上浮体为多角空心浮体，多角空心浮体的顶面贴设太阳能电池板、多角空心浮体的底面中心设有向下凸起的圆台。

作为优选，所述下浮体为圆形空心浮体，圆形空心浮体的上表面设有可打开的中间密封盖，电子元件设置在中间密封盖的下表面固定，所述电子元件包括智能移动终端、蓄电池组、扬声器阵列、LED灯组板、无线电能接收线圈、无线电能发射线圈。

作为优选，所述圆形空心浮体的底面设有与手机适配的方形凹槽，所述无线电能接收线圈和无线电能发射线圈同平面同心圆设置并贴靠在圆形空心浮体的内壁下表面，所述方形凹槽的底面还嵌设有若干嵌入式磁粒，对应充电手机的手机套上嵌设有与嵌入式磁粒对齐的铁片。充电手机的手机套背面与无线电能发射线圈对应设置无线电能接收线圈，用于手机充电，充电手机的手机套上嵌设有与嵌入式磁粒对齐的铁片用于固定。也可以采用市政电源、启用圆形空心浮体的无线电能接收线圈，对圆形空心浮体内的蓄电池组进行充电。

作为优选，所述下浮体的下表面环周上还均匀嵌设有可吸附于室外铁架上的嵌入式磁铁。可以利用嵌入式磁铁吸附船体表面、室外铁架等固定，利用太阳能和风能进行充电。

作为优选，所述笼式浮体包括水平设置的环形空心管，环形空心管上均匀设置有若干竖向设置的J型空心管，所述上浮体下表面设有与J型空心管上端连通走线的上走线孔，所述下浮体的顶部设有与J型空心管下端连通走线的下走线孔。

作为优选，所述J型空心管的外侧壁设有图像传感器和声音传感器，所述图像传感器和声音传感器设于J型空心管与环形空心管交汇处的上方。

作为优选，所述环形空心管的内侧壁均匀嵌设有若干弧形金属条，弧形金属条的上端插入上浮体对应的卡孔中、下端插入下浮体对应的卡孔中，各弧形金属条线径不一、共同组成多频率卫星天线阵列。

作为优选，所述微型风力发电机的转动叶片外端为半球面型。

本装置在一个笼式浮体的机身上，将太阳能电池板、微型风力发电机、智能移动终端模块、声音及图像等传感器、多频率卫星天线阵列、无线电能收发线圈、磁性底盘等接合成一个整体装置，体积小巧，价格实惠，效率高，能不颠覆自动扶正在水中漂浮或磁吸在建筑物、船舶、汽车等的钢板外壳上，接入卫星、气球、无人机等空中互联网，发射LTE和WiFi等无线电，实现手机与云端AI在没有基础设施时进行通信，同时利用自然能源给手机无线补充电能，本装置也能独立感知周边主人的声音、手势、表情等指令，实现与云端AI的人机交互对话，操控用于娱乐及飓风、地震、海难等发生时的水陆应急通信。

本实用新型有益效果在于：1、太阳能风能发电与多频率卫星天线阵列、智能移动终端等一体设置，携带方便，在没有基础设施的地区，无线分享网络与电能给智能手机使用，减少手机、手表等个人智能终端使用时的地理限制。2、本装置能独立感知周边主人的声音、手势、表情等指令，实现与云端AI的人机交互对话，操控用于娱乐及飓风、地震、海难等发生时的应急通信。3、能直接使用太阳能风能互补驱动本装置，减少蓄电池的容量及使用次数，延长机器的寿命，节约稀缺矿产资源。4、本装置体积小巧、防水防尘，户外能不颠覆自动扶正在水中漂浮或磁吸在建筑物、船舶、汽车等的钢板外壳上，室内能无线使用市电，水陆两用范围广阔。

附图说明

图1为本实用新型的总结构立体示意图。

图2为本实用新型的给手机充电的底部立体示意图。

图3为本实用新型的分解立体示意图。

图4为本实用新型的一种水中漂浮不倾覆自动扶正立体示意图。

图5为本实用新型的自发电电路原理示意图。

图中：1、多角空心浮体，11、顶部坡度面，12、上穿线安装孔、2、圆形空心浮体，21、下穿线安装孔，22、中间密封盖，23、方形凹槽，3、笼式浮体，30、J型空心管，31、环形空心管，32、图像传感器，33、声音传感器，4、多频率卫星天线阵列，5、太阳能电池板，6、微型风力发电机，7、各配件放置区，70、无线电能接收线圈，71、无线电能发射线圈，72、蓄电池组，73、扬声器阵列，74、LED灯组板，75、无线充电器， 81、嵌入式磁铁，82、嵌入式磁粒，83、嵌入铁片的手机套，9、移动互联网，90、互联网接入卫星，91、互联网接入气球，92、太阳能高空无人机，93、移动通信基站，94云端 AI，95、手机，100、水面。

具体实施方式

下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型进一步说明。

实施例：一种利用太阳能风能互补供电的水陆两用智能移动终端，如图1所示，本装置的机身中部是一个笼式浮体3，笼式浮体3中间是环形空心管31与若干个J型空心管30组成的框架结构，笼式浮体3勾连上部所设的多角空心浮体1与下部所设的圆形空心浮体2，粘结成一个空心的笼型整体结构，用防爆防摔的塑胶或硬塑制作，可漂浮在水面上。

如图1所示，其位于多角空心浮体1的开口位于上部，且上部表面设置有顶部坡度面11，其上粘设有太阳能电池板5图中所示为若干块单晶电池片，每块片再切割成若干条状，电路串联后接输出端，获得匹配机器运行所需的理想电压，本实用新型不限制于电池片类型，可使用单晶、多晶或薄膜太阳能电池片，要求压塑后，能密封防水，而单位面积内有理想的功率，寿命长都可以设置在发明上，粘装太阳能电池板后，多角空心浮体1内部呈空心密封状态，能漂浮在水面上。

如图1、所示，在笼式浮体3中设置有微型风力发电机6，图3分解图所示，上方多角空心浮体1底面中部呈现凹凸结构，其中心倒挂固定有一台微型的外转子三相风力发电机，图中所示为永磁发电机，也可以采用外转子无铁芯盘式发电机，若干个半圆型叶片同方向垂直，安装固定在环形架与发电机一体设计的外转子上，如图3所示，图中转动叶片有8片，三级以上风力驱动可直接发电，采用阻力型风力发电原理，改变叶片的数量、直径、形状可以适应不同地理位置及气候的地区使用。

如图1、图3所示，圆形空心浮体2开口位于上部，其上表面设有中间密封盖22，且防水扬声器阵列73安装在密封盖上，且喇叭口朝上微坡，密封盖与扬声器之间安装固定，要用橡胶圈密封防水处理，中间密封盖22底部倒挂设置有若干安装架及安装螺丝孔，是各配件放置区7，且配件中最重的蓄电池组72安装在中心位置，另外配件按照重量，均匀分布在蓄电池组72四周，使得整机重心位于中心位置，圆形空心浮体2粘装上中间密封盖22后，整体呈空心密封状态，其也是一个封闭式音箱的箱体，封闭了扬声器阵列73后面的容积，从而阻隔了扬声器前后辐射的声音，不会因为它们的干涉而影响扬声器的低频特性；同时，可以漂浮在水面上的保持平衡状态，不倾斜不颠覆。

如图2、图3所示，中间密封盖22底部同平面，排列有无线电能接收线圈70与无线电能发射线圈71，图中所示为电磁感应原理的Qi标准无线充放电模块，根据使用场合的需要，也可以采用磁共振原理的双向无线电能传输线圈，如图5所示，无线电能接收线圈70与无线电能发射线圈71是同圆心设置，且处于同一平面上，无线电能发射线圈位于外圈，无线电能接收线圈位于内圈，且无线电能发射线圈的圈数多于无线电能接收线圈，发射接收互相不干扰，且减少了设置面积，当中间密封盖22粘装到圆形空心浮体2后，将无线电能接收线圈70与无线电能发射线圈71压紧贴在圆形空心浮体2底部内壁（图中不可见），使得线圈在隔离的浮体内，无线线圈透过防水防尘的塑胶厚度，将电能传输至方形凹槽23内。

如图2所示，圆形空心浮体2的底部设置有方形凹槽23，方形凹槽内平面设有若干个嵌入式磁粒82，且支持同无线充电标准的手机95上套有嵌入铁片的手机套83，带手机套的手机95按照图中所示的箭头方向，放入方形凹槽23时，其被磁吸在内壁上，自动无线充电，当该装置如图1所示放置且太阳能电池板5朝上时，磁吸在底部不会脱落，且装置位于室外时，太阳能电池板及微型风力发电机可以直接给手机充电，减少本装置蓄电池的使用次数，延长机器的寿命，该设置也能保护手机不会被阳光暴晒、风吹雨淋。如图3所示，同样的方法，当带嵌入铁片的扁圆形无线充电器75放置到方形凹槽23的理想位置时，也能被磁吸在底部，本装置位于室内且没有太阳能风能时，可以用市电无线供电，无线电能的输入输出不会影响圆形空心浮体2的结构及密封性。

如图1、图3所示，在环形空心管31的内侧面，注塑预先嵌入百十根弯曲的金属的多频率卫星天线阵列4，天线的线径可以根据频率调整，天线向内弯曲，且沿环形空心管内壁均匀排列，上端嵌入多角空心浮体1的卡孔内，下端嵌入圆形空心浮体2的卡孔内，下卡孔有金属接触片（图中不可见），将天线的信号引接入到各配件放置区7的移动终端机接收模块内（图中不可视），同时将笼中的微型风力发电机6包围住，保护防止风力发电机叶片被撞击损坏，顶部呈方形的太阳能电池板5位于中间，且大部分天线正上方及周边没有被遮挡，天线布局又呈360度分布，东南西北各有数十根天线阵列，可以分组或间隔等组合成多组接收不同频率、不同方位的空中无线网络信号，可以在不移动本装置的情况下，接收到无线网络信号。

如图1、图3所示，各配件放置区7还设有智能移动终端，可以选用市面上常见的手机芯片等代替，在各配件放置区7上挂设有LDE灯组板74，其圆形电路板的边沿设置有若干个LED灯泡，其中间密封盖22上对应垂直上方，设置有注塑密封的圆形透光板（图中不可见），当本装置感知周边主人的声音、手势、表情等指令时，能通过声光控制模块配合发出对应的多闪、滚动、常亮等灯光组合，回应主人的召唤，另外在室外漆黑的夜晚，也可通过手机APP打开LED灯光，以便在水面或者陆地上寻找到本装置的位置。

如图1、图2、图3所示，每个J型空心管30，向外中部设置有图像传感器32，设置在侧面与环形空心管31交汇的上方处，使得图像传感器的广角镜头，其水平视野与垂直视野都接近180度，而不被本装置的外壳所遮挡，东南西北若干个图像传感器不需要转动，就能组成360度的实时照片或图像。同样，每个图像传感器上方设置有声音传感器33，若干个声音传感器能组合成360度的远场麦克风话筒，通过智能处理，分离出主人的召唤声源，通过网络连接云端AI操控本装置，每个J型空心管30还可以设置更多的例如面部设别传感器等，以便在对应的应用环境使用，另外，通过预选的手机APP设置，专用的肢体动作或者声音指令，通过人机交互，本装置漂浮在水上边播放音乐娱乐时，边通过传感器能感知主人是在游泳或者溺水，以便做出不同的指令，例如自动拨打预先设置的电话呼救等。

如图3所示，多角空心浮体1的角外下沿设置有若干个上穿线安装孔12，垂直对应的圆形空心浮体2外圆中部也设置有若干个下穿线安装孔21，上下安装孔数量一样，且对齐若干个J型空心管30插入上下粘合在一起，将太阳能电池板5、微型风力发电机6、图像传感器32、声音传感器33的等的电线路从空心管穿过，接到各配件放置区7，使本装置发电驱动工作，且不会影响微型风力发电机6转动发电。

如图2所示，圆形空心浮体2的底面环周有若干个凸出圆，图中所示为8个，凸出圆中设有嵌入式磁铁81，底部凸出的设置是为了将本装置磁吸在钢板的表面，点式接触是减少与钢板的接触面，避震且增加不平整表面的吸合力，单车、汽车、桥梁、船舶、钢结构建筑等有理想的钢板表面位置都可以磁吸本装置在其上工作。户外包括给磁吸在方形凹槽23的手机95充电，正常充电时，如图1所示太阳能电池板5朝上放置，或者选择如图3所示，室内用无线充电器75给本装置供电，都不影响本装置整体磁吸在钢板上工作。

如图1、图3、图4所示，本装置是一个防水密封的笼型整体，可以在水面上漂浮，设置的整机重量使得水位线不超过J型空心管30的底部，且本装置的中间密封盖22设置的区域，即密封盖与圆形空心浮体2的接触面，应高于水平面不会被长期浸泡，密封盖是橡胶圈密封安装在圆形空心浮体上，当水浪翻动本装置，如图4所示时，使得整体短暂晃动倾斜，一侧沉入水中时，设置的总浮力，也能使得设置移动终端各配件放置区7的扬声器阵列73如图1所示的位置，也可以高于水平面，不影响播放声音，当室外有暴雨冲淋时，因扬声器阵列73设置位于太阳能电池板5的下方，被遮挡不会因为雨水冲击扬声器，使得影响喇叭震动发出声音，相同的设置，过大的风浪使得本装置倾斜，其总浮力也不会影响太阳能电池板5完全高于水平面发电，而微型风力发电机6、多频率卫星天线阵列4、图像传感器32、声音传感器33也是在不发生剧烈摇晃倾斜时，高于水平面正常工作，因为当本装置在水中漂浮，遇到水浪发生摇晃颠覆时，侧面的J型空心管30、环形空心管31能提供侧面360度全方位浮力支撑，使得本装置侧方不会沉入水中，且整体的重心位于如图3所示蓄电池组72处，使得本装置在重力的作用下，圆形空心浮体2向下，多角空心浮体1朝上，自动扶正，不颠覆恢复到太阳能电池板5始终朝上的正确姿态，相同的原理，当本装置在海上360度翻滚时，如图2所示的状态，圆形空心浮体2朝上，发生倾覆反扣在水面100上时，如图3所示，多角空心浮体1的中底部设置有凸出的浮力空间，使得其浮力位于中间的位置，如图4所示，且顶部坡度面11如图4所示也倒扣在水面上时，因浮力位于中间且表面有坡度，使得本装置反扣在水面上向一边倾斜，且本装置的重心位于如图3所示蓄电池组72处，使得本装置的整体重心在圆形空心浮体2的中间，在重力的作用下，加快本装置向倾斜的一方滚倒，在侧方环形空心管31等的浮力作用下，角度自动扶正，不颠覆恢复太阳能电池板5朝上的正确姿态。本装置可以随着洋流漂移，通过手机APP远程操控本装置的图像或声音传感器传送数据，用于检测海洋垃圾的流向，利于全球环境保护。

如图3所示，从上到下将太阳能电池板5、微型风力发电机6多频率卫星天线阵列4、蓄电池组72及控制模块、无线电能接收线圈70、无线电能发射线圈71等分层排列，互相不干扰的整体，如图5所示，所述的各控制器，包括智能移动终端的各配件，都是集中设置在如图3所示的各配件放置区7内，电线路集成在一起，且可以通过手机95APP，操控本装置，当蓄电池组72充满时，太阳能风能互补发电可以直接驱动本装置工作，减少电池的充放电次数，增加机器寿命，在太阳能风能充沛的地区，可以减少蓄电池组72的容量设置，减少电池使用数量，保护地球稀缺矿产资源，本装置防水防尘，体积小巧，携带方便，设置灵活，只要能看到天空晒到太阳或三级风力以上的荒岛、沙漠、海上等地方都可以随时随地设置本装置，灵活组合的多频率卫星天线阵列4配合智能移动终端的多功能接收模块，智能搜寻空中的移动互联网9信号，自动在互联网接入卫星90、互联网接入气球91、互联网接入太阳能高空无人机92、互联网接入移动通信基站93或WiFi信号之间切换，实现手机95与云端AI94无线连接的同时，也将本装置与云端AI无线连接在一起，用于娱乐或应急通信。

本实用新型一种利用太阳能风能互补供电的水陆两用智能移动终端并不限于上述的尺寸，本领域技术人员应当理解，可依据智能终端的体积而对应设置本实用新型的发电装置尺寸，可将设置为较大尺寸，以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种利用太阳能风能互补供电的水陆两用智能移动终端，其特征在于：从下到上依次设置有下浮体、微型风力发电机、上浮体，所述下浮体内部设置有电子元件，上浮体的上表面贴设有太阳能电池板，所述微型风力发电机具有竖向设置上浮体和下浮体之间的转轴，环绕转轴的水平面上均匀设置有若干转动叶片，转动叶片的外侧设有笼式浮体，笼式浮体上下分别与上浮体和下浮体对接。

2.根据权利要求1所述的一种利用太阳能风能互补供电的水陆两用智能移动终端，其特征在于：上浮体为多角空心浮体，多角空心浮体的顶面贴设太阳能电池板、多角空心浮体的底面中心设有向下凸起的圆台。

3.根据权利要求1所述的一种利用太阳能风能互补供电的水陆两用智能移动终端，其特征在于：所述下浮体为圆形空心浮体，圆形空心浮体的上表面设有可打开的中间密封盖，电子元件设置在中间密封盖的下表面固定，所述电子元件包括智能移动终端、蓄电池组、扬声器阵列、LED灯组板、无线电能接收线圈、无线电能发射线圈。

4.根据权利要求3所述的一种利用太阳能风能互补供电的水陆两用智能移动终端，其特征在于：所述圆形空心浮体的底面设有与手机适配的方形凹槽，所述无线电能接收线圈和无线电能发射线圈同平面同心圆设置并贴靠在圆形空心浮体的内壁下表面，所述方形凹槽的底面还嵌设有若干嵌入式磁粒，对应充电手机的手机套上嵌设有与嵌入式磁粒对齐的铁片。

5.根据权利要求3或4所述的一种利用太阳能风能互补供电的水陆两用智能移动终端，其特征在于：所述下浮体的下表面环周上还均匀嵌设有可吸附于室外铁架上的嵌入式磁铁。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的一种利用太阳能风能互补供电的水陆两用智能移动终端，其特征在于：所述笼式浮体包括水平设置的环形空心管，环形空心管上均匀设置有若干竖向设置的J型空心管，所述上浮体下表面设有与J型空心管上端连通走线的上走线孔，所述下浮体的顶部设有与J型空心管下端连通走线的下走线孔。

7.根据权利要求6所述的一种利用太阳能风能互补供电的水陆两用智能移动终端，其特征在于：所述J型空心管的外侧壁设有图像传感器和声音传感器，所述图像传感器和声音传感器设于J型空心管与环形空心管交汇处的上方。

8.根据权利要求6所述的一种利用太阳能风能互补供电的水陆两用智能移动终端，其特征在于：所述环形空心管的内侧壁均匀嵌设有若干弧形金属条，弧形金属条的上端插入上浮体对应的卡孔中、下端插入下浮体对应的卡孔中，各弧形金属条线径不一、共同组成多频率卫星天线阵列。

9.根据权利要求1或2或3或4所述的一种利用太阳能风能互补供电的水陆两用智能移动终端，其特征在于：所述微型风力发电机的转动叶片外端为半球面型。