CN208024502U - 一种能够利用风能和水能的浮标 - Google Patents

Abstract

本实用新型具体涉及一种能够利用风能和水能的浮标，包括浮标主体、控制系统、传感设备、风帆结构以及水帆结构，控制系统、传感设备、风帆结构以及水帆结构均安装在浮标主体上，控制系统分别与传感设备、风帆结构和水帆结构连接，风帆结构用于收放风帆，水帆结构用于收放水帆；控制系统通过传感设备获得风速、风向、水速和水流方向后，向风帆结构、水帆结构分别发出控制信号。

Description

一种能够利用风能和水能的浮标

技术领域

本实用新型涉及海洋观测领域，具体涉及一种能够利用风能和水能的浮标。

背景技术

现有海洋观测浮标的技术方案基本为定点观测，少有能够自主移动的浮标，即便有，浮标内部能装载的能源也很难保证自身能够在复杂的海洋环境中移动的续航时间。

海洋中有丰富的水能和风能资源有待开发，但是如何能够利用这些资源，使得浮标不再局限于定点观测，是研发人员期待解决的技术问题。

实用新型内容

为了克服现有技术的缺陷，本实用新型提供了一种能够利用风能和水能进行移动的浮标，扩大了观测范围，灵活性好。

针对上述技术问题，本实用新型是这样加以解决的：一种能够利用风能和水能的浮标，包括浮标主体、控制系统、传感设备、风帆结构以及水帆结构，控制系统、传感设备、风帆结构以及水帆结构均安装在浮标主体上，控制系统分别与传感设备、风帆结构和水帆结构连接，风帆结构用于收放风帆，水帆结构用于收放水帆；控制系统通过传感设备获得风速、风向、水速和水流方向后，向风帆结构、水帆结构分别发出控制信号。

本新型通过传感设备获得风速、风向、水速和水流方向，然后再反馈到控制系统，控制系统通过控制风帆结构和水帆结构，使得浮标能够按照预定路线而移动，或者在风向和水流方向相反的时候，防止浮标在预定地点大幅度移动，而且在风向和水流方向都不利的情况下，也可以控制风帆结构和水帆结构中的风帆和水帆收起，减少风和水流对浮标的影响。

进一步地，所述风帆结构包括风帆架、风帆、第一电机、第一绕线器；所述风帆架贯穿于浮标主体上方，风帆、第一电机和第一绕线器均安装在风帆架上，第一电机分别与控制系统和第一绕线器连接，第一绕线器通过线路连接风帆。通过第一绕线器使得风帆在风帆架上可以上下移动，实现风帆的收放功能。

进一步地，所述风帆架包括贯穿于浮标主体上方的框架、安装在框架内的第一升降架；所述风帆安装在第一升降架中，沿第一升降架上下移动；所述第一电机和第一绕线器安装在第一升降架上方。

进一步地，所述第一升降架包括安装在框架两侧的两根导杆以及安装在框架上的顶梁，顶梁位于两根导杆的上方，两根导杆设有导槽，风帆的两侧安装在导槽中；第一电机和第一绕线器安装在顶梁上。导槽的设置能确保风帆沿着导槽收起或升起，稳定性好。

进一步地，所述水帆结构包括第二电机、第二升降架、水帆，所述浮标主体底部设有第一开口；所述水帆安装在第二升降架上；所述第二电机与控制系统连接；所述第二升降架设在浮标主体底部的第一开口处，还与第二电机通过齿轮啮合连接。通过轮齿间的转动，使第二升降架上升或下降，令水帆放下或收起。

进一步地，所述传感设备包括与控制系统连接的风速风向仪以及水速水向仪。

进一步地，还包括电力装置，电力装置包括相互连接的电池、太阳能板，太阳能板设在浮标主体上方，电池与控制系统连接。海上太阳能资源丰富，无高空物体遮挡阳光，因此设置太阳能板能够充分利用太阳能资源，提高浮标续航能力。

进一步地，所述电力装置还包括相互连接的油箱和发电机，所述发电机和电池连接。油箱结合发电机，能够提供更高的续航能力和更快的移动速度，增大浮标的活动范围。

相比于现有技术，本新型的有益效果在于：通过传感设备获得风速、风向、水速和水流方向，然后再反馈到控制系统，控制系统通过控制风帆结构和水帆结构，使得浮标能够按照预定路线而移动，或者在风向和水流方向相反的时候，防止浮标在预定地点大幅度移动，而且在风向和水流方向都不利的情况下，也可以控制风帆结构和水帆结构中的风帆和水帆收起，减少风或水流对浮标的影响。

附图说明

图1是本实用新型的截面图。

图2是图1中向右的B-B的剖视图。

图3是图1中向右的C-C的剖视图。

图4是图1中向下的A-A的剖视图。

图5是实施方式中在风帆收起状态下的立体图。

图6是实施方式中在风帆升起状态下的立体图。

图7是实施方式中在水帆和传感器下放状态下的立体图。

具体实施方式

下面根据具体实施例和附图对本发明进行详细地说明。

如图1至图7所示的一种能够利用风能和水能的浮标，包括浮标主体0、控制系统11、传感器升降装置、电力装置、动力装置、传感设备、风帆结构以及水帆结构，浮标主体0形状为船型。

电力装置，包括：油箱2；发电机4，与油箱2连接；电池3，分别与发电机2和控制系统11连接；太阳能板1，与电池3连接，安装在浮标主体0的上方。

风帆结构，包括：

风帆架，包括贯穿于浮标主体0上方的框架12、安装在框架12内的第一升降架和安装在框架12上方的顶架16，第一升降架包括安装在框架12两侧的两根导杆13以及安装在框架12上的顶梁15，顶梁15位于两根导杆13的上方，两根导杆13设有导槽（图中未示出）；

风帆20，其两侧安装在两根导杆13的导槽中；

第一电机14，与控制系统11连接，安装在顶梁15上；

第一绕线器21，与第一电机14连接，安装在顶梁15上。

水帆结构，包括：

第二电机23，与控制系统11连接；

第二升降架5，与第二电机23通过齿轮啮合连接，安装在浮标主体0底部设有的第一开口25处；

水帆19，安装在第二升降架5底部，具体为两块方形金属片。

动力装置，包括：螺旋桨8，与控制系统11连接，安装在浮标主体0后面；方向舵9，安装在浮标主体0后面，位于螺旋桨8后方；第三电机10，分别与方向舵9和控制系统11连接。

升降装置，包括：

变速器24，与控制系统11连接；

传感器22，与控制系统11连接，位于浮标主体0底部设有的第二开口26处，具体为温盐深传感器；

第二绕线器7，与变速器24连接，还通过线路与传感器22连接。

传感设备，包括：

风速风向仪18，安装在顶架16上；

水速水向仪6，安装在浮标主体0底部，具体为ADCP，即声学多普勒流速剖面仪。

本实施例还包括与控制系统11连接的通信天线17。

本实施例的工作原理为：控制系统11通过通信天线17将风速风向仪18、ADCP测得的风速、风向、水速、水向数据发送到远程控制端，当远程控制端需要浮标进行移动作业时，则通过通信天线17向控制系统11发送控制信号，控制系统11通过第三电机10控制方向舵9，并结合对螺旋桨8的控制，使得浮标向既定方向前行。

如果控制系统11获取得到的风向数据与所要行驶的方向大致相同，则通过第一电机14转动第一绕线器21，使风帆20升起；如果控制系统11获取得到的水向数据与所要行驶的方向大致相同，则通过第二电机23转动第二升降架5，放下水帆19。在风向和水向都适宜的情况下，如果控制系统11获取得到的风速和水速的合速度越快，螺旋桨8的转动也越慢，节省能耗，提高续航能力。

浮标到达预定地点后，如果水向和风向大致相反，但是水速较强，控制系统11使风帆20升起并收起水帆19，相反，若风速较强，则控制系统11放下水帆19并收起风帆20，使得浮标能较好地停留在预定地点，稳定性好。

控制系统11通过通信天线17接收探测深度的数据，并控制变速器24使第二绕线器7转动，使温盐深传感器下放到与探测深度对应处。

Claims (8)

1.一种能够利用风能和水能的浮标，其特征在于，包括浮标主体、控制系统、传感设备、风帆结构以及水帆结构，控制系统、传感设备、风帆结构以及水帆结构均安装在浮标主体上，控制系统分别与传感设备、风帆结构和水帆结构连接，风帆结构用于收放风帆，水帆结构用于收放水帆；控制系统通过传感设备获得风速、风向、水速和水流方向后，向风帆结构、水帆结构分别发出控制信号。

2.根据权利要求1所述的一种能够利用风能和水能的浮标，其特征在于，所述风帆结构包括风帆架、风帆、第一电机、第一绕线器；所述风帆架贯穿于浮标主体上方，风帆、第一电机和第一绕线器均安装在风帆架上，第一电机分别与控制系统和第一绕线器连接，第一绕线器通过线路连接风帆。

3.根据权利要求2所述的一种能够利用风能和水能的浮标，其特征在于，所述风帆架包括贯穿于浮标主体上方的框架、安装在框架内的第一升降架；所述风帆安装在第一升降架中，沿第一升降架上下移动；所述第一电机和第一绕线器安装在第一升降架上方。

4.根据权利要求3所述的一种能够利用风能和水能的浮标，其特征在于，所述第一升降架包括安装在框架两侧的两根导杆以及安装在框架上的顶梁，顶梁位于两根导杆的上方，两根导杆设有导槽，风帆的两侧安装在导槽中；第一电机和第一绕线器安装在顶梁上。

5.根据权利要求1所述的一种能够利用风能和水能的浮标，其特征在于，所述水帆结构包括第二电机、第二升降架、水帆，所述浮标主体底部设有第一开口；所述水帆安装在第二升降架上；所述第二电机与控制系统连接；所述第二升降架设在浮标主体底部的第一开口处，还与第二电机通过齿轮啮合连接。

6.根据权利要求1所述的一种能够利用风能和水能的浮标，其特征在于，所述传感设备包括与控制系统连接的风速风向仪以及水速水向仪。

7.根据权利要求1所述的一种能够利用风能和水能的浮标，其特征在于，还包括电力装置，电力装置包括相互连接的电池、太阳能板，太阳能板设在浮标主体上方，电池与控制系统连接。

8.根据权利要求7所述的一种能够利用风能和水能的浮标，其特征在于，所述电力装置还包括相互连接的油箱和发电机，所述发电机和电池连接。