[發明專利]波浪能和太陽能驅動海洋環境無人監測船

有效

• 申請號: 201110311887.2
• 申請日: 2011-10-15
• 公開（公告）號: CN102381464A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 金濤;蔡勇;付現橋;周艷;林巧力;陳磊
• 申請（專利權）人: 浙江大學舟山海洋研究中心
• 主分類號: B63H19/02
• 分類號: B63H19/02;B63H19/00;B63H21/17;B60L8/00;B63B35/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

1.波浪能和太陽能驅動海洋環境無人監測船，包括船體和無人控制系統，其特征在于：

船體采用剛性充氣艇艇型，其中剛性艇芯采用槽道滑行艇形式；

無人控制系統由地面遙控系統和船載系統構成，地面遙控系統和船載系統通過無線數據鏈路耦合為無人監測船的整體系統；

所述的地面遙控系統由一臺遙控計算機、無線網橋及相應的上層應用軟件組成，負責地面遙控指令及數據接收分析顯示，遙控計算機的串口接無線網橋；

所述的船載系統主要包括航行控制子系統、通信子系統、航行信息傳感收集子系統、波浪能與太陽能發電供電子系統和數據采集子系統；

所述的航行控制子系統由導航控制計算機、驅動控制模塊、直流電機、螺旋槳、舵機步進電機、方向舵和警報器組成；導航控制計算機為嵌入式微機，驅動控制模塊是以DSP芯片為核心，完成舵機步進電機和直流電機的驅動控制；方向舵的方位角旋轉機構由舵機步進電機驅動，螺旋槳由直流電機驅動；

所述的通信子系統通過無線網橋，實現遠程數據通訊天線與地面無線網橋間信息的傳遞；

所述的航行信息傳感收集子系統包括數字羅盤、GPS天線、雷達天線、激光紅外探測裝置和視頻探測器；數字羅盤提供當前航向信息，實現無人監測船航向控制；GPS天線主要完成無人監測船的定位功能，使無人監測船具有一定的自我導航能力；雷達天線、激光紅外探測裝置和視頻探測器用于提供無人監測船的周圍環境信息，從而使無人監測船具有一定的智能自動避碰功能；

所述的波浪能與太陽能發電供電子系統包括船載波浪能發電裝置、太陽能電板、蓄能調控系統；船載波浪能發電裝置包括浮體、液壓傳動系統、發電機、固定基座；液壓傳動系統的輸入端為液壓缸，液壓缸的活塞桿與浮體聯接，液壓缸體與固定基座聯接，固定基座安裝在無人監測船底的中部；當無人監測船航行時，導航控制計算機通過驅動控制模塊自動打開密封艙門，將船載波浪能發電裝置自動收回，并關閉密封艙門，停止波浪能發電裝置工作；當無人監測船停泊時，導航控制計算機通過驅動控制模塊自動打開密封艙門，釋放船載波浪能發電裝置，船載波浪能發電裝置開始工作；波浪運動使活塞桿與無人監測船體都運動，但由于船體較重，導致活塞桿與船體發生相對運動，使油液腔的壓強不斷的變化，最終形成能量的轉換；整個能量轉換過程中，液壓油的循環路線是油液腔、出油單向閥、高壓蓄能器、液壓馬達、中壓蓄能器、回油單向閥、油液腔，中壓蓄能器起穩壓的作用；在液壓系統執行端，液壓馬達將液壓能轉換為機械能，液壓馬達與發電機連軸，發電機又將機械能轉換為電能，電能存儲與利用通過蓄能調控系統控制；同時無人監測船甲板上鋪設有太陽能電池板，產生的電能也通過蓄能調控系統控制；

所述的數據采集子系統包括數據采集模塊和海洋環境監測傳感器；數據采集模塊包括可編程放大器、A／D變換器、CAN總線接口；海洋環境監測傳感器由溫濕度傳感器、營養鹽傳感器、重金屬傳感器、有機污染物傳感器、化學耗氧量傳感器、致病菌傳感器、石油污染物傳感器、有機磷農藥傳感器集成。