[發明專利]一種利用多能互補供電深度可調的海洋觀測裝置及工作方法

有效

• 申請號: 201511025530.2
• 申請日: 2015-12-30
• 公開（公告）號: CN105460185A
• 公開（公告）日: 2016-04-06
• 發明（設計）人: 劉延俊;羅華清;張健;薛鋼;張偉;張募群;賈瑞;丁洪鵬;劉科顯;丁梁峰
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: B63C11/52
• 分類號: B63C11/52;F03B13/20;H02S10/10;F15B1/02
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 呂利敏

技術領域

本發明涉及一種利用多能互補供電深度可調的海洋觀測裝置及工作方法，屬于海洋觀測領域。

背景技術

海洋觀測越來越呈現出“多元化、立體化、實時化”的發展趨勢，地區和國家的海洋觀測對開發和利用海洋資源，掌握海洋戰略資源的主動性具有深刻的意義。而利用潮流能和太陽能相結合的多能互補裝置為海洋觀測的多樣化、立體化和實時化提供了可行性。專利號為CN103147903A的中國專利提出了一種無人駕駛自主導航海洋觀測平臺，通過置于海面下水輪機受波浪驅動海面浮動平臺所拉動的上下運動，使進入水輪機殼的水流受上、下部導流葉片導引作用于單向旋轉轉子，將其扶運動轉化為轉子的單向旋轉，轉子通過傳動機構將轉動動能傳遞至經過變速機構的發電機組轉載自，使海洋能轉換成電能。這種裝置整體穩定性不好，對于實驗儀器測量過程有較大的影響，并且無法觀測根據要求調整裝置的深度。只有一個轉換裝置，能源利用率也不高。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種利用多能互補供電深度可調的海洋觀測裝置。

本發明還提供上述裝置的工作方法。

本發明的技術方案如下：

一種利用多能互補供電深度可調的海洋觀測裝置，包括觀測主體，在所述觀測主體的下方設置有為所述觀測主體供電的海浪發電部；

所述海浪發電部包括延伸至觀測主體外部的驅動部，和設置在所述觀測主體內部的液壓蓄能發電裝置；

所述驅動部包括受海浪沖擊旋轉的旋轉軸和葉片，在所述旋轉軸的頂部設置有磁力面、與水平呈傾斜角度的環形軌道，所述磁力面和環形軌道呈磁力軸裝配；所述磁力面和環形軌道根據磁性聯軸器原理通過磁力作用實現同步旋轉；

所述液壓蓄能發電裝置包括多個液壓單元和儲能發電油路，每個液壓單元分別與每個所述旋轉軸對應設置；所述每個液壓單元包括液壓缸、活塞，液壓桿，所述液壓桿的驅動端分別滑動設置在所述環形軌道內部；

所述液壓單元包括2個并聯的雙向儲油回路，即，所述液壓桿在液壓缸內的上下運動都會不斷地向儲能發電油路注油。

根據本發明優選的，所述觀測主體包括觀測艙和發電平臺艙，在所述觀測艙內設置聲學多普勒流速剖面儀、溫鹽深儀和在線PH檢測儀；所述觀測艙和發電平臺艙之間通過支撐架相連，在所述觀測艙內的所有儀器通過導線管與所述發電平臺內艙的儲能發電油路相連。

根據本發明優選的，在所述發電平臺艙設置有第一密封板將其分隔為干燥工作區域和儲水室，所述儲水室位于所述發電平臺艙的上部；在所述干燥工作區域內設置有第二密封板將其分隔為上干燥工作區域和下干燥工作區域；所述環形軌道設置在所述上干燥工作區域內，所述磁力面設置在所述下干燥工作區域內。此處設計的優點在于，發電平臺艙頂部為儲水室，儲水室與干燥工作區通過密封板隔開，通過向儲水室內加載水、排水來控制所述裝置潛入海水的深度。

根據本發明優選的，所述下干燥工作區域被分隔為多個艙體，所述艙體的數量與所述旋轉軸的數量一致。

根據本發明優選的，所述上干燥工作區域被分隔為多個艙體，所述艙體的數量與所述磁力面的數量一致。此處設計的優點在于，保證上干燥工作區域和下干燥工作區域被獨立密閉，保證即便小艙體進水，裝置仍然可以持續發電。

根據本發明優選的，所述觀測艙內包括將觀測艙分割為上下兩層的分隔板，在所述分隔板上設置有聲學多普勒流速剖面儀、溫鹽深儀和在線PH檢測儀。

根據本發明優選的，所述儲能發電油路包括相互串聯的儲能器、溢流閥、調速閥和液壓馬達，所述液壓馬達驅動發電機發電。

根據本發明優選的，所述觀測艙外表面設置有太陽能電池板為所述聲學多普勒流速剖面儀、溫鹽深儀和在線PH檢測儀供電。

一種利用多能互補供電深度可調的海洋觀測裝置的工作方法，包括步驟如下：

1)將所述觀測裝置至于海水中，由于潮流能作用驅動所述葉片沿旋轉軸轉動；

2)所述磁力面受旋轉軸驅動旋轉，帶動所述環形軌道旋轉，進而驅動所述每個液壓單元中的液壓桿上下運動；

3)所述液壓桿在液壓缸內的上下運動都會不斷地向儲能發電油路注油，進而實現儲能發電，為所述觀測艙內的所有儀器供電；所述觀測裝置的太陽能電池板實時為所述觀測艙內的所有儀器供電。

根據本發明優選的，所述發電平臺艙為圓柱形。此處設計的優點在于，該裝置工作狀態不會受潮流方向影響，同時減少阻力。發電平臺采用磁性旋轉軸傳動，并在艙體內沖壓，提高裝置水密性。

本發明的優勢在于：