[發(fā)明專利]一種波浪能隨體自充電裝置

在審

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• 申請日: 2017-12-08
• 公開（公告）號: CN108110874A
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周宇英;楊杰;苗春暉;裴中才;蔡宗舉;楊森;張濱;孫科;唐志勇;景昊
• 申請（專利權(quán)）人: 中國船舶工業(yè)系統(tǒng)工程研究院
• 主分類號: H02J7/14
• 分類號: H02J7/14;F03B13/14
• 代理公司: 中國船舶專利中心 11026
• 代理人: 鐘心

本發(fā)明提供一種波浪能隨體自充電裝置，包括陀螺轉(zhuǎn)子房、陀螺轉(zhuǎn)子、電機、發(fā)電機、棘輪裝置，陀螺轉(zhuǎn)子房安裝在由上面板、豎直板和底板構(gòu)成的框架里，豎直板的兩端分別與上面板和底板固定，上面板上設(shè)置皮帶軸和棘輪裝置，皮帶軸和棘輪裝置上纏繞皮帶，棘輪裝置通過變速器連接發(fā)電機，變速器和發(fā)電機位于上面板下方，底板上安裝蓄電池，發(fā)電機連接蓄電池，電機和陀螺轉(zhuǎn)子安裝在陀螺轉(zhuǎn)子房里，電機的定子與陀螺轉(zhuǎn)子房相固定，電機的轉(zhuǎn)子安裝在陀螺轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸的外部并與其相固定，陀螺轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸與安裝在陀螺轉(zhuǎn)子房內(nèi)壁的軸承相配合，陀螺轉(zhuǎn)子房為真空結(jié)構(gòu)。本發(fā)明創(chuàng)新的提出了利用陀螺儀轉(zhuǎn)化波浪能，整體密閉在一個殼體內(nèi)，具有良好的抗海水腐蝕性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種發(fā)電裝置，尤其涉及一種利用波浪能發(fā)電的裝置。

背景技術(shù)

海洋無人裝備(如：浮標(biāo)、水面自航器、水下自航器等多種海洋無人裝備)，是便捷、高效的海洋平臺，在海洋資源勘探、海洋遠程監(jiān)測及深遠海通信等領(lǐng)域有著十分重要的戰(zhàn)略意義。隨著進一步開發(fā)海洋、建設(shè)海洋的國家發(fā)展戰(zhàn)略需要，海洋無人裝備應(yīng)用日益廣泛，但目前海洋無人裝備的電力來源主要是各自電池和太陽能，只能為海洋無人裝備提供短時間的電力供應(yīng)和較小的電氣載荷能力。能源供應(yīng)的局限性，嚴(yán)重制約了海洋無人裝備的綜合效能，對裝備的海上無人值守時間、續(xù)航半徑、航行速度、設(shè)備電氣搭載能力等都有較大的限制，降低了無人裝備的作業(yè)效率，并極大地提高了無人裝備遠海使用、維護費用。

海洋波浪能是一種儲量豐富、分布廣泛的可再生清潔能源，為解決海洋無人裝備能源供應(yīng)問題提供了一種可行途經(jīng)。利用海洋中隨處分布的波浪能，持續(xù)為海洋無人裝備提供電力補充，極大地提高海洋無人裝備的綜合效能。

目前海洋無人裝備電力來源主要是各自電池和太陽能。電池供電方式，局限于電池的儲量和體積、重量等因素的限制，只能提供有限能源的供給。太陽能供電方式，由于其較低的能源密度和在黑夜等低能見度條件下不能提供能源的局限，這種供電方式存在較大的限制。

目前正在研發(fā)和投入使用的波浪能發(fā)電設(shè)備普遍具有較大的體積，一般是通過活動部件與海水相互作用方式提取波浪能。這些裝置不具有良好的適裝性，不適于安裝在海洋無人裝備上，不能在可移動的無人裝備中進行能量轉(zhuǎn)換。而且，這類波浪發(fā)電裝置應(yīng)用范圍主要在具有長周期、高幅值的波浪能量較大的區(qū)域，其對波浪收集靈敏度不高。在短周期、小波高的波浪條件下，發(fā)電死區(qū)較大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種核心組件位于封閉殼體內(nèi)，不與海水接觸，可作為一個“獨立能源單元”搭載于應(yīng)用平臺的一種波浪能隨體自充電裝置。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：

一種波浪能隨體自充電裝置，其特征是：包括陀螺轉(zhuǎn)子房、陀螺轉(zhuǎn)子、電機、發(fā)電機、棘輪裝置，陀螺轉(zhuǎn)子房安裝在由上面板、豎直板和底板構(gòu)成的框架里，豎直板的兩端分別與上面板和底板固定，上面板上設(shè)置皮帶軸和棘輪裝置，皮帶軸和棘輪裝置上纏繞同一根皮帶，棘輪裝置通過變速器連接發(fā)電機，變速器和發(fā)電機位于上面板下方，底板上安裝蓄電池，發(fā)電機連接蓄電池，電機和陀螺轉(zhuǎn)子安裝在陀螺轉(zhuǎn)子房里，電機的定子與陀螺轉(zhuǎn)子房相固定，電機的轉(zhuǎn)子安裝在陀螺轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸的外部并與其相固定，陀螺轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸與安裝在陀螺轉(zhuǎn)子房內(nèi)壁的軸承相配合，陀螺轉(zhuǎn)子房為真空結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明還可以包括：

1、所述棘輪裝置包括主動件搖桿、棘輪、驅(qū)動棘爪、止動爪，棘輪位于主動件搖桿外部，驅(qū)動棘爪和止動爪均與棘輪相配合；當(dāng)主動件搖桿逆時針擺動時，驅(qū)動棘爪插入棘輪的齒槽中，推動棘輪轉(zhuǎn)動，止動爪在棘輪的齒背上滑動；當(dāng)主動件搖桿順時針擺動時，止動爪阻止棘輪沿順時針方向轉(zhuǎn)動，驅(qū)動棘爪在棘輪齒背上滑過，棘輪靜止不動。

2、陀螺轉(zhuǎn)子旁設(shè)置可實時測量角度的光電碼盤，通過光電碼盤作為反饋元件并通過微分獲得陀螺轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度；引入飛輪輸出力矩積分反饋，將陀螺轉(zhuǎn)子存在的摩擦力矩干擾包括在反饋環(huán)內(nèi)，從而抑制陀螺轉(zhuǎn)子和電機的內(nèi)部干擾。