[發明專利]一種為聲納浮標供電的波浪能量采集裝置

在審

• 申請號: 201810623311.1
• 申請日: 2018-06-15
• 公開（公告）號: CN108847737A
• 公開（公告）日: 2018-11-20
• 發明（設計）人: 桑永杰;藍宇;吳彤;丁玥文
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: H02K3/28
• 分類號: H02K3/28;H02K3/38;H02K1/17;H02K35/04;F03B13/18
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本發明提供的是一種為聲納浮標供電的波浪能量采集裝置。包括由線圈骨架和線圈構成的動子，由外殼、底座、外軟鐵、內軟鐵和永磁體組成的定子，還包括螺旋彈簧及電纜接頭，線圈骨架呈倒置的筒狀，內軟鐵包括上下兩半部分、上半部分為圓環形、下半部分為帶有環形凸臺的圓環，外軟鐵為上下兩個圓環，永磁體為圓環，永磁體夾在外軟鐵的上下兩個圓環之間，線圈骨架的筒壁位于永磁體和外軟鐵與內軟鐵之間的間隙中，外殼套在永磁體和外軟鐵外且下部與底座固定，螺旋彈簧連接于線圈骨架與外殼之間，電纜接頭安裝于外殼上，導線通過電纜接頭引出。本發明用于為長期值守的微功耗電子設備如聲納浮標、無線電信標、飛機船舶的黑匣子等進行不間斷供電。

技術領域

本發明涉及的是一種波浪能采集裝置，具體地說是一種利用慣性質量使裝置的可動部件與固定部件產生相對運動切割磁路中的磁力線從而將波浪能轉化為電能的能量采集裝置。

背景技術

目前，國內外的聲納浮標使用壽命受限于攜帶的電池體積，一般工作時間不超過8小時。發展聲納浮標的自供電技術——即利用海洋的波浪能轉化為電能為浮標中的微功耗電子器件供電，成為了目前聲納浮標領域的研究熱點。

波浪能具有取之不盡用之不竭的特點，非常適合為聲納浮標這種部分組件漂浮在海面的裝置供給能量。該技術的核心原理是利用電磁轉換結構或一些具有能量轉換功能的功能材料(如壓電陶瓷)將波浪能(本質上屬于動能)轉化為電能并儲存起來，實現源源不斷的為聲納浮標供電，將浮標的使用壽命從目前的數小時延長至數月甚至數年。

目前對于波浪能的利用，主要是基于永磁直線電機建立海上發電廠。這種永磁電機分為動子和定子兩部分：動子和海面上的浮體連接在一起，帶動插入定子中的永磁體做往復切割磁力線運動，從而將波浪的動能轉化為電能。這種裝置的定子部分需通過錨系的方式穩定在海面以下波浪幅度較小的深度(通常為數米至十幾米深)，這樣無法滿足聲納浮標中要求的供電裝置體積小、結構簡單的要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能夠延長聲納浮標的使用壽命，達到長時間觀測和數據采集目的的為聲納浮標供電的波浪能量采集裝置。

本發明的聲納浮標供電的波浪能量采集裝置包括由線圈骨架和纏繞在線圈骨架上的線圈構成的動子，由外殼、底座、外軟鐵、內軟鐵和永磁體組成的定子，還包括螺旋彈簧及電纜接頭，

所述線圈骨架呈倒置的筒狀，線圈纏繞在筒壁外側的凹槽中，

所述內軟鐵包括上下兩半部分、上半部分為圓環形、下半部分為帶有環形凸臺的圓環，所述外軟鐵為上下兩個圓環，永磁體為圓環，永磁體夾在外軟鐵的上下兩個圓環之間，永磁體和外軟鐵套在內軟鐵外且與內軟鐵之間有間隙，外軟鐵和內軟鐵坐在底座上，

線圈骨架的筒壁位于永磁體和外軟鐵與內軟鐵之間的間隙中，外殼套在永磁體和外軟鐵外且下部與底座固定，

螺旋彈簧連接于線圈骨架與外殼之間，電纜接頭安裝于外殼上，線圈的導線通過電纜接頭引出。

本發明還可以包括：

1.線圈骨架的中間帶有導桿，內軟鐵下半部分的環形凸臺的內壁設置與導桿配合的直線軸承。

2.包括兩組線圈，兩組線圈分別纏繞在線圈骨架的上端和下端，兩個線圈的繞向相反，電路上串聯連接。

3.線圈骨架上頂設置通氣孔。

4.線圈骨架上頂設有突出的第一螺栓，第一螺栓的上端設有圓柱突起，外殼頂部有與第一螺栓對應的第二螺栓，螺旋彈簧連接于第一螺栓與第二螺栓之間。

本發明的特點主要體現在：

1.包括一個由永磁體和軟鐵組成的固定磁路，固定磁路與外殼、底座連接，同直線軸承一起組成定子；還包括由線圈骨架、線圈組成的動子。螺旋彈簧一端連接在外殼上，另一端掛載于線圈骨架的一端。