[發明專利]利用波浪能發電的波浪滑翔機構

在審

• 申請號: 202011254149.4
• 申請日: 2020-11-11
• 公開（公告）號: CN112373663A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 陳衛星;張永礦;周宇;高峰
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: B63H21/17
• 分類號: B63H21/17;B63H19/04;B63H1/22;B63B35/00;F03B13/20
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本發明提供了一種利用波浪能發電的波浪滑翔機構，包括水面浮體、纜繩以及水下滑翔器，所述水面浮體上設置有電池、中間傳動體、絞盤機構、太陽能光伏板以及發電組件，所述水下滑翔器與纜繩的一端連接，所述纜繩的另一端纏繞在所述絞盤機構上；在波浪的驅使下，水下滑翔器通過纜繩使絞盤機構上所具有的絞盤轉動進而都能夠通過中間傳動體驅使發電組件發電，發電組件、太陽能光伏板分別與電池連接，本發明將波浪能發電裝置應用到波浪滑翔器上，且中間傳動體采用換向器實現了纜繩驅使和渦卷盤簧驅使下的雙向運動發電，實現波浪、光伏混合發電，有效避免了在遇到持續陰天時電子器件失去供電能力的風險，提高了能源供應穩定性。

技術領域

本發明涉及船舶與海洋工程領域，具體地，涉及一種利用波浪能發電的波浪滑翔機構。

背景技術

波浪滑翔器是一種以波浪動力前進，利用太陽能為儀器通訊、控制、定位、導航、傳感器數據采集等供應能量的新型海洋移動觀測平臺。波浪滑翔器是近十年來涌現出來的一種新型海洋無人航行器，能夠將海洋中無窮無盡的波浪能轉化為自身前進的推力而無須提供額外的助力，為部署海洋儀器提供了一種全新的解決方法。憑借其續航力和自主生存能力，波浪滑翔器技術日益成為了國內外研究熱點，相關產品已在海洋科學、海洋工程甚至軍事領域得到了廣泛應用。

現有的波浪滑翔器是一種將波浪能直接轉化為前進推力，利用光伏發電給傳感通訊電子設備供電，幾乎可以實現無限續航的海洋自主航行器，其中利用波浪動力的技術已有廣泛的應用，如專利文獻CN101622173A公開的漂浮物，適合于用作浮標或用作波浪動力載體的一個部件，再如專利文獻CN101405179A公開了一種波浪能水面航行器,其包括水面浮子、水下游動物和繩索,該繩索連接浮子和游動物,以便游動物因波浪運動而上下移動，又如專利文獻CN102126546B、CN104590496A也都對波浪能進行了利用。

專利文獻CN110395376A提出在水面浮體和水下滑翔器上分別加入主動推進器以提高機動性能，專利文獻CN111498064A提出在波浪滑翔機后面加入水聲拖體，以增強探測能力，這些都對波浪滑翔機自身電力供應提出了更高的要求。但受限于船體尺寸，光伏發電量相對有限，難以持續為推進器提供電能。并且在持續惡劣天氣下工作時，太陽輻射受到大氣烏云遮擋，通訊電子設備亦存在失去供電能力的風險。專利文獻CN110344996A提出在波浪滑翔器的浮體下方增加波浪發電裝置，但波浪發電系統置于船體外側，抵抗風浪能力相對有限，且對浮體流線型有較大破壞，不利于降低浮體阻力。

綜上，現有的波浪滑翔器隨著應用的擴展，對供電能力提出了更高的要求，現有的設計存在供電能力不足、結構不合理、抵抗惡劣天氣能力差等缺陷，需要設計一種新型的發電裝置已解決現有技術的不足。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種利用波浪能發電的波浪滑翔機構。

根據本發明提供的一種利用波浪能發電的波浪滑翔機構，包括水面浮體、纜繩以及水下滑翔器；

所述水面浮體上設置有電池、中間傳動體、絞盤機構、太陽能光伏板以及發電組件，所述水下滑翔器與纜繩的一端連接，所述纜繩的另一端纏繞在所述絞盤機構上；

在波浪的驅使下，所述水下滑翔器通過纜繩使所述絞盤機構上所具有的絞盤轉動進而能夠通過所述中間傳動體驅使所述發電組件發電；

所述發電組件、太陽能光伏板分別與電池連接。

優選地，所述絞盤采用圓柱絞盤、偏心絞盤、多邊形絞盤、輻條絞盤中的任一種。

優選地，所述絞盤內部設置有渦卷盤簧，當所述纜繩張緊拉力大于水下滑翔器濕重時，纜繩拉動所述絞盤轉動，所述渦卷盤簧彈性蓄能，當所述纜繩張緊拉力小于水下滑翔器的濕重時，渦卷盤簧彈性釋放，進而驅使所述絞盤反向轉動。

優選地，所述水下滑翔器安裝有螺旋槳；