[發明專利]一種采用燃料電池結合風能的無人監測艇

在審

• 申請號: 202110962954.0
• 申請日: 2021-08-20
• 公開（公告）號: CN113602433A
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 鄭水華;付月瑤;夏召順;柴敏;徐逸倫
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: B63B35/00
• 分類號: B63B35/00;B63H21/17;B63H21/00;B63H13/00;H02J9/06
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 周紅芳;朱盈盈

1.一種采用燃料電池結合風能的無人監測艇，其特征在于，包括包括船體、驅動裝置、動力裝置、能源配置裝置、監測控制裝置、PC端裝置；所述驅動裝置設置在船體上；所述動力裝置與驅動裝置連接，為驅動裝置提供動力來源；所述監測控制裝置用于對水質信息獲取同時進行水采樣；所述能源配置裝置是將動力裝置、驅動裝置及監測控制裝置三者之間進行能源配置；所述PC端裝置分別與監測控制裝置及能源配置裝置相連接，實現對監測控制裝置及能源配置裝置的控制。

2.根據權利要求1所述的一種采用燃料電池結合風能的無人監測艇，其特征在于，所述船體采用雙體船，且雙體船的每個船體上均配備驅動裝置。

3.根據權利要求1所述的一種采用燃料電池結合風能的無人監測艇，其特征在于，所述驅動裝置包括電機、螺旋槳及驅動板，所述螺旋槳與電機傳動連接，所述驅動板與電機電信號連接。

4.根據權利要求1所述的一種采用燃料電池結合風能的無人監測艇，其特征在于，所述動力裝置包括主動力裝置及輔助動力裝置，所述主動力裝置采用燃料電池，并配備金屬儲氫瓶，且金屬儲氫瓶內的液氫為燃料電池提供燃料；所述輔助動力裝置采用雙旋筒風帆、發電機及蓄電池，所述雙旋筒風帆并排設置在船體甲板上。

5.根據權利要求1所述的一種采用燃料電池結合風能的無人監測艇，其特征在于，所述監測控制裝置包括控制器、信息處理器、傳感器及水泵，所述控制器分別與輔助動力裝置、PC端裝置、信息處理器及水泵相連，從輔助動力裝置中獲取動力來源；從PC端獲取PC端的命令，及反饋信息給PC端；從信息處理器獲取處理后的信息，同時控制水泵進行水的樣本采樣。

6.根據權利要求1所述的一種采用燃料電池結合風能的無人監測艇，其特征在于，所述PC端裝置包括WiFi傳輸器及PC端，PC端通過WiFi與監測控制裝置及能源配置裝置信號連接。

7.根據權利要求1所述的一種采用燃料電池結合風能的無人監測艇，其特征在于，所述能源配置采用動力控制器，在輔助動力裝置、驅動裝置及PC端裝置之間實現雙電源的無縫切換。

8.根據權利要求1所述的一種采用燃料電池結合風能的無人監測艇，其特征在于，所述動力裝置與驅動板裝置之間采用鋰電池作為過渡載體，并采用電壓傳感器檢測雙鋰電池的狀態，當低于某個值時，燃料電池為鋰電池充電，當高于某個值時，充電過程結束。

9.根據權利要求5所述的一種采用燃料電池結合風能的無人監測艇，其特征在于，所述傳感器包括濁度傳感器、溫度傳感器及GPS，所述濁度傳感器、溫度傳感器及GPS分別與信息處理器電信號連接。

10.根據權利要求1-9任一所述的一種采用燃料電池結合風能的無人監測艇的工作過程如下：

1)PC端發命令，通過WiFi控制動力控制器和控制器；

首先，動力控制器得到指令，來控制驅動板的啟動和關閉，其動力控制器所需的動力來源于輔助動力裝置；PC端對控制器傳輸命令信息，同時也接收所反饋的信息；

2)無人艇的驅動；

驅動板在接到動力控制器的命令以后，對電機實行控制，啟動或關閉電機，電機直接連接著螺旋槳，帶動螺旋槳做功，然后螺旋槳使得無無人艇實現航行；

其中，驅動裝置所需要的動力，主動力裝置提供，主動力的儲氫瓶里面的液氫為燃料電池提供燃料，然后燃料電池經由電壓傳感器判斷鋰電池是否需要充電以后，為鋰電池充電，然后再實現鋰電池對驅動裝置的直接供電；

3)當前湖泊水域的信息監測；

首先，監測控制裝置的控制器首先在輔助動力裝置的供電和PC端的命令下，對信息處理器傳達命令，信息處理器然后通過濁度、溫度和GPS傳感器對當前位置的水域實現濁度提取，溫度提取以及地理坐標的提取，并反饋給信息處理器，然后信息處理器在傳輸到控制器中，最后控制器再反饋到PC端。