[發(fā)明專利]一種海洋監(jiān)測節(jié)點能量收集裝置及其工作方法

在審

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• 申請日: 2022-11-11
• 公開（公告）號: CN115714505A
• 公開（公告）日: 2023-02-24
• 發(fā)明（設計）人: 王后連;蔣福建;侯宇軒;溫俊妥;郭天一;張怡薇;劉志強
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: H02K7/18
• 分類號: H02K7/18;H02S10/12;F03B13/18
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 袁姝

本發(fā)明公開了一種海洋監(jiān)測節(jié)點能量收集裝置及其工作方法，裝置包括太陽能收集單元、波浪能收集單元、能量存儲單元、傳感器單元、收發(fā)器單元以及固定單元。波浪能收集單元由仿傘狀機構、棘輪機構、小型離合機構、棘輪棘爪往復機構和懸掛發(fā)電機構組成。其中的仿傘狀機構會隨著海浪的起伏而運動。能量存儲單元與波浪能收集單元、太陽能收集單元、傳感器單元和收發(fā)器單元連接，實現(xiàn)能量的存儲的同時也能為傳感器單元、收發(fā)器單元供電。傳感器單元能實現(xiàn)面向海洋的溫度、鹽度等參數(shù)的監(jiān)測，收發(fā)器單元實現(xiàn)各能量收集節(jié)點之間的無線通信。固定單元與懸掛式發(fā)電機底部連接，固定整體機器位置。本發(fā)明實現(xiàn)了對波浪能和太陽能的高效收集、轉化和存儲。

技術領域

本發(fā)明涉及一種能量收集裝置，尤其是涉及一種海洋監(jiān)測節(jié)點能量收集裝置及其工作方法。

背景技術

我國是海洋大國，具有豐富的海洋生物資源。然而，由于我國海洋經濟長期粗放式發(fā)展，導致海洋生態(tài)環(huán)境壓力較大，環(huán)境破壞問題突出。因此，加強近海環(huán)境保護，維系海洋健康平衡，已經刻不容緩。

目前，海洋環(huán)境監(jiān)測是研判近海環(huán)境狀態(tài)、保護近海環(huán)境的重要手段。海洋無線監(jiān)測網絡由多個海洋監(jiān)測節(jié)點組成，具有自組織、低功耗的特點，該技術作為一種新興的監(jiān)測手段，可以實時遠程監(jiān)測，已經應用于近海環(huán)境立體監(jiān)測領域。然而，海洋無線監(jiān)測網絡能量受限導致網絡壽命縮減，嚴重制約其在近海環(huán)境監(jiān)測方面的應用和發(fā)展。如何延長海洋監(jiān)測節(jié)點的監(jiān)測壽命，增加海洋監(jiān)測節(jié)點的續(xù)航時間，以及擴大其監(jiān)測覆蓋面，是亟待解決的問題。

發(fā)明內容

發(fā)明目的：針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種海洋監(jiān)測節(jié)點能量收集裝置，實現(xiàn)波浪能和太陽能的高效收集，轉化為電能存儲并為傳感器供能。并提供了其工作方法。

技術方案：一種海洋監(jiān)測節(jié)點能量收集裝置，包括太陽能收集單元、波浪能收集單元、能量存儲單元、傳感器單元、收發(fā)器單元和固定單元，波浪能收集單元包括仿傘狀機構、傳動發(fā)電機構、懸掛發(fā)電機構，太陽能收集單元、收發(fā)器單元分別安裝于仿傘狀機構的頂部，懸掛發(fā)電機構安裝于仿傘狀機構的底部，傳感器單元安裝于懸掛發(fā)電機構上，懸掛發(fā)電機構的下方安裝有固定單元，固定單元用于固定裝置位置，仿傘狀機構分為傘架和傘翼，傘翼為多個呈周向間隔設置的具有內腔的柱體，其內部分別安裝有一個傳動發(fā)電機構，每個傳動發(fā)電機構分別與仿傘狀機構的傘架連接，太陽能收集單元、傳動發(fā)電機構、懸掛發(fā)電機構、傳感器單元、收發(fā)器單元分別與能量存儲單元信號連接，傳感器單元與收發(fā)器單元信號連接。

進一步的，傳動發(fā)電機構包括棘輪機構、小型離合機構、棘輪棘爪往復機構、棘輪組件機構；棘輪機構包括棘輪一、加速齒輪、圓錐齒輪、棘輪主軸、加速齒輪軸、主軸發(fā)電機、鍵、軸承三、軸承一；

加速齒輪軸兩端分別通過一個軸承一與柱體內壁連接，圓錐齒輪成對設置并垂直嚙合，其中一個安裝于加速齒輪軸上，另一個與主軸發(fā)電機連接，主軸發(fā)電機與能量存儲單元信號連接，棘輪主軸平行間隔設置于加速齒輪軸下方，加速齒輪為一對水平嚙合的大小齒輪，其中大齒輪安裝于棘輪主軸上，小齒輪安裝于加速齒輪軸上，棘輪一通過鍵安裝于棘輪主軸上，棘輪主軸一端通過軸承三與柱體內壁連接，棘輪棘爪往復機構的一端與棘輪主軸的外周面垂直連接，另一端與仿傘狀機構的傘架連接，棘輪主軸的另一端與棘輪組件機構連接，棘輪組件機構與柱體內壁連接，小型離合機構水平間隔設置于棘輪主軸下方并與柱體內壁連接，棘輪一、棘輪組件機構分別與小型離合機構連接，棘輪棘爪往復機構與棘輪組件機構連接。

進一步的，小型離合機構包括離合齒輪、離合齒輪軸、離合棘爪、軸承二；離合齒輪軸水平間隔設置于棘輪主軸下方，其兩端分別通過一個軸承二與柱體內壁連接，離合齒輪、離合棘爪間隔安裝于離合齒輪軸的外周面上，離合齒輪與棘輪組件機構連接，離合棘爪與棘輪一配合。