[發(fā)明專利]一種水翼攻角自適應(yīng)的波浪能航行器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310174000.2
• 申請日: 2023-02-28
• 公開（公告）號: CN116477037A
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許國冬;劉海;李明爵;徐文華
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: B63H1/36
• 分類號: B63H1/36;B63H19/02;F03B13/20
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 李秋武

本發(fā)明涉及一種水翼攻角自適應(yīng)的波浪能航行器，其前水翼的前端和船體底部通過第一連接件鉸接，前水翼的后端和第一傳動部件的一端鉸接；第一傳動部件通過第一支撐部件鉸接在船體上，第一傳動部件的另一端向船體的船頭外部延伸并和前浮力球連接；后水翼的前端和船體底部通過第二連接件鉸接，后水翼的后端和第二傳動部件的一端鉸接；第二傳動部件通過第二支撐部件鉸接在船體上，第二傳動部件的另一端向船體的船尾外部延伸并和后浮力球連接。本發(fā)明利用波浪的起伏引起相應(yīng)浮力球的垂向運動，進(jìn)而通過相應(yīng)傳動部件傳給相應(yīng)的水翼，實現(xiàn)水翼攻角的控制，高效率利用波浪能航行，屬于船舶設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及船舶設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水翼攻角自適應(yīng)的波浪能航行器。

背景技術(shù)

水面航行器在海洋調(diào)查、海洋立體觀測網(wǎng)組網(wǎng)、通信中繼等方面有重要的應(yīng)用價值。由于航行器排水量小，能源供給制約其航程與航時。海面的風(fēng)、浪、流等環(huán)境蘊(yùn)含大量的能量，如果利用波浪能驅(qū)動水面航行器，將極大的擴(kuò)大航行器的機(jī)動范圍與機(jī)動時間。傳統(tǒng)的船體由臍帶纜拖帶水翼的方式波浪能利用率不高，航速慢。

如現(xiàn)有專利CN110040230A，名稱為：一種將波浪能轉(zhuǎn)換成低頻縱搖運動實現(xiàn)推進(jìn)的海洋運載器，其包括波能吸收裝置、波能儲備裝置、波能轉(zhuǎn)換水翼以及設(shè)備艙，波能吸收裝置和波能儲備裝置均設(shè)置于設(shè)備艙的上方并分別與設(shè)備艙的艙艏和艙艉固定連接，波能轉(zhuǎn)換水翼設(shè)置于設(shè)備艙的下方并與設(shè)備艙的艙艉固定連接，波能吸收裝置用于吸收波浪能，波能儲備裝置用于儲備波能吸收裝置吸收的波浪能，波能轉(zhuǎn)換水翼用于將波能儲備裝置儲備的波浪能和波能吸收裝置吸收的波浪能轉(zhuǎn)換為航行動力，設(shè)備艙用于裝載海洋監(jiān)測工具，該海洋運載器利用波浪能作為航行動力，動力能源不受限制，能夠?qū)崿F(xiàn)大范圍、長航程和惡劣海況下持續(xù)不間斷航行。該現(xiàn)有專利的方案主要用于海洋監(jiān)測工具，其使用過程中，當(dāng)該將波浪能轉(zhuǎn)換成低頻縱搖運動實現(xiàn)推進(jìn)的海洋運載器發(fā)生周期性的縱搖運動時，仿生水翼同步產(chǎn)生周期性的縱搖運動，形成類似于海豚游動時尾鰭沿垂線方向擺動的運動方式，從而產(chǎn)生垂直于擺動方向的推力(沿波浪運動方向的推力)，為海洋運載器提供向前的推進(jìn)動力；但是該專利的方案存在轉(zhuǎn)換效率低下的問題，其水翼安裝在設(shè)備艙的艙艉，主要利用波能吸收裝置再通過波能儲備裝置提供給水翼，實現(xiàn)驅(qū)動，該間接轉(zhuǎn)換的流程效率較低，且單一轉(zhuǎn)換給裝在設(shè)備艙的艙艉的水翼其動力較差，無法用于較大的設(shè)備或船舶。

如現(xiàn)有專利CN208198727U，名稱為一種利用波浪推進(jìn)的無人船，其包括船體和轉(zhuǎn)向尾舵組件，在船體的艏部和艉部下方各設(shè)有與其垂直固接的一根剛性連接桿，在剛性連接桿的下端設(shè)有水翼驅(qū)動裝置，水翼驅(qū)動裝置位于水面以下，設(shè)有與剛性連接桿下端固接的固定座，在固定座的兩側(cè)對稱布置有兩片水翼，水翼通過回轉(zhuǎn)軸和限位擺桿與固定座連接，回轉(zhuǎn)軸位于限位擺桿的前方，限位擺桿和回轉(zhuǎn)軸與水翼固接，回轉(zhuǎn)軸軸向固定周向轉(zhuǎn)動地連接在固定座上，在固定座上設(shè)有與限位擺桿運動軌跡適配的弧形限位孔，限位擺桿穿裝在固定座的弧形限位孔內(nèi)。該實用新型能夠?qū)⒉ɡ俗饔孟麓w的縱蕩、橫搖和縱搖運動直接轉(zhuǎn)換為水翼的前向推進(jìn)力，具有較高的波浪能轉(zhuǎn)換效率。該專利的方案雖然實現(xiàn)了直接轉(zhuǎn)換波浪能為動能，但是由圖可知，其水翼位于水面以下，是靠船體的縱蕩、橫搖和縱搖運動直接轉(zhuǎn)換為水翼的前向推進(jìn)力，也就是說波浪得先推動船體能使船體轉(zhuǎn)化波浪能給水翼，這種轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)效率也是較低的。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是：提供一種水翼攻角自適應(yīng)的波浪能航行器，解決了現(xiàn)有航行器轉(zhuǎn)換波浪能結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換效率較低的問題。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：