本發(fā)明涉及航標燈領域，具體是一種利用波浪流能發(fā)電的浮式航標燈裝置。

背景技術：

船舶是各種船只的總稱。船舶是能航行或停泊于水域進行運輸或作業(yè)的交通工具，按不同的使用要求而具有不同的技術性能、裝備和結構型式，船舶是由許多部分構成的，按各部分的作用和用途，可綜合歸納為船體、船舶動力裝置、船舶舾裝等三大部分。

船舶需要在航道上行駛，由于在沿海和內河航道上需要使用眾多浮式航標燈，分布在沿海和河道的航標燈是為船舶在夜間行駛提供安全保障，安裝在某些航標上的一種交通燈?，F(xiàn)有的航標燈多采用蓄電池作電源，大型燈塔多采用柴油發(fā)動機，也有使用風能和機械能轉化為電能的設備。其中蓄電池供電存在容量有限，供電時間短，供電補給時間長，補給困難和補給成本高等諸多問題。而隨著新能源技術的發(fā)展，太陽能作為一種取之不盡的環(huán)保能源應運而生，極大的解決了能源問題，并可以大大降低使用成本。但由于太陽能電池板方向性強，不容易吸收太陽，且體積較大，這僅適合在燈塔、岸標和海標中使用，同時其價格昂貴，難以在我國的內河航道上得到廣泛的推廣，這就為人們的航行帶來了不便。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種利用波浪流能發(fā)電的浮式航標燈裝置，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

一種利用波浪流能發(fā)電的浮式航標燈裝置，包括浮體發(fā)電裝置、儲能電路裝置和航標燈，所述浮體發(fā)電裝置包括上部圓柱浮體、下部圓柱浮體、壓電振子、導桿、軸套和金屬撥片，儲能電路裝置包括整流電路、超級電容器、充電芯片和充電電池，上部圓柱浮體安裝在下部圓柱浮體的上方并且上部圓柱浮體的寬度小于下部圓柱浮體的寬度，導桿穿過上部圓柱浮體、軸套和下部圓柱浮體的中心并且軸套套在導桿外部，金屬撥片安裝在軸套上，壓電振子的一端與金屬撥片相連并且兩者的末端有短距離的水平投影重疊，壓電振子的另一端與上部圓柱浮體的內壁相連，軸套的下部通過柔彈簧固定在下部圓柱浮體上，軸套的上部通過柔彈簧與上部圓柱浮體相連，儲能電路裝置安裝在浮體發(fā)電裝置的頂部，壓電振子與儲能電路裝置相連，整流電路與超級電容相連，超級電容與充電芯片相連，充電芯片與充電電池相連，航標燈安裝在儲能電路裝置的頂部。

作為本發(fā)明進一步的方案：壓電振子包括壓電薄膜和懸臂梁式基板，壓電薄膜粘貼在懸臂梁式基板的上表面和下表面。

作為本發(fā)明進一步的方案：壓電振子通過導線與儲能電路裝置相連。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：該裝置結構簡單，體積小，降低了裝置的成本；該裝置不需要更換航標電源設備，在波浪流的作用下，通過與壓電振子的間歇碰撞與釋放作用，驅動壓電振子振動，可以實現(xiàn)電能轉換；該裝置改進了壓電儲能收集電路，將壓電振子產生的電能先儲存在超級電容中，然后利用開關系統(tǒng)控制超級電容為后續(xù)電路供電，實現(xiàn)了斷續(xù)充電，極大地提高了充電效率，發(fā)電振子所發(fā)電量通過儲存電量，使電量足夠滿足航標燈的損耗，不需要外部補給，其維護和保養(yǎng)帶來極大的便利。

附圖說明

圖1為利用波浪流能發(fā)電的浮式航標燈裝置的結構示意圖。

圖2為利用波浪流能發(fā)電的浮式航標燈裝置中儲能電路裝置的工作原理圖。

其中：1-下部圓柱浮體，2-上部圓柱浮體，3-壓電振子，4-導桿，5-柔彈簧，6-軸套，7-金屬撥片，8-儲能電路裝置，9-航標燈。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本專利的技術方案作進一步詳細地說明。

請參閱圖1-2，一種利用波浪流能發(fā)電的浮式航標燈裝置，包括浮體發(fā)電裝置、儲能電路裝置8和航標燈9，所述浮體發(fā)電裝置包括上部圓柱浮體2、下部圓柱浮體1、壓電振子3、導桿4、軸套6和金屬撥片7，儲能電路裝置8包括整流電路、超級電容器、充電芯片和充電電池，上部圓柱浮體2安裝在下部圓柱浮體1的上方并且上部圓柱浮體2的寬度小于下部圓柱浮體1的寬度，導桿4穿過上部圓柱浮體2、軸套6和下部圓柱浮體1的中心并且軸套6套在導桿4外部，金屬撥片7安裝在軸套6上，壓電振子3的一端與金屬撥片7相連并且兩者的末端有短距離的水平投影重疊，壓電振子3的另一端與上部圓柱浮體2的內壁相連，軸套6的下部通過柔彈簧5固定在下部圓柱浮體1上，軸套6的上部通過柔彈簧5與上部圓柱浮體2相連，儲能電路裝置8安裝在浮體發(fā)電裝置的頂部，壓電振子3與儲能電路裝置8相連，整流電路與超級電容相連，超級電容與充電芯片相連，充電芯片與充電電池相連，航標燈9安裝在儲能電路裝置8的頂部。壓電振子3包括壓電薄膜和懸臂梁式基板，壓電薄膜粘貼在懸臂梁式基板的上表面和下表面。壓電振子3通過導線與儲能電路裝置8相連。

本發(fā)明的工作原理是：浮體發(fā)電裝置是采用增頻傳動技術，將低頻不規(guī)則的波浪流能轉換為發(fā)電所需的高頻穩(wěn)定機械振動，然后利用壓電發(fā)電實現(xiàn)機械能轉化為電能的目標。儲能電路裝置8將浮體發(fā)電裝置輸送來的電能進行穩(wěn)壓整流并儲存，最后控制電量的輸送給航標燈9使用。當圓柱浮體在波浪流力的作用下，軸套6通過柔彈簧5沿導桿4上下振蕩，軸套6上端固接的金屬撥片7與壓電振子3發(fā)生接觸，并驅使后者屈曲。壓電振子3在屈曲過程中，末端發(fā)生橫向位移，并隨著撓度增加，橫向位移增大。當壓電振子3末端的橫向位移超過其與金屬撥片7的原始交疊長度時，壓電振子3與金屬撥片7脫離接觸，發(fā)生自由衰減振動，直至隨著浮體運動，兩者再次發(fā)生接觸。壓電振子3由壓電薄膜粘貼在懸臂梁式基板的上下表面構成，壓電薄膜在受力變形過程中，表面發(fā)生電荷積累，并輸出電流供外接電路中的電阻消耗。壓電振子3產生的的電量接至整流電路，整流后的電能存放在一個超級電容中，超級電容積累足夠的能量時啟動開關電路至充電芯片，最后連接充電電池，即可完成此電能收集工作。本裝置的充電不同于以充電電路的一大特點就是實現(xiàn)了斷續(xù)充電，極大提高了充電效率。

對于本領域技術人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本發(fā)明內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。

此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經(jīng)適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。

技術特征：

技術總結
本發(fā)明公開了一種利用波浪流能發(fā)電的浮式航標燈裝置，包括浮體發(fā)電裝置、儲能電路裝置和航標燈，所述浮體發(fā)電裝置包括上部圓柱浮體、下部圓柱浮體、壓電振子、導桿、軸套和金屬撥片，儲能電路裝置包括整流電路、超級電容器、充電芯片和充電電池，儲能電路裝置安裝在浮體發(fā)電裝置的頂部。該裝置在波浪流的作用下，通過與壓電振子的間歇碰撞與釋放作用，驅動壓電振子振動，可以實現(xiàn)電能轉換；該裝置將壓電振子產生的電能先儲存在超級電容中，然后利用開關系統(tǒng)控制超級電容為后續(xù)電路供電，實現(xiàn)了斷續(xù)充電，提高了充電效率，發(fā)電振子所發(fā)電量通過儲存電量，使電量足夠滿足航標燈的損耗，不需要外部補給，其維護和保養(yǎng)帶來極大的便利。

技術研發(fā)人員：陳建平;黃港;鄭慶輝;丁澤鋒;林璇;黃金泳;陳健偉;羅文杰
受保護的技術使用者：廣州航海學院
技術研發(fā)日：2017.07.13
技術公布日：2017.10.24