一種波浪力驅(qū)動(dòng)的海面滑翔的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及應(yīng)用于海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)的長(zhǎng)續(xù)航性自主推進(jìn)系統(tǒng)，旨在提供一種波浪力驅(qū)動(dòng)的海面滑翔機(jī)。本發(fā)明包括兩個(gè)浮子基體、兩塊太陽(yáng)能板、基體連接板、滑翔機(jī)基架和纜索，所述兩個(gè)浮子基體之間通過(guò)基體連接板相連接，且基體連接板與浮子基體之間通過(guò)若干個(gè)緊固螺釘固定連接；所述基體連接板上通過(guò)若干個(gè)緊固螺釘固定連接干燥盒，所述干燥盒上端安裝有密封蓋；所述干燥盒內(nèi)安裝有干燥盒隔板。本發(fā)明的有益效果是：通過(guò)水下滑翔機(jī)翼片與水流相互作用力，來(lái)驅(qū)動(dòng)整個(gè)滑翔機(jī)前進(jìn)，不需要額外的二次供給；太陽(yáng)能板產(chǎn)生的電能只需要供給各個(gè)儀器，不需要作為驅(qū)動(dòng)能源，極大地提高了滑翔機(jī)的續(xù)航能力。
【專利說(shuō)明】一種波浪力驅(qū)動(dòng)的海面滑翔機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種可以廣泛應(yīng)用于海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)的長(zhǎng)續(xù)航性自主推進(jìn)系統(tǒng)，具體涉及一種波浪力驅(qū)動(dòng)的海面滑翔機(jī)。

【背景技術(shù)】
[0002]海面滑翔機(jī)是一種通過(guò)水流沖擊水下滑翔機(jī)翼片轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)換為水平方向拖拽力的新型水下航行器，廣泛應(yīng)用于海洋水質(zhì)監(jiān)測(cè)、海底資源勘探。傳統(tǒng)的水下滑翔機(jī)主要采用機(jī)載蓄電池供電。由于機(jī)載蓄電池儲(chǔ)能有限，一次充電后無(wú)法得到補(bǔ)充，水下滑翔機(jī)必須在電池電能耗盡前返回控制中心進(jìn)行充電，很大程度上限制了其工作時(shí)間和續(xù)航能力。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種波浪力驅(qū)動(dòng)的海面滑翔機(jī)。
[0004]為解決技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的解決方案是:
[0005]提供一種波浪力驅(qū)動(dòng)的海面滑翔機(jī)，包括兩個(gè)浮子基體、兩塊太陽(yáng)能板、基體連接板、滑翔機(jī)基架和纜索，所述兩個(gè)浮子基體之間通過(guò)基體連接板相連接，且基體連接板與浮子基體之間通過(guò)若干個(gè)緊固螺釘固定連接；所述基體連接板上通過(guò)若干個(gè)緊固螺釘固定連接干燥盒，所述干燥盒上端安裝有密封蓋；所述干燥盒內(nèi)安裝有干燥盒隔板，所述干燥盒隔板上方通過(guò)緊固螺釘并排安裝有數(shù)傳電臺(tái)、單片機(jī)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和太陽(yáng)能板控制器，所述干燥盒隔板下方安裝有兩塊蓄電池。
[0006]所述基體連接板前部通過(guò)緊固螺釘安裝有電臺(tái)天線和GPS，所述電臺(tái)天線通過(guò)電線與干燥盒內(nèi)設(shè)的數(shù)傳電臺(tái)相連接，GPS通過(guò)電線與干燥盒內(nèi)設(shè)的單片機(jī)相連接，且基體連接板下方通過(guò)螺紋結(jié)構(gòu)安裝有多參數(shù)傳感器；所述兩塊太陽(yáng)能板分別通過(guò)若干個(gè)緊固螺釘固定安裝在平行排列的兩個(gè)浮子基體上端面；所述浮子基體與滑翔機(jī)基架之間通過(guò)纜索連接，滑翔機(jī)基架上安裝有翼片連桿、步進(jìn)電機(jī)、舵片和7片滑翔機(jī)翼片，所述7片滑翔機(jī)翼片通過(guò)翼片連桿相互連接；所述步進(jìn)電機(jī)通過(guò)繞在纜索表面的控制線連接到干燥盒內(nèi)安裝的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與單片機(jī)相連接。
[0007]所述太陽(yáng)能板與太陽(yáng)能板控制器相連接，并通過(guò)該太陽(yáng)能板控制器連接到蓄電池，用于將電能存儲(chǔ)在蓄電池中，蓄電池用于提供電能。
[0008]所述多參數(shù)傳感器、單片機(jī)、數(shù)傳電臺(tái)、步進(jìn)電機(jī)分別與蓄電池相連接，所述多參數(shù)傳感器、步進(jìn)電機(jī)、數(shù)傳電臺(tái)分別與單片機(jī)相連接。
[0009]本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)分為水面浮子部分與水下滑翔機(jī)葉片部分，中間通過(guò)柔性纜索連接，即所述浮子基體與滑翔機(jī)基架之間通過(guò)柔性纜索連接，所述浮子基體與柔性纜索之間連接處和滑翔機(jī)基架與柔性纜索之間連接處均設(shè)置有鉸鏈。
[0010]本發(fā)明中，所述平行排列的兩個(gè)浮子基體同向端呈錐形結(jié)構(gòu)。
[0011]本發(fā)明中，所述安裝在基體連接板下方的多參數(shù)傳感器外圍安裝有傳感器保護(hù)殼。
[0012]本發(fā)明中，所述滑翔機(jī)基架呈倒梯臺(tái)形狀，所述滑翔機(jī)基架的兩側(cè)支架之間通過(guò)鉸鏈結(jié)構(gòu)安裝有7片平行滑翔機(jī)翼片，所述7片平行滑翔機(jī)翼片之間通過(guò)一根翼片連桿鉸接，所述翼片連桿與滑翔機(jī)基架之間固定連接有兩根彈簧。
[0013]本發(fā)明中，所述步進(jìn)電機(jī)安裝在滑翔機(jī)基架后部，且該步進(jìn)電機(jī)主軸與舵片相連接。
[0014]本發(fā)明中，所述干燥盒底部設(shè)有45°倒角。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0016]通過(guò)水下滑翔機(jī)翼片與水流相互作用力，來(lái)驅(qū)動(dòng)整個(gè)滑翔機(jī)前進(jìn)，不需要額外的二次供給；太陽(yáng)能板產(chǎn)生的電能只需要供給各個(gè)儀器，不需要作為驅(qū)動(dòng)能源，極大地提高了滑翔機(jī)的續(xù)航能力。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)圖；
[0018]圖2為干燥盒內(nèi)模塊分布圖；
[0019]圖3為滑翔機(jī)翼片與翼片連桿之間的連接結(jié)構(gòu)圖；
[0020]圖4為滑翔機(jī)運(yùn)動(dòng)示意圖；
[0021]圖中:1.舵片，2.步進(jìn)電機(jī)，3.傳感器保護(hù)殼，4.多參數(shù)傳感器，5.第一浮子基體，6.第二浮子基體，7.第一太陽(yáng)能板，8.干燥盒緊固螺釘，9.干燥盒，10.密封蓋，11.基體連接板，12.電臺(tái)天線，13.GPS，14.第二太陽(yáng)能板，15.太陽(yáng)能板緊固螺釘，16.連接板緊固螺釘，17.柔性纜索，18.滑翔機(jī)基架，19.滑翔機(jī)翼片，20.翼片連桿，21.第一彈簧，22.鉸鏈，23.第二彈簧，24.數(shù)傳電臺(tái)，25.第一蓄電池，26.單片機(jī)，27.步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，28.干燥盒隔板，29.太陽(yáng)能板控制器，30.第二蓄電池。

【具體實(shí)施方式】
[0022]以下的實(shí)施例可以使本專業(yè)【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員更全面的了解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。
[0023]結(jié)合附圖，說(shuō)明本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。
[0024]如圖1?4所示，本發(fā)明提供一種波浪力驅(qū)動(dòng)的海面滑翔機(jī)的具體實(shí)施例，圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖，本發(fā)明提供一種波浪力驅(qū)動(dòng)的海面滑翔機(jī)，包括第一浮子基體
5、第二浮子基體6，第一太陽(yáng)能板7、第二太陽(yáng)能板14、基體連接板11、滑翔機(jī)基架18和纜索17，所述第一浮子基體5和第二浮子基體6之間通過(guò)基體連接板11相連接，且第一浮子基體5與基體連接板11之間和第二浮子基體6與基體連接板11之間分別通過(guò)8個(gè)連接板緊固螺釘16固定連接；其中，所述浮子基體(5、6)為聚丙烯板，基體連接板11為304不銹鋼連接板。
[0025]所述基體連接板11上通過(guò)4個(gè)干燥盒緊固螺釘8固定連接有干燥盒9，且所述干燥盒9底部設(shè)有45°倒角。
[0026]所述干燥盒9上端安裝有密封蓋10 ;其中，所述干燥盒9為聚丙烯塑料干燥盒，密封蓋10為聚丙烯塑料密封蓋，起密封作用。所述基體連接板11前部通過(guò)連接板緊固螺釘16安裝有電臺(tái)天線12和GPS13，電臺(tái)天線12通過(guò)電線與干燥盒9內(nèi)設(shè)的數(shù)傳電臺(tái)24相連接，GPS13通過(guò)電線與干燥盒9內(nèi)設(shè)的單片機(jī)26相連接，且基體連接板11下方通過(guò)螺紋結(jié)構(gòu)安裝有多參數(shù)傳感器4，所述多參數(shù)傳感器4的外圍安裝有傳感器保護(hù)殼3 ;其中，所述多參數(shù)傳感器4為CTD48M型溫鹽深剖面儀，用于測(cè)量溫度、鹽度和深度，傳感器保護(hù)殼3為聚碳酸酯保護(hù)殼，所述GPS為U-blox7代GPS，用于獲取船體位置數(shù)據(jù)。
[0027]所述第一太陽(yáng)能板7、第二太陽(yáng)能板14分別通過(guò)8個(gè)太陽(yáng)能板緊固螺釘15固定安裝在平行排列的第一浮子基體5和第二浮子基體6的上端面；所述第一浮子基體5和第二浮子基體6的同向端呈錐形結(jié)構(gòu)。
[0028]所述浮子基體(5、6)與滑翔機(jī)基架18之間通過(guò)柔性纜索17連接，其中，所述柔性纜索17為聚酰胺合成纖維繩索，滑翔機(jī)基架18為304不銹鋼基架。
[0029]所述第一浮子基體5與柔性纜索17之間、第二浮子基體6與柔性纜索17之間的連接處設(shè)置有鉸鏈22 ;滑翔機(jī)基架18上安裝有翼片連桿20、步進(jìn)電機(jī)2、舵片I和7片滑翔機(jī)翼片19 ;其中，所述步進(jìn)電機(jī)2安裝在滑翔機(jī)基架18后部，且該步進(jìn)電機(jī)2主軸與舵片I相連接，所述翼片連桿20為304不銹鋼連桿。
[0030]如圖3所示，所述滑翔機(jī)基架18呈倒梯臺(tái)形狀，所述滑翔機(jī)基架18的兩側(cè)支架之間通過(guò)鉸鏈結(jié)構(gòu)安裝有7片平行滑翔機(jī)翼片19，所述7片平行滑翔機(jī)翼片之間通過(guò)一根翼片連桿20鉸接，所述翼片連桿20與滑翔機(jī)基架18之間固定連接有第一彈簧21、第二彈簧23 ;所述步進(jìn)電機(jī)2通過(guò)柔性纜索17表面的步進(jìn)電機(jī)控制線連接到干燥盒9內(nèi)設(shè)的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器27，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器27連接到單片機(jī)26的數(shù)字端口 ；其中，所述單片機(jī)26為C8051F340 單片機(jī)。
[0031]如圖2所示，所述干燥盒9內(nèi)安裝有干燥盒隔板28，所述干燥盒隔板28上方并排安裝有數(shù)傳電臺(tái)24、單片機(jī)26、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器27和太陽(yáng)能板控制器29，所述干燥盒隔板28下方安裝有第一蓄電池25和第二蓄電池30 ;其中，所述數(shù)傳電臺(tái)24為⑶230BS數(shù)傳電臺(tái)，所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器27為DS335兩相步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，所述太陽(yáng)能板控制器29為L(zhǎng)DlOA型鋰電池控制器，所述干燥盒隔板28為聚丙烯塑料隔板。
[0032]所述第一太陽(yáng)能板7、第二太陽(yáng)能板14均與太陽(yáng)能板控制器29相連接，并通過(guò)該太陽(yáng)能板控制器29分別連接到第一蓄電池25、第二蓄電池30，同時(shí)將電能存儲(chǔ)在第一蓄電池25、第二蓄電池30中，所述第一蓄電池25、第二蓄電池30分別與多參數(shù)傳感器4、單片機(jī)26、數(shù)傳電臺(tái)24、步進(jìn)電機(jī)2電連接，用于提供電能；所述單片機(jī)26分別與多參數(shù)傳感器4、步進(jìn)電機(jī)2、數(shù)傳電臺(tái)24相連接，用于對(duì)多參數(shù)傳感器4數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)，控制步進(jìn)電機(jī)2的運(yùn)動(dòng)，控制數(shù)傳電臺(tái)24將數(shù)據(jù)按預(yù)先設(shè)置的頻率自動(dòng)發(fā)回基岸。
[0033]如圖4中間所示，波浪滑翔機(jī)的浮子在遇到波峰時(shí)，即水流向上運(yùn)動(dòng)，將第一浮子基體5和第二浮子基體6抬起，浮子通過(guò)柔性纜索17拉動(dòng)滑翔機(jī)基架18，所述滑翔機(jī)基架18上的滑翔機(jī)翼片陣列(即7個(gè)滑翔機(jī)翼片19)向下擺動(dòng)，水流作用于滑翔機(jī)翼片陣列(即7個(gè)滑翔機(jī)翼片19)上表面，對(duì)滑翔機(jī)翼片19產(chǎn)生斜向下作用力，水平方向分量拉動(dòng)滑翔機(jī)前進(jìn)，此時(shí)第一彈簧21、第二彈簧23處于拉伸狀態(tài)；當(dāng)滑翔機(jī)翼片19轉(zhuǎn)動(dòng)達(dá)到逆時(shí)針最大角度45°后，拉伸狀態(tài)的第一彈簧21、第二彈簧23縮回，將滑翔機(jī)翼片陣列(即7個(gè)滑翔機(jī)翼片19)拉回原位置。當(dāng)浮子遇到波谷時(shí)，如圖4左邊所示，所述滑翔機(jī)基架18在重力作用下向下運(yùn)動(dòng)，水流相對(duì)向上流作用于滑翔機(jī)翼片19使之向上轉(zhuǎn)動(dòng)，水流作用于滑翔機(jī)翼片19下表面，對(duì)7個(gè)平行滑翔機(jī)翼片19產(chǎn)生斜向上作用力，水平分量拉動(dòng)滑翔機(jī)前進(jìn)，此時(shí)第一彈簧21、第二彈簧23處于壓縮狀態(tài)；當(dāng)達(dá)到順時(shí)針最大角度45°后，壓縮的第一彈簧21、第二彈簧23伸展，將滑翔機(jī)翼片陣列(即7個(gè)滑翔機(jī)翼片19)推回原位置。整個(gè)過(guò)程，無(wú)外部能量供給，完全依靠機(jī)械結(jié)構(gòu)將波浪能轉(zhuǎn)換為向前的推力。
[0034]船體表面的第一太陽(yáng)能板7、第二太陽(yáng)能板14分別通過(guò)接入干燥盒9內(nèi)的太陽(yáng)能板控制器29連接到第一蓄電池25、第二蓄電池30,將電能分別存儲(chǔ)在第一蓄電池25、第二蓄電池30中，為多參數(shù)傳感器4、單片機(jī)26、數(shù)傳電臺(tái)24和步進(jìn)電機(jī)2供能。單片機(jī)26對(duì)多參數(shù)傳感器4數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)，同時(shí)控制步進(jìn)電機(jī)2的運(yùn)動(dòng)。數(shù)傳電臺(tái)24連接單片機(jī)26，將數(shù)據(jù)按預(yù)先設(shè)置的頻率自動(dòng)發(fā)回基岸。電臺(tái)天線12安裝在基體連接板11前部。整個(gè)過(guò)程中太陽(yáng)能板(7、14)產(chǎn)生的電能為波浪滑翔機(jī)上的各部件功能，不需要額外提供的能量。
[0035]因此，本發(fā)明的實(shí)際范圍不僅包括所公開(kāi)的實(shí)施例，還包括在權(quán)利要求書(shū)之下實(shí)施或者執(zhí)行本發(fā)明的所有等效方案。
【權(quán)利要求】
1.一種波浪力驅(qū)動(dòng)的海面滑翔機(jī)，包括兩個(gè)浮子基體，其特征在于，還包括兩塊太陽(yáng)能板、基體連接板、滑翔機(jī)基架和纜索，所述兩個(gè)浮子基體之間通過(guò)基體連接板相連接，且基體連接板與浮子基體之間通過(guò)若干個(gè)緊固螺釘固定連接；所述基體連接板上通過(guò)若干個(gè)緊固螺釘固定連接干燥盒，所述干燥盒上端安裝有密封蓋；所述干燥盒內(nèi)安裝有干燥盒隔板，所述干燥盒隔板上方通過(guò)緊固螺釘并排安裝有數(shù)傳電臺(tái)、單片機(jī)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和太陽(yáng)能板控制器，所述干燥盒隔板下方安裝有兩塊蓄電池； 所述基體連接板前部通過(guò)緊固螺釘安裝有電臺(tái)天線和GPS，電臺(tái)天線通過(guò)電線與干燥盒內(nèi)設(shè)的數(shù)傳電臺(tái)相連接，GPS通過(guò)電線與干燥盒內(nèi)設(shè)的單片機(jī)相連接，且基體連接板下方通過(guò)螺紋結(jié)構(gòu)安裝有多參數(shù)傳感器；所述兩塊太陽(yáng)能板分別通過(guò)若干個(gè)緊固螺釘固定安裝在平行排列的兩個(gè)浮子基體上端面；所述浮子基體與滑翔機(jī)基架之間通過(guò)纜索連接，滑翔機(jī)基架上安裝有翼片連桿、步進(jìn)電機(jī)、舵片和7片滑翔機(jī)翼片，所述7片滑翔機(jī)翼片通過(guò)翼片連桿相互連接；所述步進(jìn)電機(jī)通過(guò)繞在纜索表面的控制線連接到干燥盒內(nèi)安裝的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，該步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與單片機(jī)相連接； 所述太陽(yáng)能板與太陽(yáng)能板控制器相連接，并通過(guò)該太陽(yáng)能板控制器連接到蓄電池，用于將電能存儲(chǔ)在蓄電池中，所述多參數(shù)傳感器、單片機(jī)、數(shù)傳電臺(tái)、步進(jìn)電機(jī)分別與蓄電池相連接，所述多參數(shù)傳感器、步進(jìn)電機(jī)、數(shù)傳電臺(tái)分別與單片機(jī)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波浪力驅(qū)動(dòng)的海面滑翔機(jī)，其特征在于，所述浮子基體與滑翔機(jī)基架之間通過(guò)柔性纜索連接，所述浮子基體與柔性纜索之間的連接處和滑翔機(jī)基架與柔性纜索之間的連接處均設(shè)置有鉸鏈。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波浪力驅(qū)動(dòng)的海面滑翔機(jī)，其特征在于，所述平行排列的兩個(gè)浮子基體同向端呈錐形結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波浪力驅(qū)動(dòng)的海面滑翔機(jī)，其特征在于，所述安裝在基體連接板下方的多參數(shù)傳感器外圍安裝有傳感器保護(hù)殼。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波浪力驅(qū)動(dòng)的海面滑翔機(jī)，其特征在于，所述滑翔機(jī)基架呈倒梯臺(tái)形狀，所述滑翔機(jī)基架的兩側(cè)支架之間通過(guò)鉸鏈結(jié)構(gòu)安裝有7片平行滑翔機(jī)翼片，所述7片平行滑翔機(jī)翼片通過(guò)一根翼片連桿鉸接連接，所述翼片連桿與滑翔機(jī)基架之間固定連接有兩根彈簧。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波浪力驅(qū)動(dòng)的海面滑翔機(jī)，其特征在于，所述步進(jìn)電機(jī)安裝在滑翔機(jī)基架后部，且該步進(jìn)電機(jī)主軸與舵片相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波浪力驅(qū)動(dòng)的海面滑翔機(jī)，其特征在于，所述干燥盒底部設(shè)有45。倒角。
【文檔編號(hào)】B63B35/00GK104149959SQ201410326574
【公開(kāi)日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年7月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月30日
【發(fā)明者】陳家旺, 鄭炳煥, 徐春鶯, 姚超玲 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)