一種波能和風能供電的海上監(jiān)測器的制作方法

本實用新型涉及波能和風能供電裝置，特別涉及一種利用波能和風能供電的海上監(jiān)測器。

背景技術：

大規(guī)模波浪能發(fā)電的成本還難與常規(guī)能源發(fā)電競爭，但特殊用途的小功率波浪能發(fā)電，已在導航燈浮標、燈樁、燈塔等上獲得推廣應用。在邊遠海島，小型波浪能發(fā)電已可與柴油發(fā)電機組發(fā)電競爭。今后應進一步研究新型裝置，以提高波浪能轉換效率。

綜觀目前借助新能源發(fā)電提供電能的海上監(jiān)測裝置或者浮標專利，大部分是帶有約束的裝置或者設備——即通過錨鏈和錨碇固定于岸邊、船上和海底的全約束、部分約束裝置或者漂浮式設備，不能夠實現移動式發(fā)電和監(jiān)測不同水域狀況，如專利CN105823862A、CN105822985A、CN204674781U。并且采用的提供設備電子元件運行的電能的方式較為普遍的太陽能發(fā)電或者小型風力發(fā)電，沒能夠將海上蘊藏豐富的波浪能收集起來并用于發(fā)電。

少數大型監(jiān)測船雖然也集成了非固定式波浪能發(fā)電裝置和太陽能發(fā)電，但是本身系統(tǒng)復雜，加上船體耗能較多，能源消耗量大，傳統(tǒng)能源是主力，缺乏波浪能發(fā)電和太陽能作為輔助發(fā)電，如專利CN202273803U。有些集成了新能源發(fā)電裝置和非固定式波浪能發(fā)電裝置的監(jiān)測船，但是海面上風力資源時常豐富，太陽光由于海水蒸發(fā)阻擋了陽光照射，相對較弱，采用了太陽能發(fā)電而沒能夠將風力發(fā)電裝配上去，發(fā)電效率低下，且系統(tǒng)成本昂貴，不易推廣，如專利CN102381464A。

技術實現要素：

為解決現有技術的不足，提供一種波能和風能供電的海上監(jiān)測器，這種海上監(jiān)測器有效利用波能和風能，發(fā)電效率高。

為實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案：

一種波能和風能供電的海上監(jiān)測器，包括圓柱形漂浮體，在圓柱形漂浮體上安裝有風力發(fā)電裝置，在圓柱形漂浮體側面安裝有波能發(fā)電裝置，在圓柱形漂浮體下方通過鏈條安裝有鐵錠；在圓柱形漂浮體下方設有穩(wěn)定鰭，穩(wěn)定鰭上安裝有驅動葉輪，驅動葉輪與電機連接。

上述的一種波能和風能供電的海上監(jiān)測器，風力發(fā)電裝置為垂直軸風力發(fā)電裝置，包括中心轉軸，在中心轉軸下方通過角接觸球軸承與第一發(fā)電機連接，至少兩組組合型葉片通過連接桿與中心轉軸固定連接，每組組合型葉片包括至少兩片組合型葉片，每片組合型葉片包括一片空心長方體直板和一片空心曲面流線型板，曲面流線型板包括正板與背板，正板為遠離中心轉軸的曲面流線型板，背板為靠近中心轉軸的曲面流線型板，曲面流線型板與空心直板的側邊固定連接；曲面流線型葉片正板與背板的表面曲率不同，背板曲率大于正板曲率。

上述的一種波能和風能供電的海上監(jiān)測器，波能發(fā)電裝置包括主浮動板、副浮動板，主浮動板通過第一轉軸安裝于圓柱漂浮體上，副浮動板通過第二轉軸固定安裝于圓柱漂浮體上，第二轉軸安裝有皮帶輪，第二發(fā)電機通過皮帶與皮帶輪連接，副浮動板下方開設滑槽，短圓銷置于滑槽內，短圓銷與主浮動板通過滑動支撐桿連接，滑動支撐桿兩端開設通孔，短圓銷穿過滑動支撐桿上端通孔，固定在主浮動板的滑動支撐軸穿過滑動支撐桿的下端通孔。

圓柱形浮漂物分為上下兩段不同外徑，上段的外徑大于下段的外徑。

長方體直板是阻力型葉片，曲面流線型板是升力型葉片；阻力型葉片具有阻擋風力獲得轉動力矩、啟動風速小的特點，而本實用新型所用升力型葉片正、背兩面曲率不同，背面曲率更大，旋轉過程中迎風面積大、升力大。本實用新型將阻力型和升力型葉片組合使用，使本實用新型具備啟動風速低、發(fā)電效率高效的特點。

本實用新型所用葉片皆為空心結構，極大地減輕了葉片重量，降低了角接觸球軸承承受的載荷和摩擦功耗。并且，風速時高時低、不穩(wěn)定的多變工況下，角接觸球軸承偏矩得以減小，增強了使用壽命和可靠性。多排葉片疊放能充分利用風能。

通過吸收波能，主、副浮動板之間產生相對運動，通過帶輪帶動發(fā)電機發(fā)電；或者波浪較高時，直接拍打逼浮動板擺動發(fā)電。

穩(wěn)定鰭能使監(jiān)測裝置在移動過程中保持運動方向。特別是在葉輪驅動下進行移動的時候，通過穩(wěn)定鰭能保持監(jiān)測裝置的運動方向。通過穩(wěn)定鰭與葉輪，在無線遙控指令下，使監(jiān)測裝置能夠移動到預定海域進行監(jiān)測。

監(jiān)測用傳感器，包括風速風向傳感器、氣壓傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、紅外傳感器以及水中水下監(jiān)測洋流、潮位、鹽度等的傳感器，這些傳感器安裝于圓柱形漂浮體上。

本實用新型集成了垂直軸風力發(fā)電以及筏式波浪能發(fā)電，可有效解決目前海上監(jiān)測裝置電能不足的問題，裝置結構簡單可靠，造價低廉、發(fā)電效率高。

附圖說明

圖1為本實用新型整體結構示意圖。

圖2為本實用新型垂直軸風力發(fā)電裝置結構示意圖。

圖3為本實用新型垂直軸風力發(fā)電裝置的俯視圖。

圖4為本實用新型垂直軸風力發(fā)電裝置的葉片結構示意圖。

圖5為本實用新型波能發(fā)電裝置的結構示意圖。

圖6為本實用新型電路原理框圖。

圖7為本實用新型數據傳輸原理框圖。

圖中標記為：1組合型葉片，10空心曲面流線型板，11空心曲面流線型板的正面，12空心曲面流線型板的背面，13長方體直板，2中心轉軸，3角接觸球軸承，4連接桿， 51副浮動板，52主浮動板，53副浮動板的滑槽，54短圓銷，55滑動支撐桿，56滑動支撐軸，57第一轉軸，58第二發(fā)電機，59第二轉軸，60皮帶輪，6穩(wěn)定鰭，61葉輪，7鐵鏈，71鐵錠，8圓柱形漂浮體。

具體實施方式

參照附圖，一種波能和風能供電的海上監(jiān)測器，包括圓柱形漂浮體8，在圓柱形漂浮體上安裝有風力發(fā)電裝置，在圓柱形漂浮體側面安裝有波能發(fā)電裝置，在圓柱形漂浮體下方通過鏈條7安裝有鐵錠71；在圓柱形漂浮體下方設有穩(wěn)定鰭6，穩(wěn)定鰭上安裝有驅動葉輪61，驅動葉輪與電機連接。

風力發(fā)電裝置為垂直軸風力發(fā)電裝置，包括中心轉軸2，在中心轉軸下方通過深溝球軸承3與第一發(fā)電機連接，至少兩組組合型葉片通過連接桿4與中心轉軸固定連接，每組組合型葉片包括至少兩片組合型葉片，每片組合型葉片包括一片空心長方體直板13和一片空心曲面流線型板10，曲面流線型板包括正板11與背板12，正板為遠離中心轉軸的曲面流線型板，背板為靠近中心轉軸的曲面流線型板，曲面流線型板與空心直板的側邊固定連接；曲面流線型葉片正板與背板的表面曲率不同，背板曲率大于正板曲率；

波能發(fā)電裝置包括主浮動板52、副浮動板51，主浮動板通過第一轉軸57安裝于圓柱漂浮體8上，副浮動板51通過第二轉軸59固定安裝于圓柱漂浮體上，第二轉軸安裝有皮帶輪60，第二發(fā)電機58通過皮帶與皮帶輪連接，副浮動板下方開設滑槽53，短圓銷54置于滑槽內，短圓銷與主浮動板通過滑動支撐桿55連接，滑動支撐桿兩端開設通孔，短圓銷穿過滑動支撐桿上端通孔，固定在主浮動板的滑動支撐軸56穿過滑動支撐桿的下端通孔。

圓柱形浮漂物分為上下兩段不同外徑，上段的外徑大于下段的外徑。

通過無線控制系統(tǒng)驅動葉輪及穩(wěn)定鰭工作，將監(jiān)測器移動至指定海域，安裝于圓柱漂浮體的傳感器進行工作，對海域進行監(jiān)測。

垂直風力發(fā)電裝置的葉片吸收風能轉動，帶動第一發(fā)電機發(fā)電，將電能進行存儲同時對監(jiān)測器進行供電。

波能發(fā)電裝置，吸收波能進行發(fā)電，將電能進行存儲同時對監(jiān)測器進行供電。

波能發(fā)電裝置，一是由主浮動板的上下擺動，通過滑動支撐桿和短圓銷在副浮動板內的滑動，使副浮動板繞第二轉軸進行擺動，通過皮帶輪帶動第二發(fā)電機工作；二是波浪較大時，副浮動板在波浪的拍打下進行擺，同樣帶動第二發(fā)電機工作。