【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及发电装置制造，尤其是一种利用自然能融合驱动的无人船。
技术介绍
1、现有无人船通常利用光伏发电给蓄电池充电，然后通过蓄电池给传感通讯电子设备供电；再利用水下牵引装置和/或推进器给船体提供驱动力，以实现在海洋或其它水域的自主航行。相关产品已在海洋科学、海洋工程等多个领域得到了广泛应用。
2、但是现有无人船推进器都需要靠电能进行工作，单靠光伏发电，难于获得较长的续航能力，特别是碰到阴天或晚上就难于给蓄电池充电，无法满足推进器能源的需求。特别是，一旦蓄电池没电，控制单元就无法工作，无人船容易出现失联状态，影响控制和航行的可靠性。
3、另一方面，无人船在海洋行驶过程中，如果碰到较大海浪，被海浪打翻后就无法再继续行驶，也会影响航行的可靠性。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是提供一种利用自然能融合驱动的无人船，其可有效延长无人船的续航能力，提升无人船航行和控制的可靠性。
2、为达到上述目的，本专利技术的技术方案是：一种利用自然能融合驱动的无人船，包括船体，船体上装有控制单元、蓄电池、太阳能发电装置和通信用的天线，太阳能发电装置发电后通过控制单元给蓄电池充电，外部指挥系统通过天线与控制单元进行双向通信，船体后部装有推进器，推进器通过蓄电池提供电能驱动船体移动，其还包括波浪能发电装置，波浪能发电装置包括第一发电机、摆动支架，摆动支架包括两个侧臂和连接两个侧臂上部的横杆，两个侧臂下端分别连接有第一浮体，第一浮体与水面相接触，通过水面波浪
3、优选所述传动机构包括座体，座体固连在船体上，所述驱动轴枢接在座体上，座体上还枢接有与驱动轴相平行的输出轴和中间轴，驱动轴上套接一个第一圆柱齿轮和第二圆柱齿轮，第一圆柱齿轮通过第一单向轴承连接驱动轴，第二圆柱齿轮通过第二单向轴承连接驱动轴，第一单向轴承和第二单向轴承传动方向相反，中间轴上固连一个第三圆柱齿轮，输出轴上固连一个第四圆柱齿轮，第三圆柱齿轮同时与第二圆柱齿轮和第四圆柱齿轮相啮合，第四圆柱齿轮同时与第一圆柱齿轮和第三圆柱齿轮相啮合，输出轴一端连接第一发电机转子并带动第一发电机转子转动。这种传动机构，不管摆动支架正转或反转，输出轴一端都能带动发电机转子沿同一方向转动，对波浪能的利用效率成倍提高，可有效提升发电量。
4、进一步改进，两个所述第一浮体分别处于船体的两侧。两个所述第一浮体布置结构再配合摆动支架的平衡作用就能进一步防止船体的侧翻。
5、进一步，两个侧臂与横杆连成一体形成倒u形状；两个侧臂的下端分别通过连接件与一个第一浮体形成铰接。
6、进一步改进，本专利技术还包括船体摇摆发电装置，船体摇摆发电装置包括第二发电机、机座，机座固连在船体上，第二发电机安装在机座或船体上，机座上装有活动构件，所述活动构件包括间隔枢接在机座上的两根转轴，两根转轴中心轴线相重叠，两根转轴相对一端各固连一根拐臂一端，两根拐臂相互平行，两根拐臂另一端之间固连一根支撑轴，支撑轴中心轴线与任一根转轴中心轴线的夹角小于45°；一个圆环内周面通过多个支持臂固连在支撑轴中部，圆环外周面连接一个限位机构，限位机构限制圆环晃动位置使得两根所述转轴只能沿同一方向转动，至少有一根转轴带动一个第二发电机转子转动实现发电，第二发电机发电后通过控制单元给蓄电池充电。利用船体摇摆发电装置可以更好给蓄电池充电，提升电能来源；且这种船体摇摆发电装置在船体摇摆机械能较小情况下也能发电，进一步确保供电可靠性。
7、作为一种优选，所述限位机构包括一个球体，球体与所述圆环外周面之间通过一个连杆相固连，机座上设有一圆弧槽，圆弧槽处于所述圆环下面，圆弧槽的圆弧底面的中心轴线与所述转轴的中心轴线相垂直，圆弧槽的两个内侧面相平行且与所述转轴的中心轴线相平行，圆弧槽的两个内侧面共同限制球体的移位方向。这种限位机构通过球体来回摆动进一步带动圆环晃动，使得两根转轴更可靠沿同一方向转动，提升发电效率。
8、作为另一种优选，所述限位机构包括限位圆环体，限位圆环体外周面前后侧沿径向各连接一根第一支撑柱一端，每根第一支撑柱另一端连接在机座上，使得限位圆环体可相对于机座转动，每根第一支撑柱的轴向与所述转轴的轴向相垂直；限位圆环体内周面上下侧沿径向各连接一根第二支撑柱一端，两根第二支撑柱另一端分别连接所述圆环外周面上下侧，使得限位圆环体与所述圆环可相对转动。这种限位机构通过限位圆环体与所述圆环相互耦合，让圆环可靠晃动，使得两根转轴可靠沿同一方向转动。
9、进一步改进，所述船体上还装有倾覆翻转恢复装置，所述倾覆翻转恢复装置包括储气瓶、气囊箱，储气瓶安装在船体上，气囊箱固连在船体一侧上部，气囊箱内装有可充气的气囊，气囊箱设有上开口，气囊设有进气口，气囊的进气口通过进气管道和进气电磁闸阀连接储气瓶；
10、船体上设有一位置传感器，无人船船体倾覆后位置传感器通过第一开关接通进气电磁闸阀电源，进气电磁闸阀打开，储气瓶给气囊充气使得气囊膨胀从气囊箱上开口伸出接触水面，让船体重心逐步升高最终恢复到正浮状态。通过倾覆翻转恢复装置可实现船体倾覆后翻转，实现自救功能。且这种倾覆翻转恢复装置结构简单，控制方便，使用可靠性较高。
11、优选所述位置传感器包括一个两端封闭的圆管体，圆管体内中间放置一个可活动的重力体，圆管体内上部装有上顶杆，上顶杆一端与重力体上部固连，上顶杆另一端可活动从圆管体顶部伸出，上顶杆上套有上复位弹簧，上复位弹簧一端抵住重力体上部、另一端抵住圆管体顶部；圆管体内下部装有下顶杆，下顶杆一端与重力体下部固连，下顶杆另一端可活动从圆管体底部伸出，下顶杆上套有下复位弹簧，下复位弹簧一端抵住重力体下部、另一端抵住圆管体底部；
12、上顶杆与第一开关相配合带动第一开关断开或闭合，下顶杆与第二开关相配合带动第二开关断开或闭合。这种位置传感器结构较为简单，仅通过重力作用就能动作，动作可靠性较高。
13、进一步改进，所述气囊还设有排气口，气囊的排气口通过排气管道和排气电磁闸阀进行排气；无人船船体复位后，位置传感器通过第一开关断开进气电磁闸阀电源，进气电磁闸阀关闭，位置传感器同时通过第二开关接通排气电磁闸阀电源，排气电磁闸阀打开，气囊通过排气管道排气；
14、所述气囊的排气口处设有复位传感器，排气电磁闸阀电源回路上设有复位开关，当复位传感器检测到气囊内压力小于等于设定值时，复位开关处于断开状态；当复位传感器检测到气囊内压力大于设定值时，复位开关处于接通状态；所述排气电磁闸阀排气端还通过管道连接一排气真空泵，排气真空泵电机的供电连接在排气电磁闸阀电源回路上，排气电磁闸阀动作打开的同时排气真空泵电源接通进行抽气。
15、这样无人船船体复位后气囊能及时排气，一方面气囊能重复利用，另一方面防止气囊影响无人船的正本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种利用自然能融合驱动的无人船，包括船体，船体上装有控制单元、蓄电池、太阳能发电装置和通信用的天线，太阳能发电装置发电后通过控制单元给蓄电池充电，外部指挥系统通过天线与控制单元进行双向通信，船体后部装有推进器，推进器通过蓄电池提供电能驱动船体移动，其特征在于：还包括波浪能发电装置，波浪能发电装置包括第一发电机、摆动支架，摆动支架包括两个侧臂和连接两个侧臂上部的横杆，两个侧臂下端分别连接有第一浮体，第一浮体与水面相接触，通过水面波浪带动第一浮体运动从而驱动摆动支架摆动；所述横杆中部固连一根驱动轴，驱动轴通过传动机构带动第一发电机转子沿同方向转动进行发电；所述第一发电机安装在船体上；第一发电机发电后通过控制单元给蓄电池充电。
2.根据权利要求1所述的一种利用自然能融合驱动的无人船，其特征在于：所述传动机构包括座体，座体固连在船体上，所述驱动轴枢接在座体上，座体上还枢接有与驱动轴相平行的输出轴和中间轴，驱动轴上套接一个第一圆柱齿轮和第二圆柱齿轮，第一圆柱齿轮通过第一单向轴承连接驱动轴，第二圆柱齿轮通过第二单向轴承连接驱动轴，第一单向轴承和第二单向轴承传动方向相反，中间轴
3.根据权利要求1所述的一种利用自然能融合驱动的无人船，其特征在于：两个所述第一浮体分别处于船体的两侧。
4.根据权利要求1所述的一种利用自然能融合驱动的无人船，其特征在于：还包括船体摇摆发电装置，船体摇摆发电装置包括第二发电机、机座，机座固连在船体上，第二发电机安装在机座或船体上，机座上装有活动构件，所述活动构件包括间隔枢接在机座上的两根转轴，两根转轴中心轴线相重叠，两根转轴相对一端各固连一根拐臂一端，两根拐臂相互平行，两根拐臂另一端之间固连一根支撑轴，支撑轴中心轴线与任一根转轴中心轴线的夹角小于45°；一个圆环内周面通过多个支持臂固连在支撑轴中部，圆环外周面连接一个限位机构，限位机构限制圆环晃动位置使得两根所述转轴只能沿同一方向转动，至少有一根转轴带动一个第二发电机转子转动实现发电，第二发电机发电后通过控制单元给蓄电池充电。
5.根据权利要求4所述的一种利用自然能融合驱动的无人船，其特征在于：所述限位机构包括一个球体，球体与所述圆环外周面之间通过一个连杆相固连，机座上设有一圆弧槽，圆弧槽处于所述圆环下面，圆弧槽的圆弧底面的中心轴线与所述转轴的中心轴线相垂直，圆弧槽的两个内侧面相平行且与所述转轴的中心轴线相平行，圆弧槽的两个内侧面共同限制球体的移位方向。
6.根据权利要求4所述的一种利用自然能融合驱动的无人船，其特征在于：所述限位机构包括限位圆环体，限位圆环体外周面前后侧沿径向各连接一根第一支撑柱一端，每根第一支撑柱另一端连接在机座上，使得限位圆环体可相对于机座转动，每根第一支撑柱的轴向与所述转轴的轴向相垂直；限位圆环体内周面上下侧沿径向各连接一根第二支撑柱一端，两根第二支撑柱另一端分别连接所述圆环外周面上下侧，使得限位圆环体与所述圆环可相对转动。
7.根据权利要求1所述的一种利用自然能融合驱动的无人船，其特征在于：所述船体上还装有倾覆翻转恢复装置，所述倾覆翻转恢复装置包括储气瓶、气囊箱，储气瓶安装在船体上，气囊箱固连在船体一侧上部，气囊箱内装有可充气的气囊，气囊箱设有上开口，气囊设有进气口，气囊的进气口通过进气管道和进气电磁闸阀连接储气瓶；
8.根据权利要求7所述的一种利用自然能融合驱动的无人船，其特征在于：所述位置传感器包括一个两端封闭的圆管体，圆管体内中间放置一个可活动的重力体，圆管体内上部装有上顶杆，上顶杆一端与重力体上部固连，上顶杆另一端可活动从圆管体顶部伸出，上顶杆上套有上复位弹簧，上复位弹簧一端抵住重力体上部、另一端抵住圆管体顶部；圆管体内下部装有下顶杆，下顶杆一端与重力体下部固连，下顶杆另一端可活动从圆管体底部伸出，下顶杆上套有下复位弹簧，下复位弹簧一端抵住重力体下部、另一端抵住圆管体底部；
9.根据权利要求7所述的一种利用自然能融合驱动的无人船，其特征在于：所述气囊还设有排气口，气囊的排气口通过排气管道和排气电磁闸阀进行排气；无人船船体复位后，位置传感器通过第一开关断开进气电磁闸阀电源，进气电磁闸阀关闭，位置传感器同时通过第二开关接通排气电磁闸阀电源，排气电磁闸阀打开，气囊通过排气管道排气；
10.根据权利要求1至9任一项所述的一种利用自然能融合驱动的无人船，其特征在于：还包括有风力发电装置和水下牵引装置，水下牵引装置通过...
【技术特征摘要】
1.一种利用自然能融合驱动的无人船，包括船体，船体上装有控制单元、蓄电池、太阳能发电装置和通信用的天线，太阳能发电装置发电后通过控制单元给蓄电池充电，外部指挥系统通过天线与控制单元进行双向通信，船体后部装有推进器，推进器通过蓄电池提供电能驱动船体移动，其特征在于：还包括波浪能发电装置，波浪能发电装置包括第一发电机、摆动支架，摆动支架包括两个侧臂和连接两个侧臂上部的横杆，两个侧臂下端分别连接有第一浮体，第一浮体与水面相接触，通过水面波浪带动第一浮体运动从而驱动摆动支架摆动；所述横杆中部固连一根驱动轴，驱动轴通过传动机构带动第一发电机转子沿同方向转动进行发电；所述第一发电机安装在船体上；第一发电机发电后通过控制单元给蓄电池充电。
2.根据权利要求1所述的一种利用自然能融合驱动的无人船，其特征在于：所述传动机构包括座体，座体固连在船体上，所述驱动轴枢接在座体上，座体上还枢接有与驱动轴相平行的输出轴和中间轴，驱动轴上套接一个第一圆柱齿轮和第二圆柱齿轮，第一圆柱齿轮通过第一单向轴承连接驱动轴，第二圆柱齿轮通过第二单向轴承连接驱动轴，第一单向轴承和第二单向轴承传动方向相反，中间轴上固连一个第三圆柱齿轮，输出轴上固连一个第四圆柱齿轮，第三圆柱齿轮同时与第二圆柱齿轮和第四圆柱齿轮相啮合，第四圆柱齿轮同时与第一圆柱齿轮和第三圆柱齿轮相啮合，输出轴一端连接第一发电机转子并带动第一发电机转子转动。
3.根据权利要求1所述的一种利用自然能融合驱动的无人船，其特征在于：两个所述第一浮体分别处于船体的两侧。
4.根据权利要求1所述的一种利用自然能融合驱动的无人船，其特征在于：还包括船体摇摆发电装置，船体摇摆发电装置包括第二发电机、机座，机座固连在船体上，第二发电机安装在机座或船体上，机座上装有活动构件，所述活动构件包括间隔枢接在机座上的两根转轴，两根转轴中心轴线相重叠，两根转轴相对一端各固连一根拐臂一端，两根拐臂相互平行，两根拐臂另一端之间固连一根支撑轴，支撑轴中心轴线与任一根转轴中心轴线的夹角小于45°；一个圆环内周面通过多个支持臂固连在支撑轴中部，圆环外周面连接一个限位机构，限位机构限制圆环晃动位置使得两根所述转轴只能沿同一方向转动，至少有一根转轴带动一个第二发电机转子转动实现发电，第二发电机发电后通过控制单元给蓄电池充电。
5.根据权利要求4所述的一种利用自然能融合驱动的无人船，其特征在于：所述限位机构包括一...
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