CN102200092B - 一种用于水下滑翔机的晃动发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水下滑翔机的晃动发电装置，该装置是利用安装在滑动发电机输入轴上偏心轮的转动和滑动发电机的平移将波浪运动产生的机械能采集起来，再通过发电机将采集到的机械能转化为电能供水下滑翔机使用，从根本上解决了水下滑翔机的能源供给问题；本发明装置收集水下滑翔机横滚、俯仰两个方向晃动的机械能，转化效率高；装置整体外形呈圆柱形，结构紧凑，可作为单独机构直接装载回转体型水下滑翔机。

Description

一种用于水下滑翔机的晃动发电装置
技术领域
本发明涉及一种水下航行器的发电装置，特别是一种用于水下滑翔机的晃动发电装置。属于船舶工业领域，作为单独机构可直接装载在回转体型水下滑翔机上，以及其它航行器上。
背景技术
水下滑翔机是一种高效、节能、降噪的新型水下航行器，它通过改变自身的净浮力和重浮心的相对位置，借助水平固定翼的流体动力产生水平方向位移，并通过尾舵摆动或改变横滚姿态实现转向运动低能耗，由于其能耗低，因而从时间和空间上都拓展了海洋监测的应用范围。此外，水下滑翔机还具有制造成本和维护费用低，可重复利用、投放回收方便，续航能力长等特点，已经成为当前水下航行器领域的一个研究热点。
目前，国内外使用的水下滑翔机主要采用机载电池作为供电***。然而，机载电池能源有限，已经远不能满足当前水下航行器的性能要求，限制了水下滑翔机的使用范围。为了充分利用海洋中蕴藏的能量，将海浪晃动能量转化为电能的水下滑翔机晃动发电装置，能解决水下滑翔机的能源供给问题，使水下滑翔机的应用范围更广泛。
发明内容
为了克服现有技术采用机载电池作为供电能源的不足，本发明提供一种用于水下滑翔机的晃动发电装置，能将海浪晃动的能量转化为电能，其不仅能充分利用海洋中蕴藏的能量，而且增长了水下滑翔机的续航能力。
本发明的上述技术问题是通过提供一种具有如下结构的水下滑翔机的晃动发电装置而解决的，该装置包括滚珠丝杠、丝杠螺母、偏心轮、滑动发电机、前轴承、后轴承、第一锥齿轮、第二锥齿轮、固定发电机、电机座和由前挡板、后挡板、第一导杆与第二导杆组成的机架；滚珠丝杠的一端与前轴承连接安装在前挡板上，滚珠丝杠的另一端通过后轴承安装在后挡板上与第一锥齿轮连接；固定发电机安装在后挡板电机座上，固定发电机输入轴和第二锥齿轮连接，与滚珠丝杠连接的第一锥齿轮成为锥齿轮副；机架与水下滑翔机固定连接。
所述的滑动发电机呈圆盘形状，外壳体的顶部设置有安装凸耳，与安装凸耳轴线垂直水平径向两侧各有一凸耳，凸耳中心置有通孔，导杆穿过水平径向两侧凸耳的通孔与前挡板和后挡板固定连接，安装凸耳与丝杠螺母固定连接，与滚珠丝杠配套安装；偏心轮安装在滑动发电机输入轴上，滑动发电机沿导杆向前、后滑动，带动丝杠转动。
导杆与滑动发电机轴线平行；滚珠丝杠与滑动发电机轴线平行。
所述的偏心轮呈扇面状，扇面状夹角为本120°，扇缘弯折形成配重块安装在滑动发电机输入轴上，与滑动发电机沿导杆向前、后滑动，带动丝杠转动。
当水下滑翔机需要充电时，水下滑翔机上浮至海面，在海浪的作用下产生晃动。本发明装置与水下滑翔机固定连接，利用水下滑翔机的横滚和俯仰运动发电，其中横滚运动为安装在滑动发电机输入轴上的偏心轮在重力的作用下与滑动发电机之间产生相对转动，带动滑动发电机的输入轴转动，产生电能；俯仰运动为滚珠丝杠在其所在竖直平面内的转动，俯仰运动时，滑动发电机和偏心轮在重力的作用下沿第一导杆与第二导杆向前、向后滑动，同时通过丝杠螺母带动滚珠丝杠转动，经过锥齿轮副的传动后带动固定发电机的输入轴旋转，产生电能。
本发明的有益效果是：
本发明水下滑翔机的晃动发电装置，是利用安装在滑动发电机输入轴上偏心轮的转动和滑动发电机的平移将波浪运动产生的机械能采集起来，再通过发电机将采集到的机械能转化为电能供水下滑翔机使用，从根本上解决了水下滑翔机的能源供给问题；本发明装置收集水下滑翔机横滚、俯仰两个方向晃动的机械能，转化效率高；装置整体外形呈圆柱形，结构紧凑，可作为单独机构直接装载回转体型水下滑翔机。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明用于水下滑翔机的晃动发电装置作进一步详细说明。
图1为本发明晃动发电装置的结构示意图。
图2为本发明晃动发电装置的结构侧视图。
图3为滑动发电机与偏心轮安装结构侧视图。
图4为滑动发电机与偏心轮安装结构主视图。
图中：
1.前挡板     2.滚珠丝杠      3.丝杠螺母     4.后轴承    5.后挡板6.偏心轮    7.滑动发电机      8.前轴承       9.第一导杆    10.第二导杆11.第一锥齿轮       12.第二锥齿轮       13.固定发电机    14.电机座
具体实施方式
本实施例是一种用于水下滑翔机的晃动发电装置。包括：前挡板1、滚珠丝杠2、丝杠螺母3、后轴承4、后挡板5、偏心轮6、滑动发电机7、前轴承8、第一导杆9、第二导杆10、第一锥齿轮11、第二锥齿轮12、固定发电机13、电机座14。
参见图1、图2、图3、图4，本发明用于水下滑翔机的晃动发电装置，其由前挡板1、后挡板5、第一导杆9与第二导杆10组成的机架和水下滑翔机固定连接，第一导杆9与第二导杆10相互对称安装；滚珠丝杠2的一端与前轴承8连接安装在前挡板1上，滚珠丝杠2的另一端通过后轴承4安装在后挡板5上与第一锥齿轮11连接，滚珠丝杠2可自由转动，但前挡板1与后挡板5之间的滚珠丝杠则不能前后移动；固定发电机13安装在后挡板5电机座14上，固定发电机13输入轴和第二锥齿轮12连接，与滚珠丝杠2连接的第一锥齿轮11成为锥齿轮副；丝杠螺母与滚珠丝杠配套安装。
滑动发电机7为圆盘形状，外壳体的顶部设置有安装凸耳，与安装凸耳轴线垂直水平径向两侧各有一凸耳，凸耳中心置有通孔，第一导杆9与第二导杆10穿过水平径向两侧凸耳的通孔与前挡板1和后挡板5固定连接，安装凸耳与丝杠螺母3固定连接，与滚珠丝杠2配套安装；扇面状的偏心轮6安装在滑动发电机7输入轴上，与滑动发电机7沿第一导杆9与第二导杆10向前、后滑动，带动丝杠2转动。
第一导杆9、第二导杆10与滑动发电机7中轴线平行；滚珠丝杠2与滑动发电机7中轴线纵向平行。
偏心轮6扇面状夹角为120°。
当水下滑翔机需要充电时，水下滑翔机上浮至海面，在海浪的作用下产生晃动。本发明装置与水下滑翔机固定连接，利用水下滑翔机的横滚和俯仰运动发电，其中横滚运动为安装在滑动发电机7输入轴上的偏心轮6在重力的作用下与滑动发电机7之间产生相对转动，带动滑动发电机7的输入轴转动，产生电能；俯仰运动为滚珠丝杠2在其所在竖直平面内的转动，俯仰运动时，滑动发电机和偏心轮在重力的作用下沿第一导杆9与第二导杆10向前、向后滑动，同时通过丝杠螺母3带动滚珠丝杠2转动，经过第一锥齿轮11与第二锥齿轮12啮合传动后带动固定发电机13的输入轴旋转，产生电能。
本发明装置收集水下滑翔机在海浪的作用下产生的横滚或俯仰两个方向晃动的机械能，转化效率高；装置整体外形呈圆柱形，结构紧凑，可直接装载在回转体型水下滑翔机。

Claims (2)

1.一种用于水下滑翔机的晃动发电装置，包括滚珠丝杠、丝杠螺母、偏心轮、滑动发电机、前轴承、后轴承、第一锥齿轮、第二锥齿轮、固定发电机、电机座，其特征在于：晃动发电装置还包括由前挡板、后挡板、第一导杆与第二导杆组成的机架；滚珠丝杠的一端与前轴承连接安装在前挡板上，滚珠丝杠的另一端通过后轴承安装在后挡板上与第一锥齿轮连接；固定发电机安装在后挡板电机座上，固定发电机输入轴和第二锥齿轮连接，与滚珠丝杠连接的第一锥齿轮成为锥齿轮副；机架与水下滑翔机固定连接；所述的滑动发电机为圆盘形状，外壳体的顶部设置有安装凸耳，与安装凸耳轴线垂直水平径向两侧各有一凸耳，凸耳中心置有通孔，第一导杆与第二导杆穿过两侧凸耳的通孔与前挡板和后挡板固定连接，安装凸耳与丝杠螺母连接，与滚珠丝杠配套安装；所述的偏心轮呈扇面状，扇缘弯折形成配重块安装在滑动发电机输入轴上，与滑动发电机沿导杆向前、后滑动，带动丝杠转动。
2.根据权利要求1所述的水下滑翔机的晃动发电装置，其特征在于：所述的偏心轮呈扇面状，夹角为120°。 
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