[发明专利]一种用于海洋测量平台的螺旋桨驱动波浪能转化机构

说明书

技术领域

本发明属于水下机器人工程领域，具体地说是一种用于海洋测量平台的螺旋桨驱动波浪能转化机构，可用于海洋测量平台进行海洋的观测和探测。

背景技术

水下机器人作为一种重要的海洋作业观测平台，已经在海洋科学研究、海洋资源开发、海洋大气物理、海洋生态等方面得到广泛应用。然而海洋是个广阔的水域，要想进行以上的任务并不容易，主要问题是由于水下机器人自身体积的制约，决定了其所带的能源很有限，其续航能力受到能源的极大限制，所以各国都在水下机器人能源问题方面力求突破。一方面各国在优化改进系统的能源利用率，另一方面在研究开发一些新式能源，如温差能，波浪能等，有些新能源已经在水下机器人领域得到一定的应用。其中海洋的波浪能是一种取之不尽用之不竭的清洁能源，现在的波浪能主要用于发电，有各种各样波浪能发电装置，有振荡浮子式、振荡水柱式、聚波式、摆式等。但是这些波浪能转化装置在水下机器人领域应用有一定的困难，一方面是转化装置的体积很大，不容易装配；另一方面是即使能装配，水下机器人的惯性会使得波浪能转化装置的效率很低，因为波浪首先要激励水下机器人的壳体，让水下机器人运动，水下机器人再把运动传给内部的波浪能转化装置。

发明内容

为了解决海洋机器人在海洋观测中能源制约的问题，本发明的目的在于提供一种用于海洋测量平台的螺旋桨驱动波浪能转化机构。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明包括壳体、卷轮、封板、传动机构及螺旋桨，其中壳体与水面浮体的系缆相连，所述壳体上沿壳体长度方向的左右两侧分别设有型腔，每个型腔内均转动安装有卷轮；所述型腔的上下两面均设有封板，左右两型腔上面的封板位于同侧，左右两型腔下面的封板位于同侧、且与上面的封板安装方向相反，所述封板的一侧安装在壳体上，另一侧为在水流通过时可开启的自由侧；所述卷轮上沿卷轮的轴向均布有多个叶片，每个卷轮的轮轴尾端均通过所述传动机构连接有与所连接卷轮同向旋转的螺旋桨；所述转化机构在上升或下降的过程中，水流由左右两型腔的同一侧经过，通过所述叶片带动每个卷轮旋转，进而带动所述螺旋桨转动，所述左右两侧型腔中的卷轮旋转方向相反。

其中：所述壳体分为形状结构相同的上壳体及下壳体，该上壳体与下壳体的两端通过连接螺栓相连，所述上、下壳体上沿长度方向的左右两侧分别开有空腔，上、下壳体的空腔形成所述型腔；所述上壳体的前端及尾端均安装有用于与所述水面浮体的系缆相连接的吊环螺钉；所述型腔通过内部安装的卷轮分为内外两个，每个型腔上面的封板位于内侧或外侧，每个型腔下面的封板位于外侧或内侧；

所述壳体尾端设有尾部端盖，所述传动机构位于该尾部端盖内，包括大齿轮轴、大齿轮、小齿轮轴及小齿轮，该大齿轮轴的一端转动安装在型腔尾端且与所述卷轮的轮轴相连，所述大齿轮轴的另一端连接有大齿轮，所述小齿轮轴的一端转动安装在型腔尾端，另一端由所述尾部端盖穿出、连接有所述螺旋桨，所述小齿轮安装在小齿轮轴上、与所述大齿轮相啮合；

所述大齿轮轴上设有凸台，该凸台与所述型腔配合，实现大齿轮轴的轴向定位；所述大齿轮轴的另一端端面沿轴向开有螺纹孔，所述大齿轮朝向所述另一端的外侧设有套设在大齿轮轴上的挡片，所述螺纹孔上螺纹连接有用于大齿轮轴向定位的螺栓，该螺栓上加有第一平垫圈及第一弹簧垫圈；

所述小齿轮轴上设有凸台，该凸台与所述型腔配合，实现小齿轮轴的轴向定位；所述小齿轮朝向所述另一端的外侧设有螺纹，并螺纹连接有用于小齿轮轴向定位的螺母，该螺母上加有第二平垫圈及第二弹簧垫圈；

所述螺旋桨末端设有固定螺旋桨的、带螺纹的螺旋桨头部，所述卷轮轮轴的尾端开有与大齿轮轴连接的十字槽，所述大齿轮与大齿轮轴之间、小齿轮与小齿轮轴之间以及螺旋桨与小齿轮轴之间均为键连接；

所述舵机系统安装在两螺旋桨之间的壳体上，舵机系统的下方通过舵机轴连接有控制所述转化机构方向的舵叶；

所述型腔上面的封板位于外侧、下面的封板位于内侧时，安装在壳体尾端左侧的左侧螺旋桨为左旋螺旋桨，安装在壳体尾端右侧的右侧螺旋桨为右旋螺旋桨；所述型腔上面的封板位于内侧、下面的封板位于外侧时，安装在壳体尾端左侧的左侧螺旋桨为右旋螺旋桨，安装在壳体尾端右侧的右侧螺旋桨为左旋螺旋桨。

本发明的优点与积极效果为：

1.操作简单；本发明作为海洋观测平台的动力部分带动浮体运动的，螺旋桨的运动也是靠浮体受波浪激励被动产生，完全靠自身自主进行波浪能的转化，不需要人为干预。