[发明专利]水下航行器的折展式波浪能捕获机构

说明书

本发明提供了一种水下航行器的折展式波浪能捕获机构，包括水下航行器本体和波浪能捕获装置本体，波浪能捕获装置本体包括水翼组件和横摆组件，水翼组件的第一状态为折叠状态，第二状态为展开状态，横摆组件的第一状态为折叠状态，第二状态为展开状态；波浪能捕获装置本体还包括用于将水翼组件和横摆组件在第一状态和第二状态相互切换的主动组件以及用于将水翼组件捕获的波浪能储存的储存组件。在水翼组件和横摆组件展开时，水翼组件有助于增大波浪能捕获的有效面积，横摆组件有助于调整水下航行器的迎浪姿态，增大了波浪能捕获机构的发电效率；在水翼组件收拢时，降低了水下航行器的运动阻力，提高了水下航行器的运动灵活性和续航能力。

技术领域

本发明涉及水下航行器和新能源领域，具体地，涉及一种水下航行器的折展式波浪能捕获机构。

背景技术

水下航行器是开展海洋环境监测、海洋科学研究和海洋军事任务的重要载体。现有的水下航行器主要依靠外部电缆供电或由自身所携带的电池供电，存在运动灵活性不足、运动范围小、续航能力弱等问题，难以开展长时序大范围的水下作业。波浪能作为品位最高的海洋能，具有能量密度高、储量大、分布广等特点，是理想的能量捕获对象，因此，发展波浪能随体发电技术是实现水下航行器持续能源供给的重要途径。

现有公开号为CN107235130A的中国专利，其公开了一种用于小型海洋航行器的摆翼式波浪能收集装置，包括摆动水翼，传动舱室，内部旋转传动机构，舱室连接隔板及发电机，其中内部旋转传动机构包括输入轴、齿轮加速机构和输出轴。摆动水翼通过U形连接件与输入轴相连；输出轴与发电机相连；舱室连接隔板实现舱室间密封连接，并设有轴承座孔，用于支撑输入轴或输出轴；摆动水翼与传动舱室壳体之间还连接有弹簧。

发明人认为，现有技术中的波浪能收集装置受到水下航行器自身尺寸的限制，摆翼的翼展、与波浪间的有效作用面积都非常有限，进而导致整个装置的发电功率较低，在运动时，摆翼的存在也显著增加了水下航行器的运动阻力，并对其运动造成干扰，同时在发电状态下，现有装置也无法根据海面波浪状况被动调整机身的迎浪姿态，对波浪能的捕获能力较弱，存在待改进之处。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种水下航行器的折展式波浪能捕获机构。

根据本发明提供的一种水下航行器的折展式波浪能捕获机构,包括水下航行器本体和波浪能捕获装置本体，所述波浪能捕获装置本体设置在水下航行器本体上；所述波浪能捕获装置本体包括水翼组件和横摆组件，所述水翼组件和横摆组件均包括第一状态和第二状态，所述水翼组件的第一状态为折叠状态，所述水翼组件的第二状态为展开状态，所述横摆组件的第一状态为折叠状态，所述横摆组件的第二状态为展开状态；所述波浪能捕获装置本体还包括主动组件和储能组件，所述主动组件用于将水翼组件在第一状态和第二状态相互切换，所述主动组件还用于将横摆组件在第一状态和第二状态相互切换，所述储能组件用于将水翼组件捕获的波浪能储存。

优选地，所述水翼组件包括水翼膜和多根连接杆，多根所述连接杆相互铰接形成具有一个或多个平行四边形的折叠结构，所述折叠结构收拢为水翼组件的第一状态，所述折叠结构打开为水翼组件的第二状态；所述水翼膜包覆在折叠结构上，所述水翼膜为柔性薄膜，当所述水翼组件处于第一状态时，所述水翼膜处于压缩状态，当所述水翼组件处于第二状态时，所述水翼膜处于展开状态。

优选地，所述横摆组件包括第一杆件、第二杆件以及横摆膜，所述第一杆件的一端与第二杆件的中部铰接连接，所述第一杆件和第二杆件均铰接连接在主动组件上；所述横摆膜设置在第二杆件和水翼组件之间，所述横摆膜为柔性膜，当所述横摆组件处于第一状态时，所述横摆膜处于压缩状态，当所述横摆组件处于第二状态时，所述横摆膜处于展开状态。

优选地，当所述水翼组件和横摆组件二者均处于第二状态时，所述横摆膜与水翼膜相互垂直。

优选地，所述第一杆件和第二杆件靠近主动组件的一端均通过定位销轴与水翼组件连接。