空间移动被动能与主动能蓄能装置制造方法及图纸

本申请涉及一种空间移动被动能与主动能蓄能装置，该装置采集环境中的被动能与主动能，所述被动能包括环境中的风能、太阳能、水能、热辐射能、电磁能等，所述主动能包括机械牵引力等。所述装置包括用于主动能蓄能的风能采集蓄能装置、太阳能采集蓄能装置、水能采集蓄能装置、热辐射能采集蓄能装置、电磁能采集蓄能装置，用于被动能蓄能的机械牵引力采集蓄能装置；所述装置还包括耗能与蓄能权衡装置和可以在空间移动的蓄能装置承载装置。有效对环境中的各种各样的能量进行存储，以便其他设备使用。

【技术实现步骤摘要】
空间移动被动能与主动能蓄能装置
本专利技术涉及一种蓄能装置，具体是一种空间移动被动能与主动能蓄能装置。
技术介绍
环境中存在各种形式存在的能量，例如风能、太阳能、电磁能等，能量收集技术能为利用环境能源的应用带来巨大优势。现有的装置或者系统针对环境中单一能量能够有效的收集、存储，同样出现了多种能量例如风能、太阳能联合蓄能装置，能够有效的收集环境中的能量。本专利技术提供这样一种装置，采集环境中的被动能与主动能并或者转换、或者直接利用或者存储，该装置可以应用在其他设备上，用于能量收集以节省所在设备的能量供应。尤其随着物联网的发展，可穿戴设备，边缘节点的电力问题等等，都需要这样的便捷、能够最大化的利用环境中的各种自然能量，为目标设备提供辅助甚至全部能量。目前，风能、太阳能联合蓄能的装置较为成熟，然而，大部分是针对大型场景，因此，装置安装固定、笨重、复杂，其安装固定的特点自然受到环境的限制，同一地点的风能和太阳能并不能保证时刻都很充足，因此，设计一种可移动的尤其是在空中、水中等空间中移动的环境能量蓄能装置尤为必要。
技术实现思路
技术问题：本专利技术是一种空间移动被动能与主动能蓄能装置，主要用于解决对环境中的主动能与被动能的蓄能的问题，以及将所述装置对位辅助设备应用于各种主设备的能量利用及优化问题，所述被动能包括环境中的风能、太阳能、水能、热辐射能、电磁能等，所述主动能包括机械牵引力等。技术方案：为解决上述技术问题，本专利技术提供一种空间移动被动能与主动能蓄能装置，采用的技术方案是：一种空间移动被动能与主动能蓄能装置，包括用于主动能蓄能的风能采集蓄能装置、太阳能采集蓄能装置、水能采集蓄能装置、热辐射能采集蓄能装置、电磁能采集蓄能装置，用于被动能蓄能的机械牵引力采集蓄能装置，以及可在空间移动的蓄能装置承载装置。有效对环境中的各种各样的能量进行存储，以便其他设备使用；所述风能采集蓄能装置包括用于采集风力的风力机组和风力转换部，以及蓄能电池组，所述风力机组包括风力转动机组和风力采集类帆。所述风力转动机组和风力转换部将风能转换成电能存储在用于蓄能的电池组，所述类帆在特定的应用场合直接利用风能为所支持的设备提供动力，是一种太阳能采集板，风力机组的其中一些机组安装在类帆的背面，正面用来采集太阳能。所述水能采集蓄能装置和所述风能采集蓄能装置使用同一模块，风力机组在防水的情况下在水中依然可以采集谁能。所述太阳能采集蓄能装置包括太阳能采集板和用于蓄能的电池组，所述太阳能采集板是由多块采集片拼接组成，拼接的一侧可以转动90度，当转动90度时，安装在背面的风力机组能过够采集的风力最大。所述热辐射能采集蓄能装置采用温差发电原理，包括安装在空间移动装置的外壳的采集热辐射能装置和安装在空间移动器的内部冷端，冷端与外壳所在热端采用热量传导材料填装。所述电磁能采集蓄能装置包括磁感线圈和永久磁铁和配套的线路等辅助工具，所述磁感线圈的转动是通过在空间移动是产生的晃动切割磁感线，转换成电能，同时，也可以是风能带动磁感线圈进行转动，产生电能。所述机械牵引力采集蓄能装置包括牵引材料，所述牵引材料可以是牵引绳，也可以是牵引棍等，还包括用于风力发电的装置。所述空间移动装置可以是无人机、浮空器、潜艇等可以在空中、水中等空间中受控或自主移动的移动装置。所述姿态变换器包括姿态转动轴、转动器、和计算设备，所述转动器可以是步进电机、也可以是舵机，所述计算设备可以是单片机等微型计算机，类帆安装在姿态转动轴上，姿态转动轴通过转动器和空间移动装置连接，转动器受控于计算设备。体系结构本专利技术是一种空间移动被动能与主动能蓄能装置，包括用于主动能蓄能的风能采集蓄能装置、太阳能采集蓄能装置、水能采集蓄能装置、热辐射能采集蓄能装置、电磁能采集蓄能装置，用于被动能蓄能的机械牵引力采集蓄能装置，以及可在空间移动的蓄能装置承载装置。所述风力采集装置会根据风力的强度和方向设置风力采集装置的姿态。优选的，在类帆上部署传感器，采集风力，设一个传感器收集五组风的数据，共有两个传感器，风是均匀吹向所述类帆，则：α<α1,α2,α3,α4,α5,α6,α7,α8,α9,α10>β<β1,β2,β3,β4,β5,β6,β7,β8,β9,β10>S<S1,S2,S3,S4,S5,S6,S7,S8,S9,S10>V<V1,V2,V3,V4,V5,V6,V7,V8,V9,V10>（将两个传感器测得的数据合整到一起）计算在输入是风力强度、风力方向、风速下的磁感线圈切割转速的算法一如下：输入：风向αβ；风的强度S；风速V输出：帆的最大转速r1、对于每一组角度数组，赋值并求合成力的总角度SA,和表示分别对角度处理，最后作为函数SA（）的参数计算得出最终的合成角度2、对于每一组的强度，角度和风速求出合成力的大小Fω表示一个权重参数，用来调整风速对力的大小影响的比重3、根据强度和角度计算帆的最大转速RV（其中d为数据训练得出的机器损耗参数）RV=f（SA,Q（F，d））Q（F，d）先将力和损耗考虑在内求出对转速影响重要因素，f计算最大转速的函数另一种地，设一个传感器收集五组风的数据，共有两个传感器，风是均匀吹向所述类帆X<X1,X2,X3,X4,X5,X6,X7,X8,X9,X10>Y<Y1,Y2,Y3,Y4,Y5,Y6,Y7,Y8,Y9,Y10>Z<Z1,Z2,Z3,Z4,Z5,Z6,Z7,Z8,Z9,Z10>S<S1,S2,S3,S4,S5,S6,S7,S8,S9,S10>V<V1,V2,V3,V4,V5,V6,V7,V8,V9,V10>（将两个传感器测得的数据合整到一起）输入：风向坐标（X,Y,Z）；风的强度S；风速V输出：帆的最大转速RV1.对于每一组角度数组，赋值并求合成力的总角度SA表示分别对坐标处理，最后作为函数SA（）的参数计算得出最终的合成角度2、对于每一组的强度，角度和风速求出合成力的大小Fω表示一个权重参数，用来调整风速对力的大小影响的比重3、根据强度和角度计算帆的最大转速RV（其中d为数据训练得出的机器损耗参数）RV=f（SA,Q（F，d））Q（F，d）先将力和损耗考虑在内求出对转速影响重要因素，f计算最大转速的函数所述风能蓄能装置在采集风能时，若在特定场景下需要利用风力增加速度，而多余的风力需要转换成电能以将其存储，有两种情况分别考虑如下：1、不需要力的分解：输入：风力F以及所需要达到的转速v输出：节省的可转化为电能的能量W（其中λ为参数，μ为与质量相关的参数）2、需要力的分解输入：风力F、风向（x,y,z）以及需要达到的转速输出：节省的可转化为电能的能量W（其中λ为参数，μ为与质量相关的参数）附图说明图1是一种空间移动被动能与主动能蓄能装置的结构示意图。图2是一种空间移动被动能与主动能蓄能装置的原理图。图3是一种空间移动被动能与主动能蓄能装置的实施流程图。图4是一种空间移动被动能与主动能蓄能装置的实施例的风能蓄能装置示意流程图。图5是一种空间移动被动能与主动能蓄能装置的实施例的太阳能采集装置。具体实施方式结合具体实施方式，本专利技术对一种空间移动被动能与主动能蓄能装置进行详细说明。请参阅图1，一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.本专利技术是一种空间移动被动能与主动能蓄能装置，该装置采集环境中的被动能与主动能，所述被动能包括环境中的风能、太阳能、水能、热辐射能、电磁能等，所述主动能包括机械牵引力等；所述装置包括用于主动能蓄能的风能采集蓄能装置、太阳能采集蓄能装置、水能采集蓄能装置、热辐射能采集蓄能装置、电磁能采集蓄能装置，用于被动能蓄能的机械牵引力采集蓄能装置，以及可在空间移动的蓄能装置承载装置；所述装置还包括耗能和蓄能权衡装置，能够在满足外接耗能设备的能耗基础上最大限度的蓄能；有效对环境中的各种各样的能量进行存储，以便其他设备使用；针对所述装置在不同场景中的应用，给出具体的蓄能方法步骤如下：步骤1）使用所述的风能采集装置、太阳能采集装置、水能采集装置、热辐射能采集装置、电磁能采集装置、机械牵引力采集装置分别采集风能、太阳能、水能、热辐射能、电磁能和机械牵引力；步骤2）所述空间移动被动能与主动能蓄能装置最终蓄能为(EnergyStorage)，计算如下：EnergyStorage= Energy_Total – Energy_Use – Energy_Loss其中，Energy_Total表示采集的总能量，Energy_Use表示直接被外接耗能设备的使用掉的能量，Energy_Loss表示在转换时损耗的能量；步骤3）当有外接耗能设备时，在满足耗能阈值Energy_Use0的基础上，将剩余的能量转换成电能存储，此时，在风能、太阳能等多种能量组合存在时，在所述装置已经在装置上进行优化的情况下利用算法设计环境中能量采集装置的姿态以采集多种能量组合下的能量采集权衡，例如组合情形：{风能，太阳能}{风能，热辐射能}{风能，电磁能}{水能，热辐射能}{太阳能，电磁能}…用如下6元组表达所有组合情形，{a1* Energy_Wind, a2* Energy_Solar, a3* Energy_Water, a4* Energy_ Heatradiation, a5* Energy_ electromagneti, a6* Energy_Mechanical traction}其中ai取值为1或者0，ai为1时表示当前所述装置可以采集的能量，ai为0时表示当前所述装置不能采集该能量; Ennergy_Wind表示风能，Energy_Solar表示太阳能，Energy_Water表示水能，Energy_Heatradiation表示热辐射能，Energy_ electromagneti表示电磁能， Energy_Mechanical traction表示机械牵引力；因此，蓄能时，最大限度的蓄能计算如下：Energy_Collection=max{Collection（f(Energy)）}其中f(Energy)={a1* Energy_Wind, a2* Energy_Solar, a3* Energy_Water, a4* Energy_ Heatradiation, a5* Energy_ electromagneti, a6* Energy_Mechanical traction}；...

【技术特征摘要】
1.本发明是一种空间移动被动能与主动能蓄能装置，该装置采集环境中的被动能与主动能，所述被动能包括环境中的风能、太阳能、水能、热辐射能、电磁能等，所述主动能包括机械牵引力等；所述装置包括用于主动能蓄能的风能采集蓄能装置、太阳能采集蓄能装置、水能采集蓄能装置、热辐射能采集蓄能装置、电磁能采集蓄能装置，用于被动能蓄能的机械牵引力采集蓄能装置，以及可在空间移动的蓄能装置承载装置；所述装置还包括耗能和蓄能权衡装置，能够在满足外接耗能设备的能耗基础上最大限度的蓄能；有效对环境中的各种各样的能量进行存储，以便其他设备使用；针对所述装置在不同场景中的应用，给出具体的蓄能方法步骤如下：步骤1）使用所述的风能采集装置、太阳能采集装置、水能采集装置、热辐射能采集装置、电磁能采集装置、机械牵引力采集装置分别采集风能、太阳能、水能、热辐射能、电磁能和机械牵引力；步骤2）所述空间移动被动能与主动能蓄能装置最终蓄能为(EnergyStorage)，计算如下：EnergyStorage=Energy_Total–Energy_Use–Energy_Loss其中，Energy_Total表示采集的总能量，Energy_Use表示直接被外接耗能设备的使用掉的能量，Energy_Loss表示在转换时损耗的能量；步骤3）当有外接耗能设备时，在满足耗能阈值Energy_Use0的基础上，将剩余的能量转换成电能存储，此时，在风能、太阳能等多种能量组合存在时，在所述装置已经在装置上进行优化的情况下利用算法设计环境中能量采集装置的姿态以采集多种能量组合下的能量采集权衡，例如组合情形：{风能，太阳能}{风能，热辐射能}{风能，电磁能}{水能，热辐射能}{太阳能，电磁能}…用如下6元组表达所有组合情形，{a1*Energy_Wind,a2*Energy_Solar,a3*Energy_Water,a4*Energy_Heatradiation,a5*Energy_electromagneti,a6*Energy_Mechanicaltraction}其中ai取值为1或者0，ai为1时表示当前所述装置可以采集的能量，ai为0时表示当前所述装置不能采集该能量;Ennergy_Wind表示风能，Energy_Solar表示太阳能，Energy_Water表示水能，Energy_Heatradiation表示热辐射能，Energy_electromagneti表示电磁能，Energy_Mechanicaltraction表示机械牵引力；因此，蓄能时，最大限度的蓄能计算如下：Energy_Collection=max{Collection（f(Energy)）}其中f(Energy)={a1*Energy_Wind,a2*Energy_Solar,a3*Energy_Water,a4*Ener...

【专利技术属性】
技术研发人员：段玉聪，宋正阳，李亚婷，
申请(专利权)人：海南大学，
类型：发明
国别省市：海南,46