一种海上环境监测平台的海洋能源捕获系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种海上环境监测平台的海洋能源捕获系统，包括海浪能捕获装置、风能捕获装置和太阳能捕获装置，海浪能捕获装置设置在浮体底部中心处，海浪能捕获装置包括固定在浮体内部的筒体，筒体内部水平且上下间隔设置有上连接板和下连接板，上连接板和下连接板通过滑动穿设在其上的竖直的圆轴连接，圆轴的两端分别抵靠在筒体的两端盖上，上连接板和下连接板通过一转换机构与双向发电机相连；风能捕获装置设置在浮体上且位于支撑架的底部，风力发电机的转轴上设置有用于限制转轴转动的制动机构；太阳能捕获装置的太阳能板分别固定在支撑架的底部、中部和顶部的周面上；双向发电机、风力发电机和太阳能板分别与浮体内部的蓄电池电连接。

A marine energy capture system for marine environmental monitoring platform

The utility model relates to an ocean energy capture system of an ocean environment monitoring platform, which includes a wave energy capture device, a wind energy capture device and a solar energy capture device. The wave energy capture device is arranged at the center of the bottom of the floating body, the wave energy capture device includes a cylinder fixed in the floating body, the inner part of the cylinder is horizontal, and the upper and lower connecting plates are arranged at the upper and lower intervals, which are connected up The connecting plate and the lower connecting plate are connected by a vertical circular shaft which slides through the cylinder. The two ends of the circular shaft are respectively against the two ends of the cylinder cover. The upper connecting plate and the lower connecting plate are connected with the two-way generator through a conversion mechanism. The wind energy capture device is arranged on the floating body and at the bottom of the support frame, and the rotating shaft of the wind turbine is provided with a brake mechanism for limiting the rotation of the rotating shaft; The solar panels of the solar capture device are respectively fixed on the bottom, middle and top peripheral surfaces of the support frame; the two-way generator, wind turbine and solar panel are respectively electrically connected with the battery inside the floating body.

【技术实现步骤摘要】
一种海上环境监测平台的海洋能源捕获系统
本技术涉及海洋新能源收集装置
，尤其涉及一种海上环境监测平台的海洋能源捕获系统。
技术介绍
近些年，海洋能源开发利用技术一直在飞快发展，试验与测试环境、方法都在不断地改进与完善，现有的海上环境监测平台是利用太阳能收集系统及蓄电池为气象、水文、水质和生态等监测仪器设备供能。但蓄电池需要每间隔一段时间补充电源，环境监测的持续性无法得到保证；虽然太阳能是清洁能源，但其能量收集受海上日照的影响，还不能完全实现可持续供电的要求。海洋中的波浪能具有蕴藏丰富、能量密度高、分布面广、可大范围就地采能等特点。目前研究最多的三种海浪能捕获装置，一是振荡水柱波能装置，缺点是二级转换效率低，发电不稳定；二是摆式波能装置，但机械的维护较为困难；三是聚波水库波能装置，建造这种电站对地形要求严格，不易推广，三种装置结构较大，功能实现单一。目前我国进行海上新能源开发专注于单个新能源的开发与利用，没有形成系统化能源捕获。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术的目的在于提供一种海上环境监测平台的海洋能源捕获系统，该海洋能源捕获系统将海上的海浪能、风能和太阳能集中一个系统，能够系统化的捕获海洋能源，为海上环境监测平台持续供电。为实现上述目的，本技术采用以下技术方案：一种海上环境监测平台的海洋能源捕获系统，包括海浪能捕获装置、风能捕获装置和太阳能捕获装置，海浪能捕获装置设置在海上环境监测平台的浮体底部中心处，海浪能捕获装置包括固定在浮体内部的筒体，筒体内部水平且上下间隔设置有上连接板和下连接板，上连接板和下连接板通过滑动穿设在其上的竖直的圆轴连接，圆轴的两端分别抵靠在筒体的两端盖上，上连接板和下连接板通过一转换机构与双向发电机相连，上连接板和下连接板相对于圆轴的上下运动通过转换机构的转换带动双向发电机的转轴转动；风能捕获装置设置在浮体上一支撑架的底部，风能捕获装置包括风力发电机和固定套设在风力发电机的转轴上的叶片架，叶片架上设置有若干叶片，风力发电机的转轴上设置有用于限制转轴转动的制动机构；太阳能捕获装置的太阳能板分别固定在支撑架的底部、中部和顶部的周面上；双向发电机、风力发电机和太阳能板分别与浮体内部的蓄电池电连接。其中，所述转换机构包括齿条、主齿轮和从齿轮，齿条两端固定连接上连接板和下连接板，主齿轮转动安装在齿条外侧且与齿条啮合，从齿轮与主齿轮啮合且固定套设在双向发电机的转轴上。进一步的，所述主齿轮和双向发电机均由固定连接在筒体的下端盖上的支撑座支撑。进一步的，所述上连接板与筒体的上端盖之间以及下连接板与筒体的下端盖之间的圆轴上均套设有缓冲弹簧。进一步的，所述上连接板和下连接板上穿设有直线轴承，圆轴滑动套设在直线轴承内。进一步的，所述圆轴的数量为三根，三根圆轴与上连接板或者下连接板的交点相连形成一等边三角形，三根圆轴形成的等边三角形的中心与上连接板和下连接板的中心重合。进一步的，所述齿条的数量为三根，分别位于两相邻的圆轴之间的上连接板和下连接板的侧边中心处，双向发电机的数量也为三个，三个双向发电机分别通过从齿轮和主齿轮与齿条啮合。其中，所述制动机构包括刹车盘和电磁铁，刹车盘固定套设在风力发电机的转轴上，电磁铁固定安装在套设在风力发电机外的箱体内壁上，电磁铁位于刹车盘的上方且靠近刹车盘设置，电磁铁通过控制器与一架设在支撑架顶部的风速传感器电连接，风速传感器检测海上风力大小并通过控制器控制电磁铁的得失电。进一步的，所述叶片为弧形梳齿状。进一步的，所述箱体顶面通过法兰固定有风力轴承，风力发电机的转轴向上伸出箱体且转动套设在风力轴承内，风力发电机的转轴顶端部与叶片架的转轴固定连接。本技术具有如下有益效果：本技术的海洋能源捕获系统将海上的海浪能、风能和太阳能集中成一个系统，能够系统化的捕获海洋能源，为海上环境监测平台持续供电。本技术的海浪能捕获装置随着海浪一起运动，运动状态一致，由于物体惯性随着海浪运动而发生相对运动，但由于直线轴承的作用，上下连接板与圆轴只能做竖直方向的往复运动，充分利用海浪能的势能，进而在缓冲弹簧的作用下，能够将海浪能的势能一部分储存在缓冲弹簧中，同时避免上下连接板对密闭空间的筒体上下端盖的撞击，避免装置损坏。本技术的风能捕获装置，当海风吹动叶片时，将风能转化为电能，并储存在蓄电池中，在系统工作时，当与电磁铁连接的风速传感器检测到风速超过叶片保护允许范围时，将传递信号给电磁铁，电磁铁接收信号以后，得电恢复磁性，吸住下方刹车盘，起到抱死制动的作用，能够防止叶片损坏。本技术的太阳能捕获装置，多个位置分布的太阳能电池板，增加光照利用率，提高太阳能捕获效率，增加整个装置的储能量。附图说明图1为本技术的整体结构示意图；图2为本技术的海浪能捕获装置除筒体外的立体结构示意图；图3为本技术的海浪能捕获装置除支撑座外的正面结构示意图；图4为本技术的风能捕获装置的正面结构示意图；图5为本技术的风能捕获装置除箱体外的立体结构示意图。附图标记说明：10-海上环境监测平台、101-浮体、102-支撑架、103-抛锚、1-海浪能捕获装置、11-筒体、111-上端盖、112-下端盖、121-上连接板、122-下连接板、131-直线轴承、132-圆轴、133-缓冲弹簧、14-齿条、15-主齿轮、151-水平轴、152-滚动轴承、153-第一支撑座、161-从齿轮、162-双向发电机、163-第二支撑座、2-风能捕获装置、21-箱体、22-风力发电机、231-刹车盘、232-电磁铁、241-法兰、242-风力轴承、25-叶片架、251-叶片、26-风速传感器、3-太阳能捕获装置、31-太阳能板、4-蓄电池。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本技术做进一步详细说明：参见图1至图5，一种海上环境监测平台的海洋能源捕获系统，所述的海上环境监测平台10包括浮体101和架设在浮体101上的支撑架102，所述浮体101通过抛锚103固定在海底或者岸边，所述海洋能源捕获系统包括海浪能捕获装置1、风能捕获装置2和太阳能捕获装置3。所述海浪能捕获装置1设置在浮体101底部中心处，所述海浪能捕获装置1包括固定在浮体101内部的筒体11，所述筒体11上下端面固定连接有上端盖111和下端盖112，所述筒体11内部水平且上下间隔设置有圆盘形的上连接板121和下连接板122，所述上连接板121和下连接板122上分别固定有竖直的直线轴承131，所述上连接板121和下连接板122通过滑动穿设在直线轴承131内的竖直的圆轴132连接，所述圆轴132的上端抵靠在筒体11的上端盖111上，所述圆轴132的下端抵靠在筒体11的下端盖112上，所述上连接板121的直线轴承131与筒体11的上端盖111之间的圆轴132上套设有缓冲弹簧133，所述下连接板122和直线轴承131与筒体11的下端盖112之间的圆轴132上也套设有缓冲弹簧133。优选的，所述圆轴132的数量为三根，三根圆轴132与上连接板121或者下连接板122的交点相连形成一等边三角形，三根圆轴132形成的等边三角形的中心与上连接板121和下连接板122的中心重合。所述上连接板121和下连接板122固定连接有竖直的齿条1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海上环境监测平台的海洋能源捕获系统，其特征在于：包括海浪能捕获装置（1）、风能捕获装置（2）和太阳能捕获装置（3），海浪能捕获装置（1）设置在海上环境监测平台的浮体（101）底部中心处，海浪能捕获装置（1）包括固定在浮体（101）内部的筒体（11），筒体（11）内部水平且上下间隔设置有上连接板（121）和下连接板（122），上连接板（121）和下连接板（122）通过滑动穿设在其上的竖直的圆轴（132）连接，圆轴（132）的两端分别抵靠在筒体（11）的两端盖上，上连接板（121）和下连接板（122）通过一转换机构与双向发电机（162）相连，上连接板（121）和下连接板（122）相对于圆轴（132）的上下运动通过转换机构的转换带动双向发电机（162）的转轴转动；风能捕获装置（2）设置在浮体（101）上一支撑架（102）的底部，风能捕获装置（2）包括风力发电机（22）和固定套设在风力发电机（22）的转轴上的叶片架（25），叶片架（25）上设置有若干叶片（251），风力发电机（22）的转轴上设置有用于限制转轴转动的制动机构；太阳能捕获装置（3）的太阳能板（31）分别固定在支撑架（102）的底部、中部和顶部的周面上；双向发电机（162）、风力发电机（22）和太阳能板（31）分别与浮体（101）内部的蓄电池（4）电连接。...

【技术特征摘要】
1.一种海上环境监测平台的海洋能源捕获系统，其特征在于：包括海浪能捕获装置（1）、风能捕获装置（2）和太阳能捕获装置（3），海浪能捕获装置（1）设置在海上环境监测平台的浮体（101）底部中心处，海浪能捕获装置（1）包括固定在浮体（101）内部的筒体（11），筒体（11）内部水平且上下间隔设置有上连接板（121）和下连接板（122），上连接板（121）和下连接板（122）通过滑动穿设在其上的竖直的圆轴（132）连接，圆轴（132）的两端分别抵靠在筒体（11）的两端盖上，上连接板（121）和下连接板（122）通过一转换机构与双向发电机（162）相连，上连接板（121）和下连接板（122）相对于圆轴（132）的上下运动通过转换机构的转换带动双向发电机（162）的转轴转动；风能捕获装置（2）设置在浮体（101）上一支撑架（102）的底部，风能捕获装置（2）包括风力发电机（22）和固定套设在风力发电机（22）的转轴上的叶片架（25），叶片架（25）上设置有若干叶片（251），风力发电机（22）的转轴上设置有用于限制转轴转动的制动机构；太阳能捕获装置（3）的太阳能板（31）分别固定在支撑架（102）的底部、中部和顶部的周面上；双向发电机（162）、风力发电机（22）和太阳能板（31）分别与浮体（101）内部的蓄电池（4）电连接。2.根据权利要求1所述的海上环境监测平台的海洋能源捕获系统，其特征在于：所述转换机构包括齿条（14）、主齿轮（15）和从齿轮（161），齿条（14）两端固定连接上连接板（121）和下连接板（122），主齿轮（15）转动安装在齿条（14）外侧且与齿条（14）啮合，从齿轮（161）与主齿轮（15）啮合且固定套设在双向发电机（162）的转轴上。3.根据权利要求2所述的海上环境监测平台的海洋能源捕获系统，其特征在于：所述主齿轮（15）和双向发电机（162）均由固定连接在筒体（11）的下端盖（112）上的支撑座支撑。4.根据权利要求1所述的海上环境监测平台的海洋能源捕获系统，其特征在于：所述上连接板（121）与筒体（11）的上端盖...

【专利技术属性】
技术研发人员：靳宗凯，孟岩，邹祎，黄伟康，赵彤辉，石浩，曹铭健，杨发展，仲照琳，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：新型
国别省市：山东,37