本发明专利技术公开一种用于水下无人航行器的自动发电装置，用于水下无人航行器，包括支架，发电舱和活动球；发电舱包括定子瓣，滚珠和转子球；定子瓣与支架固定连接；定子瓣设置有四块；每一定子瓣内均安装有一套交流绕组；四交流绕组相互串/并联；转子球外表面贴设有若干块N极和S极相互交错的永磁体；滚珠置于定子瓣内侧与永磁体之间；转子球通过连接绳连接有活动球；电磁绕组与整流器电性连接，整流器与水下无人航行器的蓄电池电性连接。本发明专利技术实现活动球拽动转子球使发电舱进行发电，四个定子瓣里的交流绕组内交流电通过整流器整流后为蓄电池充电，延长水下无人航行器的航行周期和工作时间。时间。时间。
【技术实现步骤摘要】
一种用于水下无人航行器的自动发电装置
[0001]本专利技术涉及水下发电
，特别是涉及一种用于水下无人航行器的自动发电装置。
技术介绍
[0002]随着现代科学技术的飞速发展,海洋这个拥有巨大资源的广阔区域,必将成为许多国家竞相开发和利用的领域以及必要的军事战略要地。同样水下航行器作为探索海洋的有效工具受到了各国的重视,从而得到了突飞猛进的发展。在军事方面可用于水下探测,水下侦察和水下通信与导航等。在民用方面可用于海洋环境调查、海底地形地貌勘探、失事船只搜索与打捞等。但如今的水下航行器基本上都采用锂电池供电,这会导致其水下巡航时间短、充电困难、探索范围小等缺点。同时,现在水下航行器的充电主要是返回岸基和甲板进行充电或者通过电缆进行水下湿插拔式充电，这两种充电方式的自动化程度都较低,而且由于湿插拔所需的插拔力较大会导致接口磨损严重,使得充电次数有限。传统的水下无人航行器由于体积小，容量有限，造成电源系统能量有限，因而续航能力不强，不能长时间航行，若测量的目标地点过远，还需要用其它载具携带水下无人航行器至目标区域投放，十分不方便。
[0003]近年来，国内外学者对水下航行器长时间航行问题进行了大量的研究，并且提出了很多建设性的意见，但他们都具有一定的不足。例如中国专利公开号CN106351781A、名称为“一种基于海浪
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光能互补发电的水下航行器感应充电系统”，该专利技术指出：如果水下航行器进行远距离探测时，这种充电方式需要布置大量的集洋面漂浮模块、海浪发电模块、光能发电模块、储能模块及水下非接触充电模块，这使得成本增加，减弱了隐蔽性和安全性，并且也为其它在海面航行的船舶增加了安全隐患。中国专利公开号CN107235130A，名称为“一种用于小型海洋航行器的摆翼式波浪能收集装置”，对于安装这种装置的长期工作在海面以下的水下航行器，当需要充电时，航行器还需上浮到海面上才能发挥最大的作用，从而会使航行器相应的调节系统更加复杂。中国专利公开号CN104196685A，名称为“利用风能或水流能充电续航的螺旋桨”，如果利用风能充电，飞行器停泊位置、固定方法等还需要解决：若是停在地面，风力很弱，发电量低，若是停在高处，风力很强，使飞行器无法固定；如果利用水流能充电，这种两叶片的螺旋桨结构的推进效果不好，同时水下发电效率很低。
[0004]中国专利公开号CN110391724A名称为“一种无输出轴的球形感应电机”，该专利技术电机无固定的输出轴结构，可以实现转子围绕球心的多自由度无死角的旋转运动，这种多自由度运动源于多个定子的共同作用，通过改变电机定子组中每一个弧形电机定子的供电状况，可以分别对每一个单元电机的推力输出进行控制，进而改变电机组的合力输出，实现不同方向、不同大小的动力输出。但经线环和纬线环需要具有足够的刚度，否则易导致表面因定子支架形变导致定子单元与球壳转子之间的气隙不均匀，以及牛眼轴承与球壳转子之间的受力不均匀。对于中国专利公开号CN105226891A、名称为“一种球形电机”，该专利技术能够实现动子(即轮子)向平面内的任意方向转动,结构简单,在多自由度设备中有很好的应用前
景。当其安装在车上充当轮子时能够简化传动机构,实现电机的快速响应,方便车子的转向；当做为关节使用时可以获得更加灵活的动作，但不易对电机的推力输出进行控制。对于中国专利公开号CN202160025U、名称为“多自由度球形电机”，该技术的多自由度球形电机,大大地简化了机械系统的结构,降低了生产成本,且体积小、重量轻,系统的动态、静态性能高。然而其本质仍然没有摆脱传统的有输出轴形式，其多自由度运动的实现以主运动为基准，并且有角度范围限制。
[0005]上述的三种球形电机及其它种类的球形电机都是用于电力传动，不具备水下发电能力。本专利技术专利在考虑水下无人航行器姿态和球形电机的结构特点基础上提出的一种适用于水下无人航行器的自动发电装置。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的是提供一种用于水下无人航行器的自动发电装置，以解决上述现有技术存在的问题，能够实现活动球拽动转子球使发电舱进行发电，四个定子瓣里的交流绕组内交流电通过整流器整流后为蓄电池充电，延长水下无人航行器的航行周期和工作时间。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种用于水下无人航行器的自动发电装置，用于水下无人航行器，包括支架，发电舱和活动球；
[0008]所述发电舱包括定子瓣，滚珠和转子球；所述定子瓣与所述支架固定连接；所述定子瓣设置有四块；四所述定子瓣组合成型一球体，且所述球体为顶底不封闭结构；
[0009]每一所述定子瓣内均安装有一套交流绕组；四所述交流绕组相互串/并联；
[0010]所述转子球外表面贴设有若干块N极和S极相互交错的永磁体；所述滚珠置于所述定子瓣内侧与所述永磁体之间；
[0011]所述转子球通过连接绳连接有所述活动球；所述电磁绕组与所述整流器电性连接，所述整流器与所述水下无人航行器的蓄电池电性连接。
[0012]所述支架包括固定支架，支撑盘和支撑架；所述固定支架固定安装在所述水下无人航行器上；所述支撑盘固定安装于所述固定支架中部固定安装有所述支撑盘；所述支撑盘底面安装有若干个支撑架；每一所述支撑架均与一所述定子瓣外侧壁固定连接。
[0013]所述定子瓣为中部凹陷的弧形块；所述定子瓣一侧面顶端形成有凸起，所述定子瓣另一侧面底端形成有凹槽；所述凸起与所述凹槽形状适配，相邻所述定子瓣彼此连接形成所述球体。
[0014]所述定子瓣内侧开设有若干个安装槽；所述安装槽居中设置，且所述安装槽内嵌设有所述交流绕组；所述安装槽的长度为所述定子瓣横截宽度的0.7
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0.76倍。
[0015]所述定子瓣的定子齿部还开设有球形槽；所述球形槽置于两所述安装槽之间；所述滚珠置于所述球形槽内。
[0016]所述交流绕组为叠绕组方式构成。
[0017]所述永磁铁的外表面涂有减摩涂层，用于减小所述永磁体表面和所述滚珠的摩擦。
[0018]所述转子球为空心铁芯结构。
[0019]本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术中的球形发电机为一不完全闭合的球形发电
舱，定子部分由4个定子瓣2组合而成，每个定子瓣中都含有一套交流绕组，使得小球在前后左右摆动时都可以进行发电。
[0020]本专利技术利用水下航行器在行进中小球的摆动作为动能拽动发电机转子进行发电，减少了能源的浪费，同时也可持续地为蓄电池进行充电，延长水下无人航行器的航行周期和工作时间。
[0021]本专利技术中的球形发电舱无固定的输出轴结构，可以实现转子围绕球心的多自由度无死角的旋转运动，结构简单、控制简单。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于水下无人航行器的自动发电装置，用于水下无人航行器，其特征在于，包括:支架，发电舱整流器，和活动球(1)；所述发电舱包括定子瓣(2)，滚珠(3)和转子球(4)；所述定子瓣(2)与所述支架固定连接；所述定子瓣(2)设置有四块；四所述定子瓣(2)组合成型一球体，且所述球体为顶底不封闭结构；每一所述定子瓣(2)内均安装有一套交流绕组(5)；四所述交流绕组(5)相互串/并联；所述转子球(4)外表面贴设有若干块N极和S极相互交错的永磁体(9)；所述滚珠(3)置于所述定子瓣(2)内侧与所述永磁体(9)之间；所述转子球(4)通过连接绳(8)连接有所述活动球(1)；所述电磁绕组(5)与所述整流器电性连接，所述整流器与所述水下无人航行器的蓄电池电性连接。2.根据权利要求1所述的一种用于水下无人航行器的自动发电装置，其特征在于：所述支架包括固定支架(10)，支撑盘和支撑架(11)；所述固定支架(10)固定安装在所述水下无人航行器上；所述支撑盘固定安装于所述固定支架(10)中部固定安装有所述支撑盘；所述支撑盘底面安装有若干个支撑架(11)；每一所述支撑架(11)均与一所述定子瓣(2)外侧壁固定连接。3.根据权利要求1所述的一种用于水下无人航行器的自动发电装置，其特征在于：所...
【专利技术属性】
技术研发人员：程鹏，王凤义，李睿烨，郭泽芸，毛哲浩，徐智禹，胡涛，李大鹏，潘韬，任艺格，肖培轩，李昊，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：
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