一种适用于无人艇的能量存储系统及无人艇技术方案

本发明专利技术涉及能量存储技术领域，具体涉及一种适用于无人艇的能量存储系统及无人艇。该适用于无人艇的能量存储系统包括：波浪能发电装置、风能发电装置、相变能发电装置、电容器存储模块、蓄电池、升压模块和太阳能发电装置。电容器存储模块存储电容电荷；波浪能发电装置、风能发电装置和相变能发电装置，均与所述电容器存储模块的输入端连接；所述蓄电池的输入端与所述电容器存储模块的输出端通过升压模块连接，所述升压模块用于在所述电容器存储模块存储的电容电荷达到设定值时向所述蓄电池充电；太阳能发电装置与所述蓄电池的输入端连接。本方案能够解决现有技术中无人艇能量有限动力枯竭，会导致任务执行的问题。会导致任务执行的问题。会导致任务执行的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于无人艇的能量存储系统及无人艇


[0001]本专利技术涉及能量存储
，具体涉及一种适用于无人艇的能量存储系统及无人艇。

技术介绍

[0002]无人水面艇是一种无人操作的水面舰艇，主要用于执行危险以及不适于有人船只执行的任务。在民用方面，无人艇可应用于气象、水文探测等众多领域，具有广泛的应用前景，然而无人艇由于大小有限，其动力系统和能量来源一直是阻碍其发展的重要难题，由于无人艇能量有限动力枯竭，从而影响到无人艇的任务执行的情况时有发生。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种适用于无人艇的能量存储系统及无人艇，能够解决现有技术中无人艇能量有限动力枯竭，会导致任务执行的问题。
[0004]为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：本专利技术提供一种适用于无人艇的能量存储系统，包括：电容器存储模块，用于存储电容电荷；波浪能发电装置、风能发电装置和相变能发电装置，均与所述电容器存储模块的输入端连接；蓄电池和升压模块，所述蓄电池的输入端与所述电容器存储模块的输出端通过升压模块连接，所述升压模块用于在所述电容器存储模块存储的电容电荷达到设定值时向所述蓄电池充电；太阳能发电装置，其与所述蓄电池的输入端连接。
[0005]在一些可选的方案中，所述波浪能发电装置、风能发电装置和相变能发电装置采用并联的方式与所述电容器存储模块连接，且所述波浪能发电装置、风能发电装置和相变能发电装置，与所述电容器存储模块连接的电路上均设有二极管。
[0006]在一些可选的方案中，所述风能发电装置包括多个用于设置在艇身四周的风能发电单元，每个风能发电单元包括：风能导流机构，其包括入风口和出风口；风轮，其设于所述出风口处；第一活塞机构，其通过第一环形连杆器与所述风轮连接；第一电机，其与所述第一活塞机构连接；当风穿过所述风能导流机构驱动风轮转动，通过第一环形连杆器带动第一活塞机构运作时，能够使所述第一电机向所述电容器存储模块充电。
[0007]在一些可选的方案中，所述第一环形连杆器包括：第一环形轨道；第一滑球，其设在所述第一环形轨道上；
第一连杆，其一端与所述风轮连接，另一端与所述第一滑球连接；第二连杆，其一端与所述第一滑球连接，另一端与所述第一活塞机构连接。
[0008]在一些可选的方案中，所述风能导流机构包括：第一导风段，其内设有八字形孔，所述八字形孔的大口端截面积为小口端截面积的8
‑
9倍；第二导风段，其内设有弧形的缩孔，所述缩孔的大口端与所述八字形孔的小口端连接，所述缩孔的小口端朝向所述风轮。
[0009]在一些可选的方案中，所述波浪能发电装置包括多个用于设置在艇身四周的波浪能发电单元，每个波浪能发电单元包括：齿轮组，其可转动的设于所述艇身外侧；悬臂，其一端与所述齿轮组连接；浮体机构，其通过缓冲储能机构与所述悬臂的另一端连接；第二活塞机构，其通过第一传动机构与所述齿轮组连接；第二电机，其与所述第二活塞机构连接；当波浪推动所述浮体机构上下浮动，带动悬臂上下摆动时，可带动齿轮组转动，从而通过第一传动机构带动第二活塞机构运作时，能够使所述第二电机向所述电容器存储模块充电。
[0010]在一些可选的方案中，所述缓冲储能机构包括：磁能缓冲机构，其包括间隔设置的第一永磁体和第二永磁体，且相对面极性相同，所述第一永磁体设于所述悬臂下侧，所述第二永磁体通过柔性索与所述悬臂连接；缓冲活塞，其一端与所述第二永磁体连接，另一端与所述浮体机构连接。
[0011]在一些可选的方案中，所述缓冲活塞包括：活塞套；活塞，其可滑动地设于所述活塞套内；第一活塞杆，其一端与所述第二永磁体连接，另一端与所述活塞连接；第二活塞杆，其一端与所述活塞通过弹簧连接，另一端与述浮体机构连接。
[0012]在一些可选的方案中，所述相变能发电装置包括多个用于设置在艇身上的相变能发电单元，每个相变能发电单元包括：发热机构，其内设有按设定比例混合的CaCl2·
6H2O和石墨烯，设置在所述太阳能发电装置的太阳能光伏板背面；异戊烷存储器，其内设有异戊烷，通过热能采集机构与所述发热机构连接；第三电机，其通过第二传动机构与所述异戊烷存储器连接，所述第三电机的输出端与所述电容器存储模块连接。
[0013]另一方面，本专利技术还提供一种无人艇，包括：上述的适用于无人艇的能量存储系统。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：采用波浪能发电装置、风能发电装置、相变能发电装置和太阳能发电装置多种发电装置，可以保证能量采集的效率，实现清洁能源利用的最大化。白天利用太阳能作为主要的能量获取来源，以风能和波浪能作为辅助；在夜晚以相变能和风能为主要能量存储来源，以波浪能为辅助。需要注意的是，能源的获取模式不
拘泥于上述形式，在波浪较大时亦可波浪能作为主要能源来源。该系统采集到的风能、波浪能和相变能相比于太阳能都十分微弱并且波动不持续，本方案中将波浪能发电装置、风能发电装置、相变能发电装置发的电存储到电容器存储模块内进行存储，电容器存储模块的容量根据功率大小可适配选择，各能量采集端并联连接后共同经过电容器存储模块进行电能积蓄，在电容器存储模块存储的电容电荷达到设定值时向蓄电池充电，这样可以避免微弱的发电得不到收集的问题。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1为本专利技术实施例中无人艇的结构示意图；图2为本专利技术实施例中适用于无人艇的能量存储系统的示意图；图3为本专利技术实施例中风能发电装置的结构示意图；图4为本专利技术实施例中一种波浪能发电装置的示意图；图5为本专利技术实施例中另一种波浪能发电装置的示意图；图6为本专利技术实施例中相变能发电装置的示意图。
[0017]图中：1、波浪能发电装置；11、齿轮组；12、悬臂；13、浮体机构；14、缓冲储能机构；141、磁能缓冲机构；1411、第一永磁体；1412、第二永磁体；1413、柔性索；142、缓冲活塞；1421、活塞套；1422、活塞；1423、第一活塞杆；1424、第二活塞杆；1425、弹簧；15、第一传动机构；16、第二电机；17、第二活塞机构；2、风能发电装置；21、风能导流机构；211、第一导风段；212、第二导风段；22、风轮；23、第一环形连杆器；231、第一环形轨道；232、第一滑球；233、第一连杆；234、第二连杆；24、第一活塞机构；25、第一电机；26、旋转驱动机构；3、相变能发电装置；31、发热机构；32、热能采集机构；33、异戊烷存储器；34、第二传动机构；341、第一传动活塞；342、传动环形连杆器；343、第二传动活塞；344、传动齿轮；35、第三电机；4、电容器存储模块；5、蓄电池；6、升压模块；7、太阳能发电装置。
具体实施方式
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于无人艇的能量存储系统，其特征在于，包括：电容器存储模块（4），用于存储电容电荷；波浪能发电装置（1）、风能发电装置（2）和相变能发电装置（3），均与所述电容器存储模块（4）的输入端连接；蓄电池（5）和升压模块（6），所述蓄电池（5）的输入端与所述电容器存储模块（4）的输出端通过升压模块（6）连接，所述升压模块（6）用于在所述电容器存储模块（4）存储的电容电荷达到设定值时向所述蓄电池（5）充电；太阳能发电装置（7），其与所述蓄电池（5）的输入端连接。2.如权利要求1所述的适用于无人艇的能量存储系统，其特征在于，所述波浪能发电装置（1）、风能发电装置（2）和相变能发电装置（3）采用并联的方式与所述电容器存储模块（4）连接，且所述波浪能发电装置（1）、风能发电装置（2）和相变能发电装置（3），与所述电容器存储模块（4）连接的电路上均设有二极管。3.如权利要求1所述的适用于无人艇的能量存储系统，其特征在于，所述风能发电装置（2）包括多个用于设置在艇身四周的风能发电单元，每个风能发电单元包括：风能导流机构（21），其包括入风口和出风口；风轮（22），其设于所述出风口处；第一活塞机构（24），其通过第一环形连杆器（23）与所述风轮（22）连接；第一电机（25），其与所述第一活塞机构（24）连接；当风穿过所述风能导流机构（21）驱动风轮（22）转动，通过第一环形连杆器（23）带动第一活塞机构（24）运作时，能够使所述第一电机（25）向所述电容器存储模块（4）充电。4.如权利要求3所述的适用于无人艇的能量存储系统，其特征在于，所述第一环形连杆器（23）包括：第一环形轨道（231）；第一滑球（232），其设在所述第一环形轨道（231）上；第一连杆（233），其一端与所述风轮（22）连接，另一端与所述第一滑球（232）连接；第二连杆（234），其一端与所述第一滑球（232）连接，另一端与所述第一活塞机构（24）连接。5.如权利要求4所述的适用于无人艇的能量存储系统，其特征在于，所述风能导流机构（21）包括：第一导风段（211），其内设有八字形孔，所述八字形孔的大口端截面积为小口端截面积的8
‑
9倍；第二导风段（212），其内设有弧形的缩孔，所述缩孔的大口端与所述八字形孔的小口端连接，所述缩孔的小口端朝向所述风轮（22）。6.如权利要求1所述的适用于无人艇的能量存储系统，其特征在于，所述波...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨凯，李黎，王敏学，夏志才，杨云峰，苏丽，
申请(专利权)人：武汉华工融军科技有限公司，
类型：发明
国别省市：