一种具有动力吸振与直驱式波浪发电功能的海洋浮标制造技术

本申请公开了一种具有动力吸振与直驱式波浪发电功能的海洋浮标，包括：浮标平台、弹性件和吸振体；所述吸振体通过所述弹性件悬挂于所述浮标平台；所述浮标平台上设有定子，所述吸振体上设有动子，所述定子与所述动子配合形成直线发电机构。上述具有动力吸振与直驱式波浪发电功能的海洋浮标即使处于激励频率变化较大的海面，也不会发生较大起伏；在此基础上，海洋浮标还可实现对内部装载设备的自供电。海洋浮标还可实现对内部装载设备的自供电。海洋浮标还可实现对内部装载设备的自供电。

【技术实现步骤摘要】
一种具有动力吸振与直驱式波浪发电功能的海洋浮标


[0001]本申请一般涉及减振设备
，尤其涉及一种具有动力吸振与直驱式波浪发电功能的海洋浮标。

技术介绍

[0002]海洋浮标是以锚定在海上的观测浮标为主体组成的海洋水文水质气象自动观测站。它能按规定要求长期、连续地为海洋科学研究、海上石油开发、港口建设和国防建设收集所需海洋水文水质气象资料，但当海洋天气和海况极为恶略时，海洋浮标会随波浪起伏而振动幅度过大，造成其锚定不稳定，且不利于其上搭载仪器的运行。现有的浮标减振装置一般通过是在浮标平台上添加弹性件和吸振体，依照动力吸振器模型构建动力吸振结构，以降低其在海洋中的振动幅度。但由于普通的动力吸振结构中的吸振阻尼为定值，因此只能对确定频率的外部激励起到相应的减振作用，而并不能对频率变化的外部激励起到适应性的减振作用。作业于海面上的浮标平台受到海面的激励恰恰是频率是不断变化的激励，因此上述动力吸振结构无法对浮标平台的振动起到较好的抑制作用。

技术实现思路

[0003]鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种可对海洋中浮标平台的振动起到较好的抑制作用的具有动力吸振与直驱式波浪发电功能的海洋浮标。
[0004]具体技术方案如下：
[0005]本申请提供一种具有动力吸振与直驱式波浪发电功能的海洋浮标，包括：浮标平台、弹性件和吸振体；
[0006]所述吸振体通过所述弹性件悬挂于所述浮标平台；
[0007]所述浮标平台上设有定子，所述吸振体上设有动子，所述定子与所述动子配合形成直线发电机构。
[0008]可选的，
[0009]所述吸振体的质量
[0010]所述弹性件的刚度
[0011]所述直线发电机构的电磁阻尼
[0012]其中m1为所述浮标平台的质量，k
h1
为静水恢复力刚度，F为波浪激励力，X1为所述浮标平台的振动幅值。
[0013]可选的，所述浮标平台包括：浮标主体、竖直设于所述浮标主体内部的第一筒部和竖直设于所述浮标底部的第二筒部；
[0014]所述弹性件上远离所述吸振体的一端连接于所述第一筒部的顶端，所述第一筒部与所述第二筒部连通，所述第二筒部底端密封，二者配合用于为所述吸振体提供振动空间。
[0015]可选的，所述定子设于所述第一筒部和/或所述第二筒部的内壁上；
[0016]所述吸振体还包括与所述动子连接的第一配重块。
[0017]可选的，所述浮标平台还包括第二配重块，所述第二配重块设于所述第二筒部底部。
[0018]可选的，所述第二配重块通过锚链连接至海底。
[0019]可选的，所述浮标平台还包括：
[0020]电力储存装置，所述电力储存装置的输入端连接于所述直线发电结构的输出端；
[0021]监测通讯设备，所述监测通讯设备的电力输入端连接于所述电力储存装置的输出端。
[0022]本申请有益效果在于：
[0023]由于该海洋浮标上的所述浮标平台与所述吸振体之间不但形成动力吸振结构，而且在二者之间配合形成有直线发电机构。因此当所述浮标平台与所述吸振体之间发生相对运动时，不但有所述弹性件为所述浮标平台提供吸振阻尼，而且所述直线发电机构产生的电磁阻尼也为所述浮标平台提供了吸振阻尼。在此基础上，由于所述电磁阻尼是随外部激励频率变化而变化的，因此较之仅有动力吸振结构的海洋浮标，该海洋浮标可以应对一定频率范围内的海浪激励，也即在面对变化频率的海浪激励时，具有更好的减振效果。
附图说明
[0024]通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0025]图1为本申请实施例提供的具有动力吸振与直驱式波浪发电功能的海洋浮标的结构示意图；
[0026]图2为本申请实施例提供的具有动力吸振与直驱式波浪发电功能的海洋浮标的简化模型图；
[0027]图3为本申请实施例提供的具有动力吸振与直驱式波浪发电功能的海洋浮标的简化模型中不同阻尼比下的幅频响应曲线。
[0028]图中标号：2，弹性件；14，定子；31，动子；11，浮标主体；12，第一筒部；13，第二筒部；32，第一配重块；15，第二配重块；4，锚链；16，电力储存装置；17，监测通讯设备。
具体实施方式
[0029]下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关专利技术，而非对该专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与专利技术相关的部分。
[0030]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
[0031]请参考图1，为本实施例提供的一种具有更好的减振效果的具有动力吸振与直驱式波浪发电功能的海洋浮标，包括：浮标平台、弹性件2和吸振体；
[0032]所述吸振体通过所述弹性件2悬挂于所述浮标平台；
[0033]所述浮标平台上设有定子，所述吸振体上设有动子，所述定子与所述动子配合形成直线发电机构。
[0034]由于该海洋浮标上的所述浮标平台与所述吸振体之间不但形成动力吸振结构，而且在二者之间配合形成有直线发电机构。因此当所述浮标平台与所述吸振体之间发生相对运动时，不但有所述弹性件2为所述浮标平台提供吸振阻尼，而且所述直线发电机构产生的电磁阻尼也为所述浮标平台提供了吸振阻尼。在此基础上，由于所述电磁阻尼是随外部激励频率变化而变化的，因此较之仅有动力吸振结构的海洋浮标，该海洋浮标可以应对一定频率范围内的海浪激励，也即在面对变化频率的海浪激励时，具有更好的减振效果。
[0035]其中在进一步增强该海洋浮标减振效果的优选实施方式中，
[0036]所述吸振体的质量
[0037]所述弹性件2的刚度
[0038]所述直线发电机构的电磁阻尼
[0039]其中m1为所述浮标平台的质量，k
h1
为静水恢复力刚度，F为波浪激励力，X1为所述浮标平台的振动幅值。
[0040]由于所述海洋浮标在海面上受到的海浪激励力是不断变化的，因此为保持其最佳减振效果，在测量到波浪激励力F变化时，需要对所述吸振体的质量m2、所述弹性件2的刚度k
p
和所述直线发电机构的电磁阻尼c
p
做出适应性调整。其推导过程如下：
[0041]可参见图2和图3中所示，其中m1的数值可通过对浮标平台上的各部分称量后得出；而k
h1
的数值可通过公式：k
h1
＝ρghπR2计算得出，其中ρ为海水密度，g为重力加速度，h为浮标淹没深度，R为浮标半径，也均可通过测量得出；F的数值可通过波浪仪测量得出(可用波浪仪型号为：SBY2
‑
1声学式波浪仪)。
[0042]由简化模型，根据牛顿第二定律可以得到该简化模型下海洋浮标系统本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有动力吸振与直驱式波浪发电功能的海洋浮标，其特征在于，包括：浮标平台、弹性件(2)和吸振体；所述吸振体通过所述弹性件(2)悬挂于所述浮标平台；所述浮标平台上设有定子(14)，所述吸振体上设有动子(31)，所述定子与所述动子配合形成直线发电机构。2.根据权利要求1所述的具有动力吸振与直驱式波浪发电功能的海洋浮标，其特征在于，所述吸振体的质量所述弹性件(2)的刚度所述直线发电机构的电磁阻尼其中m1为所述浮标平台的质量，k
h1
为静水恢复力刚度，F为波浪激励力，X1为所述浮标平台的振动幅值。3.根据权利要求2所述的具有动力吸振与直驱式波浪发电功能的海洋浮标，其特征在于，所述浮标平台包括：浮标主体(11)、竖直设于所述浮标主体(11)内部的第一筒部(12)和竖直设于所述浮标底部的第二筒部(13)；所述弹性件(2)上远离所述吸振体的一端连接于所述第一筒部(12)的顶端，所述第一筒部(12)与所述第二筒部(13)连通，所述第二筒部(13)底端密封，二者...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨文志，王国强，姚涛，
申请(专利权)人：河北江津五金制品股份有限公司，
类型：发明
国别省市：