本发明专利技术公开了一种利用波浪能的动力驱动装置，包括浮于水面的浮体，浮体向下通过缆绳悬吊有壳体，壳体中部设有沿左右方向延伸的安装孔，安装孔处的壳体通过轴承安装有蜗杆，蜗杆的上端向上伸出壳体并连接有上水平螺旋桨；蜗杆的下端向下伸出壳体并连接有下水平螺旋桨；上水平螺旋桨和下水平螺旋桨的叶片的旋向相反；安装孔内安装有与蜗杆啮合传动的蜗轮，蜗轮向后连接有传动轴，传动轴向后伸出壳体并连接有推进螺旋桨。本发明专利技术利用上升下降时水平螺旋桨迎水面的全部水流，在同样的波浪条件下能够获得更多驱动力；本发明专利技术不需要发电机，也避免了机械能转电能、电能转机械能的双向转换损失，操作简单，不需要人为干预，没有电子器件，故障率低。故障率低。故障率低。
【技术实现步骤摘要】
利用波浪能的动力驱动装置
[0001]本专利技术属于水下机器人工程领域，具体涉及一种利用波浪能的动力驱动装置。
技术介绍
[0002]水下机器人作为一种重要的海洋作业、观测平台，已经在海洋科学研究、海洋资源开发、海洋大气物理和海洋生态等方面得到广泛应用。然而，海洋是个广阔的水域，要想进行上述任务并不容易，主要问题是由于水下机器人自身体积的制约，决定了其所带的能源很有限，其续航能力受到能源的极大限制，所以各国都在水下机器人能源问题方面力求突破。
[0003]一方面各国在优化改进系统的能源利用率，另一方面在研究开发一些新式能源，如温差能、波浪能等，有些新能源已经在水下机器人领域得到一定的应用。其中，海洋的波浪能是一种取之不尽用之不竭的清洁能源；现在的波浪能主要用于发电，有各种各样波浪能发电装置，有振荡浮子式、振荡水柱式、聚波式和摆式等。
[0004]这些现有的波浪能转化装置在水下机器人领域应用有一定的困难，发电转化转化装置的体积很大，不容易装配。即使能装配，水下机器人的惯性会使得波浪能转化装置的效率很低，因为波浪首先要激励水下机器人的壳体，让水下机器人运动，水下机器人再把运动传给内部的波浪能转化装置。
[0005]曾经设计过一款通过控制水流驱动卷筒，进而驱动后面螺旋桨，实现波浪能向驱动力转化的技术。该技术由于通过控制上升和下降时水流由型腔的不同侧进入，使得上升和下降时的水流驱动卷筒同向转动，这种结构水流的附加转动惯量较大，造成产生的驱动力较低，有必要设计一款既能保证传动轴同向旋转，又无须控制上升和下降时通过驱动装置的水流的竖向位置（从而将以往只能利用卷筒一侧水流变为可以利用迎水面的全部水流）的驱动结构。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的在于提供一种利用波浪能的动力驱动装置，在随波浪上升或下降时均能产生同向驱动力，且无须控制通过驱动装置的水流的竖向位置。
[0007]为实现上述目的，本专利技术的利用波浪能的动力驱动装置包括浮于水面的浮体，浮体向下通过缆绳悬吊有壳体，以在水中的前进方向为前向；壳体中部设有沿左右方向延伸的安装孔，安装孔处的壳体通过轴承安装有蜗杆，蜗杆的上端向上伸出壳体并连接有上水平螺旋桨；蜗杆的下端向下伸出壳体并连接有下水平螺旋桨；上水平螺旋桨和下水平螺旋桨的叶片的旋向相反；安装孔内安装有与蜗杆啮合传动的蜗轮，蜗轮向后连接有传动轴，传动轴向后伸出壳体并连接有推进螺旋桨。
[0008]蜗杆、上水平螺旋桨、下水平螺旋桨、蜗轮、传动轴和推进螺旋桨形成一组波浪驱动机构，波浪驱动机构左右间隔设有两套以上。
[0009]前后延伸的竖向平面通过壳体的前部结构产生的截面形状为尖端朝前的三角形。
[0010]壳体和波浪驱动机构整体呈左右对称的结构。
[0011]将以往只能利用卷筒一侧水流变为可以利用迎水面的全部水流本专利技术具有如下的优点：上水平螺旋桨和下水平螺旋桨的叶片的旋向相反，因此无论壳体在缆绳的作用下随波浪上升还是下降，竖向水流冲击上水平螺旋桨或下水平螺旋桨时，蜗杆的旋转方向保持不变，因而传动轴及其带动的推进螺旋桨的旋转方向保持不变，进而使推进螺旋桨对本专利技术的驱动力始终朝前。
[0012]本专利技术与先发电后驱动相比，不需要发电机，节约了设备成本，缩小了产品体积，也避免了机械能转电能、电能转机械能的双向转换损失，在同样的体积下能够获得更大的驱动力。
[0013]与控制竖向水流在不同侧驱动卷筒的设计相比，无须控制上升和下降时通过驱动装置的水流的竖向位置，从而将只能利用一侧水流变为可以利用上升或下降时水平螺旋桨迎水面的全部水流，在同样的波浪条件下能够获得更多驱动力。
[0014]波浪驱动机构的套数可以根据设计的壳体的左右宽度而定，增加波浪驱动机构的套数能够方便地增加驱动力，通过控制波浪驱动机构的套数使驱动力满足不同型号的海洋作业设备（如机器人）。
[0015]壳体的前部结构的形状有利于降低前进时的流阻。本专利技术操作简单，完全靠自身自主进行波浪能的转化，不需要人为干预。本专利技术没有电子器件，不需要水密封，减少了装置出现故障的可能性。本专利技术采用机械式的机构，左右两侧对称，无论强度还是稳定性都有保证。本专利技术结构简单，没有复杂的零件，便于安装，部件成本和安装成本较低。
附图说明
[0016]图1是本专利技术的结构示意图；图1中的右向为前向；图2是图1的B
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B剖视图；图3是图1的左视图；图4是图3的A
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A剖视图；图5是本专利技术的立体结构示意图；图6是图4中缆绳所悬吊的下部结构的放大图。
具体实施方式
[0017]如图1至图6所示，本专利技术的利用波浪能的动力驱动装置包括浮于水面的浮体1，浮体1向下通过缆绳3悬吊有壳体，以在水中的前进方向为前向；壳体包括上下对称的上半爿4和下半爿5，上半爿4和下半爿5上下扣接在一起并通过螺栓6固定连接；壳体中部设有沿左右方向延伸的安装孔2，安装孔2上下贯穿壳体。安装孔2处的壳体通过轴承安装有蜗杆7，蜗杆7的上端向上伸出壳体并连接有上水平螺旋桨8；蜗杆7的下端向下伸出壳体并连接有下水平螺旋桨9；上水平螺旋桨8和下水平螺旋桨9的叶片的旋向相反（偏转方向相反）；具体地，从上向下看，上水平螺旋桨8的叶片沿顺时针方向逐渐升高，
同时下平螺旋桨的叶片沿顺时针方向逐渐降低。轴承为常规结构，图未示。
[0018]安装孔2内安装有与蜗杆7啮合传动的蜗轮10，蜗轮10向后连接有传动轴11，传动轴11向后伸出壳体并连接有推进螺旋桨12。
[0019]上水平螺旋桨8和下水平螺旋桨9的叶片的旋向相反，因此无论壳体在缆绳3的作用下随波浪上升还是下降，竖向水流冲击上水平螺旋桨8或下水平螺旋桨9时，蜗杆7的旋转方向保持不变，因而传动轴11及其带动的推进螺旋桨12的旋转方向保持不变，进而使推进螺旋桨12对本专利技术的驱动力始终朝前。
[0020]本专利技术与先发电后驱动相比，不需要发电机，节约了设备成本，缩小了产品体积，也避免了机械能转电能、电能转机械能的双向转换损失，在同样的体积下能够获得更大的驱动力。与控制竖向水流在不同侧驱动卷筒的设计相比，无须控制上升和下降时通过驱动装置的水流的竖向位置，从而将只能利用一侧水流变为可以利用上升或下降时水平螺旋桨迎水面的全部水流，在同样的波浪条件下能够获得更多驱动力。
[0021]蜗杆7、上水平螺旋桨8、下水平螺旋桨9、蜗轮10、传动轴11和推进螺旋桨12形成一组波浪驱动机构，波浪驱动机构左右间隔设有两套以上。
[0022]波浪驱动机构的套数可以根据设计的壳体的左右宽度而定，增加波浪驱动机构的套数能够方便地增加驱动力，通过控制波浪驱动机构的套数使驱动力满足不同型号的海洋作业设备（如机器人）。
[0023]前后延伸的竖向平面通过壳体的前部结构产生的截面形状为尖端朝前的三角形（即图1中标号4和5所指示的部位）。
[0024]壳体和波浪驱动机构呈左右对称的结构。
[0025]壳体的前部结构的形状有利于降低前进时的流本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.利用波浪能的动力驱动装置，包括浮于水面的浮体，浮体向下通过缆绳悬吊有壳体，其特征在于：以在水中的前进方向为前向；壳体中部设有沿左右方向延伸的安装孔，安装孔处的壳体通过轴承安装有蜗杆，蜗杆的上端向上伸出壳体并连接有上水平螺旋桨；蜗杆的下端向下伸出壳体并连接有下水平螺旋桨；上水平螺旋桨和下水平螺旋桨的叶片的旋向相反；安装孔内安装有与蜗杆啮合传动的蜗轮，蜗轮向后连接有传动轴，传动轴向后伸出壳体并连接有推进螺旋桨。...
【专利技术属性】
技术研发人员：田宝强，陈志远，王丽君，宋云波，陈际波，袁世峰，刘川，
申请(专利权)人：华北水利水电大学，
类型：发明
国别省市：
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