br>[0024] 为了更好地实现本实用新型，导流罩4顶部通过轴承8连接于船体1的连接臂下端。 这样，导流罩4与船体1的连接臂下端是活动连接，即导流罩4可以相对轴承8转动以适应水 流方向，并且导流罩末端的尾舵能够根据水流的变化调整系统方向，始终保持系统螺旋桨 的叶片与水流方向正交；同时螺旋桨的叶片外设置防护罩，不仅可以防止水生漂流物对设 备的影响而且可以起到导流的作用，保证发电效率最大化。
[0025] 为了便于测量转子旋转轴的转动次数，以便于人们精度掌握发电机10的发电能 量，发电机10的转子旋转轴上设有转数计数器9。
[0026] 为了防止水藻、泥浆进入到螺旋桨3中而堵塞螺旋桨3,导流罩4前端对应螺旋桨3 位置设有防护罩，该防护罩完全包裹螺旋桨3。
[0027] 根据本实用新型的一个优选实施例，导流罩4的内部设有与蓄电池电连接的角度 传感器12,角度传感器12包括上测杆122和下测杆121，上测杆122与船体1的连接臂对应连 接，下测杆121与导流罩4对应连接。角度传感器12通过测定上下测杆的相对转动来达到测 量导流罩的角度。上测杆固定在连接杆上，下测杆可随导流罩一起转动。通过下测杆的转 动，带动了滑动触点在电阻膜上滑动，同时将旋转角度变换成线性电压输出。同时角度传感 器12的设置限制了导流罩无限制的转动，起到了保护的作用。
[0028] 根据本实用新型的一个优选实施例，导流罩4后端设有尾舵14。
[0029] 假定螺旋桨3的叶片大小为0.3m，水流流速v = lm/s
[0030] 则单位时间通过螺旋桨的水流质量
[0031] m = 3ir2vtP = 3.14X0.32X IX IX 1000 = 282.6kg
[0032] 水能为：
[0033]
[0034]对于一般水流发电机的转化效率为40%，水流能转化为螺旋桨旋转能的效率为 20%，那么发电机产生的实际功率为
[0035] E^=E*20 % *40 % = 11.304J
[0036] 因为11.304J/s = 11.304w
[0037] 有着"黄金水道"之称的长江，在四川省宜宾市和湖北省宜昌市的上游段，水急滩 多，流速可达到3m/s以上；中游枯水期平均流速也可达到1. Om/s~1.7m/s，个别河段可超过 2. Om/s(洪水期一般可达3m/s);下游丰水期流速可达到2. Om/s。
[0038]由于一般航标灯的功率在10瓦以内，且航标灯所需供电时间仅是发电时间的50% 或更少，故可得水流流速达到lm/s以上的时候可以保证航标灯的正常发光所需要的电能。 [0039]本实用新型的工作原理如下：
[0040] 水流冲击螺旋桨转动驱动发电机发电从而供给航标灯以及预警灯的正常工作所 需的电能;在白天发电机将转化的电能存储在蓄电池中，夜晚通过光控开关接通蓄电池与 航标灯的线路自动给航标灯供电，水下的导流罩末端的尾舵可以使系统本身自行偏转至流 速最大的方向，从而保证螺旋桨始终与水流方向正交，达到发电效率最大化。同时角度传感 器记录了导流罩这一偏转过程，计数器记录了发电机机械轴的实时转数，通过传动比得到 螺旋桨转数。再由单片机率定得出动态流向流速;并且增加流速预警系统，把单片机采集到 的航道当中的流速分成不同的危险等级，当瞬时流速达到某一危险等级时，由单片机触动 蓄电池与预警灯的开关，从而使预警灯发出不同颜色的闪烁信号提示过往船只，另外在特 殊流域可设置无线电发送装置传送更加全面的流速流态信号给过往船只。
[0041] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本 实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型 的保护范围之内。
【主权项】
1. 基于水流发电的流速预警航标船，其特征在于:包括船体（1)、航标灯（21)、预警灯 (13)、发电机（10)、螺旋桨(3)和导流罩(4)，所述船体（1)下端通过连接臂垂直连接有所述 导流罩(4)，所述螺旋桨(3)设置于导流罩(4)前端，螺旋桨(3)的旋转轴与螺纹丝杠A(5)固 定连接，所述连接臂内部空腔内设有连接动力杆(7 )，连接动力杆(7)的下端端部连接有螺 纹丝杠B(6)，所述螺纹丝杠A(5)与螺纹丝杠B(6)相互啮合，且螺纹丝杠A(5)的中轴线与螺 纹丝杠B(6)的中轴线垂直;所述连接动力杆(7)的上端端部通过螺纹丝杠垂直动力转向连 接于所述发电机（10)的转子旋转轴上，所述发电机（10)分别与单片机（11)和蓄电池电连 接，所述航标灯（21)分别与单片机（11)和蓄电池电连接，所述预警灯（13)分别与单片机 (11)和蓄电池电连接，所述船体（1)上设有航标(2 )，所述航标灯（21)设置于航标(2)的顶 部，所述预警灯(13)设置于船体(1)上;所述螺旋桨(3)的旋转轴、螺纹丝杠A(5)与螺纹丝杠 B(6)设置于导流罩(4)内。2. 按照权利要求1所述的基于水流发电的流速预警航标船，其特征在于：所述导流罩 (4)顶部通过轴承(8)连接于船体(1)的连接臂下端。3. 按照权利要求1所述的基于水流发电的流速预警航标船，其特征在于：所述发电机 (10)的转子旋转轴上设有转数计数器(9)。4. 按照权利要求1所述的基于水流发电的流速预警航标船，其特征在于：所述导流罩 (4)前端对应螺旋桨(3)的位置设有防护罩，该防护罩完全包裹螺旋桨(3)。5. 按照权利要求2或4所述的基于水流发电的流速预警航标船，其特征在于:所述导流 罩(4)的内部设有与蓄电池电连接的角度传感器(12)，角度传感器(12)包括上测杆(122)和 下测杆(121 )，上测杆（122)与船体（1)的连接臂对应连接，下测杆(121)与导流罩(4)对应连 接。6. 按照权利要求5所述的基于水流发电的流速预警航标船，其特征在于：所述导流罩 (4)后端设有尾舵(14)。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于水流发电的流速预警航标船，船体下端通过连接臂垂直连接有导流罩，螺旋桨设置于导流罩前端，螺旋桨的旋转轴与螺纹丝杠A固定连接，连接臂内部空腔内设有连接动力杆，连接动力杆的下端端部连接有螺纹丝杠B，螺纹丝杠A与螺纹丝杠B相互啮合；连接动力杆的上端端部通过螺纹丝杠垂直动力转向连接于发电机的转子旋转轴上；发电机、航标灯、预警灯三者分别与单片机和蓄电池电连接，船体上设有航标，航标灯设置于航标的顶部，预警灯设置于船体上。本实用新型以水流发电作为新的能量来源，通过水流冲击螺旋桨转动带动发电机发电，同时，由角度传感器记录导流罩偏转角度，转数计数器记录螺旋桨实时转数。
【IPC分类】B63B45/00, F03B13/00, B63B69/00, B63H5/16, B63B22/16
【公开号】CN205131576
【申请号】CN201520954062
【发明人】包小雅, 陈均, 许柯, 李钱, 李松涛
【申请人】重庆交通大学
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年11月27日