一种海流动力发电式黑匣子的制作方法

[0001]
本发明涉及飞机黑匣子技术领域，特别是一种海流动力发电式黑匣子。


背景技术：

[0002]“黑匣子”是飞机专用的电子记录设备之一，一般情况下只有空难的时候才会使用到。飞机发生事故分为陆地和海洋两种，对于在陆地发生的空难，搜索队伍根据空难发生地进行针对性的搜查很容易将黑匣子找到。但如果空难地点发生于海洋，由于黑匣子会沉没于海底，对于黑匣子的寻找、打捞很不容易，而且在无边无际的深海中，再加上海风、风浪等气候的变化，给搜寻带来很大的困难；如果飞机失事地点无法确认，信号定位器发生故障，则黑匣子的打捞更是困难重重，只能根据各种科学数据及飞机的解体漂浮物进行大范围搜索，困难极大；而黑匣子的电池只够维持30天左右，因此，常常会出现飞机失事后无法搜寻到黑匣子的情况。
[0003]
为此，专利文献cn 204066213 u公开了一种光伏黑匣子，其用所带的太阳能电池板给匣内主电池充电。专利文献cn 106464207 a一种通过光电发电给交通工具的黑匣子供给电力的电力系统，所述电力系统包括：太阳能电池单元，用于利用光电发电产生电力；主系统，用于将太阳能电池单元产生的电力供给给黑匣子；和内部电池，用于存储来自主系统且由太阳能电池单元产生的电力。这些方案虽然能够给黑匣子持续供电，但如果黑匣子落入深海中，没有阳光，则无法提供太阳能电力。


技术实现要素：

[0004]
本发明所要解决的技术问题是针对上述缺陷，提供一种利用海洋洋流所产生的的电力发电，为黑匣子提供电能的方法，以便黑匣子能够在飞机失事后持续提供位置信息，便于寻找。
[0005]
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是一种海流动力发电式黑匣子，包括黑匣子，所述黑匣子内除包括必要的电子记录装置外，还包括储电装置和位置信号发射装置，其特征在于所述黑匣子外壁上固定安装有海流动力发电装置。
[0006]
所述海流动力发电装置包括发电箱体、摩擦发电装置、悬置支撑与动力回弹装置、密封装置和动力获取装置。
[0007]
所述发电箱体为长方体状箱型结构体，该箱型结构体的顶板上设有四个圆形限位孔，所述圆形限位孔的圆心离顶板的边缘相近的两个边的距离相等，所述四个圆形限位孔的圆心离顶板的边缘相近的两个边的距离均相等。
[0008]
所述摩擦发电装置包括第一感应电极板和第二感应电极板，所述第一感应电极板固定安装在所述发电箱体的底板上，所述第二感应电极板固定安装在悬置板的正面上，所述第一感应电极板与第二感应电极板在静止状态时呈平行状态且有一定距离，最好无限接近但不接触；所述第一感应电极板和第二感应电极板上各有导线连接到储电装置中，或直接电连接黑匣子中的蓄电池或整流稳压装置。
[0009]
所述悬置支撑与动力回弹装置包括悬置板、支撑柱、第一弹簧组和第二弹簧组；所述悬置板的形状与发电箱体的底板的形状相同，当发电箱体为长方体时，悬置板为长方形板，其长度和宽度均成比例小于底板的长度和宽度；所述支撑柱有四个，所述支撑柱是以横截面为正方形的柱体，所述支撑柱垂直固定安装在悬置板的背面上，其安装位置是：当悬置板与发电箱体的顶板居中对齐后，支撑柱的轴心线经过圆形限位孔的圆心；所述第一弹簧组包括四根第一弹簧，也可以是其它数量，所述第一弹簧的一端固定安装在发电箱体的顶板上，另一端固定安装在悬置板的背面上，其安装位置是：在四根支撑柱之间，并与四根支撑柱的距离分别相等，也可以是任何位置；所述第二弹簧组包括八根第二弹簧，所述第二弹簧的一端固定安装在发电箱体的侧壁上，每个侧壁安装两根，所述第二弹簧的另一端固定安装在支撑柱上，每根支撑柱安装两根，分别安装在距离发电箱体的侧壁相近的两个支撑柱侧表面上。
[0010]
所述密封装置包括弹性橡胶盖和防水密封胶，所述弹性橡胶盖由弹性橡胶制作，包括盖板、盖沿和柱套，所述盖板的形状规格与发电箱体的顶板相匹配，所述盖沿直接生成在盖板的边缘上，所述柱套设有四个，所述柱套的设置位置是：当弹性橡胶盖安装好后，柱套的位置与支撑柱的位置重合，用于套柱和密封支撑柱；所述发电箱体除顶板设有四个圆形限位孔外，其余位置均为密封状；安装时将发电箱体的顶板边沿、支撑柱的侧表面、盖沿内侧面、柱套内侧面均涂覆防水密封胶，然后将柱套套在支撑柱上，将盖沿套盖在发电箱体的顶板边沿上，将发电箱体完全密封；注意，此处盖板内侧面和顶板外表面不能涂密封胶，弹性橡胶盖与顶板可以接触但必须保持脱离状态，弹性橡胶盖在顶板外表面上必须随时可以进行弹性收缩或弹性扩张。
[0011]
所述动力获取装置包括动力板和动力翼，所述动力板为平板，形状不限，最好是与发电箱体的顶板的形状规格相同的长方形板体，所述动力板的背面固定安装在四根支撑柱上；所述动力翼由多个片状条构成，多个片状条垂直固定安装在动力板的正面上构成动力翼；所述动力翼可以由两个片状条互相垂直交叉并垂直安装在动力板的正面上构成十字状动力翼；所述动力翼可以由四个片状条均互相交叉并垂直安装在动力板的正面上构成米字状动力翼。优选的，采用一个圆形片状条和八个直条形片状条，将圆形片状条垂直固定安装在动力板的正面中心位置，再将八个直条形片状条呈放射状均匀安装在圆形片状条外周且垂直安装在动力板的正面上，构成阳光状动力翼。
[0012]
这样，当黑匣子落水后，一般会落入海底，海底的海流一般会持续较长时间流向一个方向，然后才会转向，此时，海流会冲击动力翼，动力翼带动动力板顺着海流方向运动，进而带动支撑柱、悬置板和第二感应电极板顺着海流方向运动，由于弹性橡胶盖上的柱套包裹在支撑柱上，弹性橡胶盖是能够自由进行弹性收缩和弹性扩张的，因此支撑柱可以在圆形限位孔的范围内自由运动，而此时发电箱体处于密封状态；随着支撑柱的运动，固定安装在支撑柱上的第二弹簧组中会有一部分弹簧被压缩，一部分弹簧被伸张，当达到一定限度时，第二弹簧组的综合反作用力会将支撑柱弹回，进而带动悬置板、第二感应电极板、动力板和动力翼回向运动；随着支撑柱的弹回，第二弹簧组的综合反作用力会消失，甚至会产生反方向的弹力，此时，又会被海流冲击动力翼力量使动力翼、动力板、支撑柱、悬置板和第二感应电极板顺着海流方向运动；如此连续不断反复来回运动；在这种反复来回运动过程中，第一弹簧组也会弹性伸缩，从而带动悬置板不断地上下运动，进而带动第二感应电极板不
断地撞击和摩擦第一感应电极板，当发生摩擦时，第一感应电极板产生电子，第二感应电极板接收电子，两个感应电极板的表面分别带有极性相反的电荷，从而在两个感应电极板之间产生电势差，驱动电子往复流动，从而产生电流；然后通过导线连接到储电装置中，这样就利用海流动力产生了电力。
[0013]
进一步的，还设有整流稳压装置，所述整流稳压装置固定安装在黑匣子中或发电箱体中，所述摩擦发电装置电连接所述整流稳压装置，所述整流稳压装置电连接所述储电装置；所述整流稳压装置包括整流电路、滤波电路和稳压电路，其中整流电路由四个二极管构成整流桥，用于将摩擦发电装置产生的交流电变为脉动直流电；滤波电路由电容构成，用于将脉动直流电变为平滑直流电；稳压电路由芯片lm317a，二极管，电阻，电容构成，用于将平滑直流电变成稳定的直流电，然后将直流电直接接入到储电装置中。
[0014]
所述圆形限位孔的直径等于支撑柱的正方形横切面的边长加底板的短边边长减去悬置板的短边边长之和，即d=s+（l
1-l2）；同时，底板的短边边长减去悬置板的短边边长的一半小于第二弹簧的最大压缩量，即1/2（l
1-l2）＜m；这样就可确保动力翼、动力板、支撑柱、悬置板和第二感应电极板在作反复来回运动时，悬置板不会撞击发电箱体的侧壁，支撑柱不会撞击圆形限位孔的边缘；由于第二弹簧组的限位作用，作为密封装置的弹性橡胶盖在动力翼不断地做往复运动时发生的收缩和扩张永远在允许范围类，不会受到破坏。
[0015]
所述第一感应电极板是由聚酯纤维或聚乙烯纤维做成的片状物；所述第二感应电极板是由聚二甲基硅氧烷、聚氯乙烯或聚四氟乙烯做成的片状物。
[0016]
进一步的，所述第一感应电极板与第二感应电极板在静止平行状态时距离为0.1-2.5mm；优选0.7mm。
[0017]
进一步的，所述动力翼的优选方案是：采用一个圆形片状条和八个直条形片状条，将圆形片状条垂直固定安装在动力板的正面中心位置，再将八个直条形片状条呈放射状均匀安装在圆形片状条外周且垂直安装在动力板的正面上，构成阳光状动力翼；这样无论海流向哪个方向流动，总有一个最佳方向直接冲击动力翼中的某个片状条。
[0018]
进一步的，所述黑匣子或发电箱体的外表面上还固定安装有若干个防水式led灯珠，led灯珠电连接储电装置；这样，当潜水员根据黑匣子内的位置信号发射装置发出的信号来到黑匣子的大体方位时能够看到led灯珠所发出的灯光，快速找到黑匣子；或者当位置信号发射装置失效时，可以单独为led灯珠提供电源发光，以便找到黑匣子。
[0019]
进一步的，所述黑匣子为长方体状，所述海流动力发电装置设有四个，分别固定安装在长方体的六个面中的四个面上；这样在飞机失事过程中即使有某个面上的海流动力发电装置被摔碎或被压在海底底部，仍然会有别的面接受海流冲击而产生电力，同时可留出两个面在飞机上作为安装面和接收飞行记录的信号接收面。
[0020]
进一步的，所述黑匣子为正方体状，同时电池箱体的底板为相同边长的正方形状，这样便于生产和安装。
[0021]
本发明的有益效果是在黑匣子外壁上固定安装了海流动力发电装置，设置了摩擦发电装置和海流动力获取装置及动力回弹装置，可使第二感应电极板连续不断反复来回运动，不断摩擦第一感应电极板，从而产生电荷和电势差，进而产生电流；这种装置可以长期得到海流动力发电，为黑匣子提供电源，从而使黑匣子可以长期发送位置信息，以便搜索人员找到失事后的黑匣子，在黑匣子上安装led灯珠后，可以更容易被找到。
附图说明
[0022]
图1为本发明海流动力发电式黑匣子的整体结构示意图。
[0023]
图2为图1中海流动力发电式黑匣子在直线aa位置的纵切面结构示意图。
[0024]
图3为图2中直线bb位置的海流动力发电式黑匣子的横切面即第二弹簧组与支撑柱及发电箱体侧壁的位置关系的结构示意图。
[0025]
图4为发电箱体的顶板正视结构示意图。
[0026]
图5为海流动力发电装置的分解组装结构示意图。
[0027]
图中：1.黑匣子、2.海流动力发电装置、3.发电箱体、4.摩擦发电装置、5.悬置支撑与动力回弹装置、6.密封装置、7.动力获取装置、8.顶板、9.圆形限位孔、10.圆形限位孔的圆心离顶板的边缘相近的两个边的距离、11.第一感应电极板、12.第二感应电极板、13.整流稳压装置、14.悬置板、15.支撑柱、16.第一弹簧、17.第二弹簧、18.弹性橡胶盖、19.盖板、20.盖沿、21.柱套、22.动力板、23.动力翼、24.片状条、25.阳光状动力翼、26.led灯珠、27.储电装置、28.发电箱体的侧壁。
具体实施方式
[0028]
下面结合实施例对本发明作进一步说明，以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定，不应以此限制本发明的保护范围。
[0029]
实施例1。
[0030]
如图所示，制作一种海流动力发电式黑匣子，即在现有的黑匣子基础上制作，现有的所述黑匣子内除包括必要的电子记录装置外，还包括储电装置和位置信号发射装置；本实施例在所述黑匣子外壁上固定安装有海流动力发电装置。
[0031]
所述海流动力发电装置包括发电箱体、摩擦发电装置、悬置支撑与动力回弹装置、密封装置和动力获取装置。黑匣子可以做成任何形状，发电箱体可以做成长方体形状，但为了生产和安装上的方便，本实施例将黑匣子做成正方体状，将发电箱体的底板做成与黑匣子边长相同的正方形。
[0032]
即将所述发电箱体做成为长方体状箱型结构体，其中底板和顶板均为正方形，侧板为长方形；该箱型结构体的顶板上设有四个圆形限位孔，所述圆形限位孔的圆心离顶板的边缘相近的两个边的距离相等，所述四个圆形限位孔的圆心离顶板的边缘相近的两个边的距离均相等。
[0033]
所述摩擦发电装置包括第一感应电极板和第二感应电极板，所述第一感应电极板固定安装在所述发电箱体的底板上，所述第二感应电极板固定安装在悬置板的正面上，所述第一感应电极板与第二感应电极板在静止状态时呈平行状态且有一定距离，一般的，所述第一感应电极板与第二感应电极板在静止平行状态时距离为0.1-2.5mm；本实施例将该距离做成0.7mm；所述第一感应电极板和第二感应电极板上各有导线连接到黑匣子中；所述第一感应电极板是由聚酯纤维做成的片状物；所述第二感应电极板是由聚二甲基硅氧烷做成的片状物。
[0034]
同时还设置整流稳压装置，并将所述整流稳压装置固定安装在黑匣子中，所述摩擦发电装置上接入到黑匣子中的导线电连接所述整流稳压装置，所述整流稳压装置电连接所述储电装置；所述整流稳压装置包括整流电路、滤波电路和稳压电路，其中整流电路由四
个二极管构成整流桥，用于将摩擦发电装置产生的交流电变为脉动直流电；滤波电路由电容构成，用于将脉动直流电变为平滑直流电；稳压电路由芯片lm317a，二极管，电阻，电容构成，用于将平滑直流电变成稳定的直流电，然后将直流电直接接入到储电装置锂电池中。
[0035]
所述悬置支撑与动力回弹装置包括悬置板、支撑柱、第一弹簧组和第二弹簧组；所述悬置板的形状与发电箱体的底板的形状相同，均为正方形，但悬置板的边长小于底板的边长；所述支撑柱设有四个，所述支撑柱的横截面为正方形，所述支撑柱垂直固定安装在悬置板的背面上，其安装位置是：当悬置板与发电箱体的顶板居中对齐后，支撑柱的轴心线经过圆形限位孔的圆心；所述第一弹簧组设有四根第一弹簧，所有所述第一弹簧的一端均固定安装在发电箱体的顶板上，另一端均固定安装在悬置板的背面上，其安装位置是：在四根支撑柱之间，并且每根第一弹簧与最接近的支撑柱的距离分别相等。所述第二弹簧组包括八根第二弹簧，所述第二弹簧的一端固定安装在发电箱体的侧壁上，每个侧壁安装两根，所述第二弹簧的另一端固定安装在支撑柱上，每根支撑柱安装两根，分别安装在距离发电箱体的侧壁相近的两个支撑柱侧表面上。
[0036]
所述密封装置包括弹性橡胶盖和防水密封胶，所述弹性橡胶盖由弹性橡胶制作，包括盖板、盖沿和柱套，所述盖板的形状规格与发电箱体的顶板相匹配，所述盖沿直接生成在盖板的边缘上，所述柱套设有四个，所述柱套的设置位置是：当弹性橡胶盖安装好后，柱套的位置与支撑柱的位置重合，用于套柱和密封支撑柱；所述发电箱体除顶板设有四个圆形限位孔外，其余位置均为密封状；安装时将发电箱体的顶板边沿、支撑柱的侧表面、盖沿内侧面、柱套内侧面均涂覆防水密封胶，然后将柱套套在支撑柱上，将盖沿套盖在发电箱体的顶板边沿上，将发电箱体完全密封。
[0037]
所述动力获取装置包括动力板和动力翼，所述动力板为与发电箱体的顶板的规格相同的正方形平板，所述动力板的背面固定安装在四根支撑柱上；所述动力翼由多个片状条构成，多个片状条垂直固定安装在动力板的正面上构成动力翼；本实施例将所述动力翼采用一个圆形片状条和八个直条形片状条，将圆形片状条垂直固定安装在动力板的正面中心位置，再将八个直条形片状条呈放射状均匀安装在圆形片状条外周且垂直安装在动力板的正面上，构成阳光状动力翼；这样无论海流向哪个方向流动，总有一个最佳方向直接冲击动力翼中的某个片状条。
[0038]
在本实施例中，每个所述黑匣子上设置四个所述海流动力发电装置，分别固定安装在正方体的六个面中的四个面上；这样在飞机失事过程中即使有某个面上的海流动力发电装置被摔坏或被压在海底底部，仍然会有别的面接受海流冲击而产生电力，同时留出两个面在飞机上作为安装面和接收飞行记录的信号接收面。
[0039]
这样，当黑匣子落水后，一般会落入海底，海底的海流一般会持续较长时间流向一个方向，然后才会转向，此时，海流会冲击动力翼，动力翼带动动力板顺着海流方向运动，进而带动支撑柱、悬置板和第二感应电极板顺着海流方向运动，由于弹性橡胶盖上的柱套包裹在支撑柱上，弹性橡胶盖是能够自由进行弹性收缩和弹性扩张的，因此支撑柱可以在圆形限位孔的范围内自由运动，而此时发电箱体处于密封状态；随着支撑柱的运动，固定安装在支撑柱上的第二弹簧组中会有一部分弹簧被压缩，一部分弹簧被伸张，当达到一定限度时，第二弹簧组的综合反作用力会将支撑柱弹回，进而带动悬置板、第二感应电极板、动力板和动力翼回向运动；随着支撑柱的弹回，第二弹簧组的综合反作用力会消失，甚至会产生
反方向的弹力，此时，又会被海流冲击动力翼力量使动力翼、动力板、支撑柱、悬置板和第二感应电极板顺着海流方向运动；如此连续不断反复来回运动；在这种反复来回运动过程中，第一弹簧组也会弹性伸缩，从而带动悬置板不断地上下运动，进而带动第二感应电极板不断地撞击和摩擦第一感应电极板，当发生摩擦时，第一感应电极板产生电子，第二感应电极板接收电子，两个感应电极板的表面分别带有极性相反的电荷，从而在两个感应电极板之间产生电势差，驱动电子往复流动，从而产生电流；然后通过导线传递给整流稳压装置，变成直流电后电连接到储电装置中，这样就利用海流动力产生了电力。
[0040]
实施例2。
[0041]
在实施例1的基础上，将所述圆形限位孔的直径做成等于支撑柱的正方形横切面的边长加底板的边长减去悬置板的边长之和，即d=s+（l
1-l2）；同时，将底板的边长减去悬置板的边长的一半做成小于第二弹簧的最大压缩量，即1/2（l
1-l2）＜m；其中：d表示圆形限位孔的直径，s表示支撑柱的横切面上的正方形边长，l1表示底板的边长，当底板为长方形时表示底板的短边边长，l2表示悬置板的边长，当悬置板为长方形时表示悬置板的短边边长，m表示第二弹簧的最大压缩量；这样就可确保动力翼、动力板、支撑柱、悬置板和第二感应电极板在作反复来回运动时，悬置板不会撞击发电箱体的侧壁，支撑柱不会撞击圆形限位孔的边缘。
[0042]
实施例3。
[0043]
在实施例2的基础上，在所述黑匣子和所述发电箱体的外表面上均固定安装若干个led防水灯珠，并将led防水灯珠电连接储电装置；这样，当潜水员根据黑匣子内的位置信号发射装置发出的信号来到黑匣子的大体方位时能够看到led灯珠所发出的灯光，快速找到黑匣子；或者当位置信号发射装置失效时，可以单独为led防水灯珠提供电源发光，以便找到黑匣子。