用于洋流发电平台的动态仿生自平衡调节装置与所述平台的制作方法

本发明涉及一种自平衡调节装置，尤其涉及一种用于洋流发电平台的动态仿生自平衡调节装置与所述洋流发电平台。

背景技术：

海洋中蕴含大量的人类未开发、未使用的清洁能源，利用深海洋流进行发电，符合国家发展绿色能源的号召，对于减少黑色能源依赖，生态文明建设有着重要意义。洋流发电平台置于海平面下12米左右的洋流中，随着不同季节、不同温度的变化，洋流的流速、流动状况也会发生较大变化，那么发电平台也会因此而晃动、翻转等，这样会导致发电效率下降，甚至会损坏发电平台。为了保证发电平台能够在洋流中稳定工作，使其始终平稳的面对洋流冲击，因而设计发明了本装置。

技术实现要素：

本发明为了解决因洋流不稳定而造成发电平台的晃动、翻转等问题，减少洋流波动对发电平台平衡、发电效率的影响，提出一种用于洋流发电平台的动态仿生自平衡调节装置与所述洋流发电平台。

本发明的解决方案是：一种用于洋流发电平台的动态仿生自平衡调节装置，其用于调节处于水面下的洋流发电平台的平衡性，使洋流发电平台在洋流波动的情况下依旧保持水平悬浮；所述动态仿生自平衡调节装置包括：

至少一个水平仪，其安装在洋流发电平台上，用于检测洋流发电平台是否保持水平；

n个气囊，n为偶数，n个气囊以洋流发电平台的中心轴为对称轴对称安装在洋流发电平台上；

安装台，其处于水面上；

气泵，其安装在安装台上；

多个气管，其将气泵与n个气囊分别连通；

控制处理器，其安装在安装台，并与水平仪信号连接；

n个电子气囊阀门，其与n个气囊相对应，且安装在相应的气囊与气泵连通的气管上，用于控制相应气囊与气泵之间的连通与截止，每个电子气囊阀门与控制处理器信号连接而受控于控制处理器；

其中，水平仪检测到洋流发电平台失衡时，控制处理器根据水平仪的检测信息控制相应的电子气囊阀门开启，同时控制气泵充气或放气。

作为上述方案的进一步改进，气囊采用聚酰胺66材料制成。

作为上述方案的进一步改进，n个气囊的n个气管在路线设计上采用汇聚方式，并通过一个总管道与气泵连通。

作为上述方案的进一步改进，控制处理器内存储有查询表，所述查询表表征检测信息与气泵运行参数、相应电子气囊阀门运行参数之间的关系，气泵的运行参数包括运行方向、运行时间，电子气囊阀门的运行参数包括阀门开启时间。

进一步地，检测信息与气泵运行参数、相应电子气囊阀门运行参数之间的关系通过实验数据拟合得到。

作为上述方案的进一步改进，控制处理器与水平仪通过有线或无线达成信号连接，电子气囊阀门与控制处理器通过有线或无线达成信号连接。

作为上述方案的进一步改进，所述动态仿生自平衡调节装置还包括电源，电源对控制处理器以及气泵供电。

作为上述方案的进一步改进，安装台为中空浮板。

本发明还提供一种洋流发电平台，其设置动态仿生自平衡调节装置，所述动态仿生自平衡调节装置用于调节处于水面下的洋流发电平台的平衡性，使洋流发电平台在洋流波动的情况下依旧保持水平悬浮；所述动态仿生自平衡调节装置为上述任意一种用于洋流发电平台的动态仿生自平衡调节装置。

作为上述方案的进一步改进，n为2，两个气囊设置在洋流发电平台的相对两侧上；或者，n为4，四个气囊设置在洋流发电平台的四个角落。

本发明为了帮助洋流发电平台稳定地悬浮于海平面下12米左右的洋流层中，通过调节气囊的大小来修正洋流发电平台在洋流中的平稳程度，水平仪可以检测出整个装置在水下的偏转程度，以便控制器对气囊进行充放气。该装置具有仿生(模仿鱼鳔功能)、动态调节、自适应等优势，可广泛应用于相关平衡调节场合。

附图说明

图1为本发明动态仿生自平衡调节装置在洋流发电平台中的应用结构示意图。

图2为图1中位于水面上的部分机构的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1及图2，本发明的动态仿生自平衡调节装置主要应用于洋流发电平台2中，调节处于水面下的洋流发电平台2的平衡性，使洋流发电平台2在洋流波动的情况下依旧保持水平悬浮。

动态仿生自平衡调节装置包括：至少一个水平仪1(、n个气囊3(n为偶数，在本实施例中，气囊3的数量以四个为例做举例说明)、安装台4、气泵5、多个气管7、电源8、控制处理器6、与n个气囊3相对应n个电子气囊阀门。

水平仪1的数量为多个时，如四个水平仪1，则四个水平仪1都安装在洋流发电平台2上，用于检测洋流发电平台2是否保持水平，四个水平仪1在安装时可以安装在洋流发电平台2的四个角上，尽量安装在洋流发电平台2上表面的四周，以便准确测量洋流发电平台2的水平程度。

这些气囊3以洋流发电平台2的中心轴为对称轴对称安装在洋流发电平台2上，如本实施例中，四个气囊3设置在洋流发电平台2的四个角落。在其他实施例中，气囊3的数量可以为两个，两个气囊3设置在洋流发电平台2的相对两侧上，当然气囊3的数量也可以更多。气囊3采用聚酰胺66材料制成，属于特殊材料，在海洋中具有耐腐蚀、抗老化、抗挤压、抗撞击等特性。

安装台4处于水面上，可以采用中空浮板。安装台4相当于海面上的一个悬浮平台，同时在安装台4上安装有控制处理器6等其他辅助装置。在本实施例中，气泵5安装在安装台4上，电源8以及控制处理器6也都安装在安装台4，位于水面之上。多个气管7将气泵5与n个气囊3分别连通，控制处理器6与水平仪1信号连接，因而水平仪1受控于控制处理器6。

四个电子气囊阀门与四个气囊3相对应，且安装在相应的气囊3与气泵5连通的气管7上，用于控制相应气囊3与气泵5之间的连通与截止，每个电子气囊阀门与控制处理器6信号连接而受控于控制处理器6。

水平仪1检测到洋流发电平台2失衡时，控制处理器6根据水平仪1的检测信息控制相应的电子气囊阀门开启，同时控制气泵5充气或放气。控制处理器6可由单片器设计而成，其主要功能就是处理水平仪1传回数据，并控制气泵5对气囊6充气或者放气。控制处理器6内可存储有查询表，所述查询表表征检测信息与气泵5运行参数、相应电子气囊阀门运行参数之间的关系，气泵5的运行参数包括运行方向、运行时间，电子气囊阀门的运行参数包括阀门开启时间。检测信息与气泵5运行参数、相应电子气囊阀门运行参数之间的关系通过实验数据拟合得到。

本发明的动态仿生自平衡调节装置能及时响应、处理信息，控制处理器6用来控制气泵5充放气，以及气管7的开关，而控制处理器6是将水平仪1传来的数据进行处理，向气泵5发出充气、放气等相关指令。控制处理器6安装在洋流发电平台2正上方海面上的一块漂浮装置即安装台4上，该漂浮装置通过管道(管道由耐腐蚀、抗老化、弹性好的材料制成)固定在洋流发电平台2上，此外漂浮装置上还装有气泵5等装置。

控制处理器6与水平仪1可通过有线或无线达成信号连接，电子气囊阀门与控制处理器6也可通过有线或无线达成信号连接。电源8对控制处理器6以及气泵5供电，也可以对水平仪1供电，为了提高安全性能，水平仪1由于在水面下，可尽量采用电池供电。

当安置在洋流发电平台2上的水平仪1检测到平台倾斜时，将数据传送至控制处理器6，控制处理器6处理数据后发送指令，通过气泵5抽送气来收缩气囊3大小，从而使洋流发电平台2平衡。通过特殊材料(如聚酰胺66)制成的气管7连接着气囊3与气泵5，并与总管道固定在一起，防止脱落或被海中杂物缠绕、损坏。故，所有气囊3的气管7在路线设计上采用汇聚方式，并通过一个总管道与气泵5连通。在与气泵5连接的一端气管7上的电子气囊阀门，可控制气管7的开合，在充放气时开关打开便于气体流通，其他时候关闭，防止漏气造成气囊缩小。

综上所述，水平仪1安装在洋流发电平台2的上表面四周，并在其表表面镀有防腐蚀材料，由几个组成阵列便于精确测量洋流发电平台2的平衡度。由于洋流发电平台2处于洋流中，而洋流是不稳定的，波动较大，所以洋流发电平台2不会处于静态平衡而是处于实时动态中，这样就要求水平仪防水性好、抗腐蚀、实时监测速度快，且水平仪通过导线传递数据至控制处理器6，则导线与气管7一样与上述管道固定在一起，并在管道外侧用特殊材料制成保护层。

本发明具有广泛适用性，除了使用于洋流发电平台2外，还可以用于其他水下设备的平衡自调节控制，并且造价成本低廉，组装简单、使用方便，其中的模块可根据需要来确定装置的大小，另外选择合适的气管和气泵能更好地运用于整个装置，提高效率、快速准确。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。