兼容铠装缆的波浪发电滑翔器装置

本技术涉及海洋机器人，具体地，涉及一种兼容铠装缆的波浪发电滑翔器装置，尤其地，涉及一种利用波浪能发电和推进的海洋航行器。

背景技术：

1、波浪滑翔器是一种将波浪能直接转化为前进推力，利用光伏发电给传感通讯电子设备供电，几乎可以实现无限续航的新型海洋移动观测平台。其中利用波浪动力的技术已有广泛的应用，如专利文献cn101622173a公开的漂浮物，适合于用作浮标或用作波浪动力载体的一个部件，再如专利文献cn101405179a公开了一种波浪能水面航行器,其包括水面浮子、水下游动物和绳索,该绳索连接浮子和游动物,以便游动物因波浪运动而上下移动，又如专利文献cn102126546b、cn104590496a也都对波浪能进行了利用。但受限于船体尺寸，光伏发电量相对有限，难以持续为推进器提供电能。并且在持续恶劣天气下工作时，太阳辐射受到大气乌云遮挡，通讯电子设备亦存在失去供电能力的风险。专利文献cn102200090a提出一种固定在海底的绞盘波浪发电装置，适应于大型固定式波浪发电，应用在小型波浪滑翔器上存在密封、无法移动、与波浪滑翔器的铠装扁线不兼容等问题。

2、专利文献cn110344996a提出在波浪滑翔器的浮体下方增加类似直线发电机的发电装置。但直线电机对相对运动的驱动速度要求很高，在几米每秒的激励速度下，才会取得较好的发电输出，与波浪激励不匹配，同时，波浪发电系统置于船体外侧，抵抗风浪能力相对有限，对浮体流线型有较大破坏，不利于降低浮体阻力。

3、专利文献cn113898522a提出一种在波浪滑翔器的水下牵引机上安装波浪发电装置，通过多对水翼的被动旋转运动驱动发电装置发电。但水翼被动旋转的驱动力矩相对较小，且对水翼的水动力性能影响相对较大，不利于波浪推进。

4、专利文献cn112373634a提出一种在波浪滑翔器的浮体上方增加波浪发电装置，利用缆绳直接驱动滚珠丝杆或齿轮齿条的波浪发电装置。由于缆绳直接穿过密封的舱室连接滚珠丝杠发电装置，对于波浪滑翔器扁线缆绳难以做到活动穿舱密封，同时，波浪滑翔器纵向布置的扁线难以缠绕到横向的导向滑轮上。

5、专利文献cn112373663a提出一种在波浪翔器的浮体上方增加波浪发电装置，利用缆绳驱动绞盘机构的转动，再通过增速器连接发电机进行发电。由于波浪滑翔器的缆绳是一种扁线铠装缆绳，为减少阻力，扁线为纵向布置。纵向布置的扁线无法缠绕在横向布置的滚筒上，只能缠绕在纵向布置的滚筒上。若将滚筒纵向布置，为保证缆绳垂向牵引力位于船体中央，导致滚筒转轴偏离船体中性面，进而滚筒转动引起的惯性力将对浮体船不断产生横摇激励，对横稳性不利；同时波浪滑翔过程中，扁线缆绳的前摆使铠装缆绳钢丝受力不均、磨损加大、容易脱离绞盘。

6、综上现有波浪发电滑翔器设计存在难以密封、结构不合理、线缆易脱离绞盘等缺陷，需要设计一种更加合理的波浪发电滑翔器。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种兼容铠装缆的波浪发电滑翔器装置。

2、根据本实用新型提供的一种兼容铠装缆的波浪发电滑翔器装置，包括水面浮体船、缆绳连接组件以及水下牵引机；

3、水面浮体船和缆绳连接组件连接，缆绳连接组件和水下牵引机连接；

4、外界波浪使水面浮体船产生震荡运动，通过缆绳连接组件拖动水下牵引机上下震荡运动；水下牵引机能够将波浪能转化为前进动力，拖动水面浮体船向前移动；同时，水下牵引机的震荡运动使缆绳连接组件产生变化的张紧力，所述张紧力传递至水面浮体船上具有的发电机上，实现波浪发电滑翔器装置的发电。

5、优选的，所述水面浮体船包括船体结构、绞盘系统、滚珠丝杠发电系统、弹簧蓄能装置；绞盘系统、滚珠丝杠发电系统、弹簧蓄能装置均位于在所述船体结构内；

6、绞盘系统与滚珠丝杠发电系统连接，滚珠丝杠发电系统和弹簧蓄能装置连接，弹簧蓄能装置固定于船体结构上；

7、所述绞盘系统包含右侧内绞盘、左侧内绞盘、外绞盘、内绞盘右侧支撑板、内绞盘左侧支撑板、绞盘底板、内绞盘密封罩、外绞盘钢丝、绞盘转轴以及两根内绞盘钢丝；

8、内绞盘右侧支撑板、内绞盘左侧支撑板、绞盘底板、内绞盘密封罩、绞盘底板形成内绞盘密封舱室，所述内绞盘密封舱室底端开设有船体钢丝孔，所述内绞盘密封舱室通过船体钢丝孔与外部海水相通；

9、两根内绞盘钢丝分别与所述右侧内绞盘、左侧内绞盘相匹配，内绞盘钢丝一端缠绕在内绞盘上，另一端穿过船底的船体钢丝孔连接缆绳连接组件；右侧内绞盘、左侧内绞盘均安装在内绞盘密封舱室内；右侧内绞盘、左侧内绞盘通过绞盘转轴连接；

10、绞盘转轴的一端穿过所述内绞盘密封舱室，延伸至内绞盘密封舱室外部，所述外绞盘安装在绞盘转轴位于内绞盘密封舱室外部的一端。外绞盘钢丝一端缠绕在外绞盘上，另一端连接滚珠丝杠发电系统。

11、优选的，所述滚珠丝杠发电系统包括滚珠丝杠螺母座、连接座、导轨滑块以及发电机；

12、所述连接座通过导轨滑块与滚珠丝杠螺母座连接，外绞盘钢丝与连接座连接，发电机与滚珠丝杠螺母座连接；

13、外绞盘钢丝能够拖拽连接座，产生往复直线运动，通过滚珠丝杠螺母座转化为电机的往复旋转运动，进而发电。

14、优选的，所述弹簧蓄能装置包括拉伸弹簧、拉簧挂钩滑轮、挂钩滑轮座以及第一连接钢丝绳和第二连接钢丝绳；

15、拉伸弹簧的两端均通过拉簧挂钩滑轮连接有挂钩滑轮座；一端的挂钩滑轮座通过第一连接钢丝绳连接连接座，另一端的挂钩滑轮座通过第二连接钢丝绳固定于船体结构上。

16、优选的，所述缆绳连接组件包括铠装缆、船体连接电缆、线缆船体连接器以及线缆牵引机连接器；

17、线缆船体连接器下部连接纵向的铠装缆，上部连接横向并列的两根内绞盘钢丝。

18、线缆船体连接器和线缆牵引机连接器通过铠装缆连接；

19、线缆牵引机连接器和水下牵引机连接，线缆船体连接器与水面浮体船的内绞盘钢丝连接；船体连接电缆与线缆船体连接器连接。

20、优选的，所述的线缆船体连接器包括线缆连接器后夹片、线缆连接器前夹片、横向连接块；

21、线缆连接器后夹片包含线缆连接钢丝孔、线缆连接凹凸结构、电缆通道孔；

22、线缆连接器后夹片、线缆连接器前夹片夹紧扁线铠装缆；

23、横向连接块安装在线缆连接器后夹片上。

24、优选的，铠装缆包括有纵向并列的两根铠装钢丝；

25、两根铠装钢丝通过线缆船体连接器分别与两根内绞盘钢丝连接；

26、铠装缆还包括电缆，铠装缆内的电缆穿过所述电缆通道孔与船体连接电缆连接。

27、优选的，所述水下牵引机包括水翼、牵引机头、牵引机尾舵、舵机舱组件、尾部推进、尾部连接过渡件以及牵引机主框架板；

28、尾部推进固定在牵引机尾舵上，能够和牵引机尾舵一起转向；牵引机尾舵与舵机舱组件相连，舵机舱组件与尾部连接过渡件连接，尾部连接过渡件上还安装有牵引机主框架板、牵引机头与水翼。

29、优选的，右侧内绞盘与内绞盘密封罩的间隙，左侧内绞盘与内绞盘密封罩的间隙均小于内绞盘钢丝的直径。

30、优选的，内绞盘钢丝在右侧内绞盘与内绞盘密封罩上缠绕的钢丝最大长度不超过1圈。

31、与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

32、1、本实用新型通过绞盘系统和滚珠丝杠发电系统，可以实现将水面浮体捕获的波浪能，部分转化为电能，通过水下牵引机实现将水面浮体的波浪能部分转化为推进动力，总体可实现波浪能既转化为推进动力，又转化为电能。

33、2、本实用新型通过设置绞盘罩与绞盘的间隙尺寸小于钢丝绳直径，降低了钢丝脱出绞盘的可能。

34、3、本实用新型设置了内绞盘密封舱室，并且通过设置内外绞盘系统，内绞盘将动力通过转轴传递到外绞盘，进而只需要在轴穿过内绞盘密封舱室的地方再进行密封，降低了密封的难度。