一种基于纳米摩擦发电的剖面浮标的制作方法

本技术属于浮标，尤其涉及一种基于纳米摩擦发电的剖面浮标。

背景技术：

1、海洋占地球总面积71％，其中84％的海洋水深超过2000米。随着科技进步，人类深入认识深海的时代正在来临，对深海的探索不断改变着人类对海洋的认知。目前全球海洋实时观测网已经向深海、高纬度、西边界流区、边缘海以及生物地球化学领域不断扩展。剖面测量浮标作为海洋观测的关键载体平台，对于未来天气的预测、全球变暖趋势的预测具有重要的科学意义。当前数以千计的剖面测量浮标处于作业状态。而剖面测量浮标的使用寿命一般为2-5年，绝大多数剖面测量浮标是因内部电池电量耗尽而停止作业。

2、为此需要一种基于纳米摩擦发电的剖面浮标，使浮标在观测期间上浮及下潜运动时将海洋压力变化导致的浮标表面形变转化为纳米摩擦电能，并且浮标在水面漂浮期间可将海面波浪能引起的浮标表面形变转化为纳米摩擦电能，从而使浮标在整个工作周期内均有电力补充，有效延长浮标的使用寿命。

技术实现思路

1、针对相关技术中存在的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种基于纳米摩擦发电的剖面浮标，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

3、一种基于纳米摩擦发电的剖面浮标，包括：

4、圆柱形承压壳体；

5、上端盖，上端盖固定在圆柱形承压壳体顶部，上端盖上设有天线和传感器；

6、下端盖，下端盖固定在圆柱形承压壳体底部；

7、纳米摩擦发电模块，纳米摩擦发电模块设于圆柱形承压壳体上；

8、浮力调节模块，浮力调节模块设于圆柱形承压壳体内；

9、电池，电池设于圆柱形承压壳体内下部，电池通过水密电缆与纳米摩擦发电模块连接。

10、在其中一些实施例中，纳米摩擦发电模块包括：

11、刚性纳米级聚四氟乙烯膜，刚性纳米级聚四氟乙烯膜是纳米摩擦发电模块的内层，刚性纳米级聚四氟乙烯膜与圆柱形承压壳体固定连接；

12、柔性纳米级聚四氟乙烯膜，柔性纳米级聚四氟乙烯膜是纳米摩擦发电模块的外层，柔性纳米级聚四氟乙烯膜受压力时表面形变；

13、聚酰亚胺镀铜膜，聚酰亚胺镀铜膜是纳米摩擦发电模块的中层，聚酰亚胺镀铜膜设于刚性纳米级聚四氟乙烯膜和柔性纳米级聚四氟乙烯膜之间。

14、在其中一些实施例中，聚酰亚胺镀铜膜呈波状。

15、在其中一些实施例中，浮力调节模块包括：

16、气泵，气泵设于圆柱形承压壳体内底部；

17、气囊，气囊设于下端盖内，气囊与气泵连接。

18、在其中一些实施例中，浮力调节模块还包括：

19、液压泵，液压泵位于气泵上方，液压泵具有进口和出口；

20、油囊，油囊设于下端盖内，油囊连通液压泵的出口；

21、油箱，油箱设于液压泵旁，油箱连通液压泵的进口。

22、在其中一些实施例中，油囊设有两个，两个油囊设于气囊两侧。

23、在其中一些实施例中，基于纳米摩擦发电的剖面浮标还包括控制器，控制器分别与天线、传感器、电池、气泵和液压泵电连接。

24、在其中一些实施例中，基于纳米摩擦发电的剖面浮标还包括：

25、支撑环板，支撑环板设于圆柱形承压壳体上，支撑环板用以支撑固定纳米摩擦发电模块；

26、穿舱件，穿舱件设于支撑环板上，水密电缆通过穿舱件连接纳米摩擦发电模块和电池。

27、在其中一些实施例中，纳米摩擦发电模块呈中空圆柱状，包覆于圆柱形承压壳体外部。

28、在其中一些实施例中，基于纳米摩擦发电的剖面浮标还包括密封件，密封件设于上端盖和圆柱形承压壳体之间以及圆柱形承压壳体和下端盖之间。

29、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

30、1、本实用新型提供的基于纳米摩擦发电的剖面浮标可以将海洋压力变化或海面波浪能所导致的浮标表面形变转化为纳米摩擦电能，充分利用海洋能，使浮标在整个工作周期内均有电力补充，不受天气影响，续电成本低且能有效延长浮标的使用寿命。

31、2、本实用新型提供的基于纳米摩擦发电的剖面浮标设有纳米摩擦发电模块，充分利用海洋水下环境压差带来的柔性形变及海面波动产生形变发电，使发电效率最大化，浮标的使用寿命得到延长，可以降低因电池断电而导致数据丢失的风险。

技术特征：

1.一种基于纳米摩擦发电的剖面浮标，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于纳米摩擦发电的剖面浮标，其特征在于，所述纳米摩擦发电模块包括：

3.根据权利要求2所述的基于纳米摩擦发电的剖面浮标，其特征在于，所述聚酰亚胺镀铜膜呈波状。

4.根据权利要求1所述的基于纳米摩擦发电的剖面浮标，其特征在于，所述浮力调节模块包括：

5.根据权利要求4所述的基于纳米摩擦发电的剖面浮标，其特征在于，所述浮力调节模块还包括：

6.根据权利要求5所述的基于纳米摩擦发电的剖面浮标，其特征在于，所述油囊设有两个，两个所述油囊设于所述气囊两侧。

7.根据权利要求5所述的基于纳米摩擦发电的剖面浮标，其特征在于，还包括控制器，所述控制器分别与所述天线、传感器、电池、气泵和液压泵电连接。

8.根据权利要求1所述的基于纳米摩擦发电的剖面浮标，其特征在于，还包括：

9.根据权利要求1-8任一项所述的基于纳米摩擦发电的剖面浮标，其特征在于，所述纳米摩擦发电模块呈中空圆柱状，包覆于所述圆柱形承压壳体外部。

10.根据权利要求1-8任一项所述的基于纳米摩擦发电的剖面浮标，其特征在于，还包括密封件，所述密封件设于所述上端盖和圆柱形承压壳体之间以及所述圆柱形承压壳体和下端盖之间。

技术总结
本技术公开了一种基于纳米摩擦发电的剖面浮标，属于浮标技术领域。该剖面浮标由圆柱形承压壳体、上端盖、下端盖、纳米摩擦发电模块、浮力调节模块和电池组成。上端盖固定在圆柱形承压壳体顶部，上端盖上设有天线和传感器；下端盖固定在圆柱形承压壳体底部；纳米摩擦发电模块设于圆柱形承压壳体上；浮力调节模块设于圆柱形承压壳体内；电池设于圆柱形承压壳体内下部，电池通过水密电缆与纳米摩擦发电模块连接。本技术提供的基于纳米摩擦发电的剖面浮标可以将海洋压力变化或海面波浪能所导致的浮标表面形变转化为纳米摩擦电能，使浮标在整个工作周期内均有电力补充，有效延长浮标的使用寿命。

技术研发人员：汪东平,杜照鹏,赵晓
受保护的技术使用者：青岛海洋科技中心
技术研发日：20230725
技术公布日：2024/3/4