一种用于温盐深三维结构观测的自主供电装置的制作方法

1.本实用新型属于海洋装备技术领域，具体涉及一种用于温盐深三维结构观测的自主供电装置。


背景技术：

2.浮标、潜标技术是六十年代由一些海洋发达国家开始使用并发展起来的。浮标、潜标系统是海洋环境调查的重要技术装备，具有在恶劣的海洋环境条件下，无人值守的长期、连续、同步、自动地对海洋水文、气象诸要素进行全面综合监测的特点，是海洋观测岸站、调查船和调查飞机在空间上和时间上的延伸扩展，是离岸监测的重要手段，具有其他调查方法无法代替的作用。潜标系泊于海面以下，并可通过释放装置回收，具有获取海洋水下环境剖面资料的能力，并具有隐蔽性好不易被破坏的优点，得到了广泛的应用。浮标、潜标系统不仅可以获取海洋和大气的连续观测数据，同时可为遥感数据定标、验证以及同化提供重要的实测参考，重要性越来越受到世界各海洋国家的重视。
3.目前，浮标、潜标的供能方式主要是采用锂电池等二次电池供电，电池需要定期维护和更换。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在克服现有技术的缺陷，提供了一种用于温盐深三维结构观测的自主供电装置，利用机械的方式，实现波浪能到电能的转换，解决了电能的定期更换造成的能源上的浪费，并大幅度节省了维护成本。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型提供以下技术方案：
6.一种用于温盐深三维结构观测的自主供电装置，包括温盐深三维结构观测连接件、支架单元、机械运动转换单元和发电单元，其特征在于，所述发电单元与支架单元固定连接，发电单元通过电缆与温盐深三维结构观测连接件13电连接，用于提供稳定供电温盐深三维结构观测连接件；机械运动转换单元的密封杆12通过温盐深三维结构观测连接件13和重力锚14固定连接，重力锚14放置在海底。
7.优选地，所述温盐深三维结构观测连接件13包括玻璃浮球25、电磁耦合传输缆26、连接转环27、若干温盐深传感器28、实心浮球 29、声学释放器30；玻璃浮球25、电磁耦合传输缆26、连接转环27、若干温盐深传感器28、实心浮球29、声学释放器30依次连接，玻璃浮球为3个，温盐深传感器28为若干。
8.优选地，所述支架单元包含上外壳1、中外壳2、下外壳3、导向板4、密封缸11、端盖22、密封圈23和密封垫24；外壳由上外壳 1、中外壳2、下外壳3组成，导向板4上、下端均与外壳焊接固定在一起；导向板4的中间通过轨道与支撑板9相连接，在导向板4与支撑板9形成相对运动，密封缸11焊接在下外壳3上，密封杆12通过密封圈23和密封垫24与密封缸11密封连接，密封缸11通过螺栓与上下两个端盖22进行锁紧。密封圈为3个，外壳为中空设计。
9.优选地，所述机械运动转换单元包括导向板4、波纹管5、固定架6、连接杆7、支撑板
9、导向缸10、密封杆12、温盐深三维结构观测系统13和重力锚14，波纹管5焊接于上外壳1与固定架6之间；固定架6、连接杆7、密封杆12、温盐深三维结构观测系统13依次固定连接，波纹管5和导向缸10之间的间隙变化由压缩和拉伸的伸缩共同实现，支撑板9通过导轨与导向板4连接，在运动时沿导轨的方向上下运动；导向缸10与下外壳3相连接，保证了支撑板9能够在外壳内保持一定的位置。导向缸10为3个。
10.优选地，所述发电单元包括曲柄固定板19、曲柄连杆15、行星齿轮增速器16、曲轴17、联轴器18、直流永磁发电机8、电力转换模块20和电缆21，曲柄固定板19与中外壳2焊接，与外壳同步运动；曲柄固定板19与曲柄连杆15铰接，曲柄固定板19运动驱动曲柄连杆15做曲柄往复运动，曲柄连杆15与曲轴17铰接，其往复运动驱动曲轴17做旋转运动；曲轴17的旋转运动通过联轴器18传动连接到行星齿轮增速器16上，行星齿轮增速器16速度传递到直流永磁发电机8，直流永磁发电机8通过电缆21传递到电力转换模块20，经过电力转换模块20输出的电力通过电缆21给予温盐深三维结构观测系统中的传感器以及声学释放器等单元提供稳定供电。
11.优选地，转换模块20中设有dc
‑
dc转换器或逆变器。
12.与现有技术相比较，本实用新型具有如下的有益效果：
13.利用机械的方式，实现波浪能到电能的转换，一定程度上解决了电能的定期更换造成的能源上的浪费，并大幅度节省了维护成本。将机械运动转换单元传递过来的旋转运动通过行星齿轮增速器进行增速后传递给永磁直流发电机进行发电；发电机所产生的电力经过电力转换模块转换后形成稳定的直流或交流电，为温盐深三维结构观测系统提供电能。
附图说明
14.图1是本实用新型用于温盐深三维结构观测的自主供电装置的整体示意图；
15.图2是本实用新型用于温盐深三维结构观测的自主供电装置的支架单元示意图；
16.图3是本实用新型用于温盐深三维结构观测的自主供电装置的温盐深三维结构观测连接件结构图；
具体实施方式
17.以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
18.如图1
‑
3所示，一种用于温盐深三维结构观测的自主供电装置，包括温盐深三维结构观测连接件、支架单元、机械运动转换单元和发电单元，机械运动转换单元的密封杆12通过温盐深三维结构观测连接件13和重力锚14固定连接，重力锚14放置在海底，所述发电单元与支架单元固定连接，发电单元通过电缆与温盐深三维结构观测连接件13电连接，提供稳定供电温盐深三维结构观测连接件。
19.优选地，所述温盐深三维结构观测连接件13包括玻璃浮球25、电磁耦合传输缆26、连接转环27、温盐深传感器28、实心浮球29、声学释放器30；玻璃浮球25、电磁耦合传输缆26、连接转环27、温盐深传感器28、实心浮球29、声学释放器30依次连接，玻璃浮球为 3个，温盐深传感器28为若干个。
20.优选地，所述支架单元包含上外壳1、中外壳2、下外壳3、导向板4、密封缸11、端盖22、密封圈23和密封垫24；外壳由上外壳 1、中外壳2、下外壳3组成，通过巨大的体积和内部为中空设计的零部件提供足够的空间和浮力，使得整个装置得以漂浮在海洋表面上。导向板4上、下端均与外壳焊接固定在一起；导向板4的中间通过轨道与支撑板9相连接，在导向板4与支撑板9形成相对运动，密封缸 11焊接在下外壳3上，密封杆12通过密封圈23和密封垫24与密封缸11密封连接，密封圈为3个，密封缸11通过螺栓与上下两个端盖 22进行锁紧，从而在保证外壳外部的海水无法进入内部，实现机械运动转换单元与支架单元的相对运动。支架单元如倒装的缩颈桶形状设计，为机械运动转换单元和发电单元提供浮力，使整个装置能漂浮在海面上；密封缸11与机械运动转换单元通过三级密封圈连接，防止海水渗入到装置内部。
21.优选地，所述机械运动转换单元包括导向板4、波纹管5、固定架6、连接杆7、支撑板9、导向缸10、密封杆12，波纹管5焊接于上外壳1与固定架6之间；固定架6、连接杆7、密封杆12、温盐深三维结构观测系统13和重力锚14依次固定连接，重力锚14放置在海底，海洋波浪的作用下起伏运动而固定架6固定在外壳无运动。波纹管5和导向缸10之间的间隙变化由压缩和拉伸的伸缩共同实现，支撑板9通过导轨与导向板4连接，在运动时沿导轨的方向上下运动；导向缸10与下外壳3相连接，导向缸10的支撑作用保证了支撑板9 能够在外壳内保持一定的位置。导向缸10为3个。机械运动转换单元上部通过波纹管焊接到支架单元的上外壳上，使得支架单元在海水的波浪作用下上下起伏运动时，波纹管进行压缩和拉伸运动而固定架和密封杆等部品不运动，从而形成支架单元与固定架和密封杆等部品的相对运动；支撑板沿着与支架之间的导轨进行上下运动，固定在支撑板上的曲轴将该往复直线运动转换成旋转运动。
22.优选地，所述发电单元包括曲柄连杆15、行星齿轮增速器16、曲轴17，联轴器18、直流永磁发电机8、曲柄固定板19、电力转换模块20和电缆21，曲柄固定板19与中外壳2焊接，与外壳同步运动；曲柄固定板19与曲柄连杆15铰接，曲柄固定板19运动驱动曲柄连杆15做曲柄往复运动，曲柄连杆15与曲轴17铰接，其往复运动驱动曲轴17做旋转运动；曲轴17的旋转运动通过联轴器18传动连接到行星齿轮增速器16上，进行速度放大。行星齿轮增速器16速度放大传递到直流永磁发电机8，而产生电力。直流永磁发电机8通过电缆21传递到电力转换模块20，电力转换模块20中设有dc
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dc 转换器或逆变器，通过dc
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dc转换器或逆变器将电力转变成稳定的输出。经过电力转换模块20输出的电力通过电缆21给予温盐深三维结构观测系统中的传感器以及声学释放器等单元提供稳定供电。
23.发电单元将机械运动转换单元传递过来的旋转运动，通过行星齿轮增速器进行增速后传递给永磁直流发电机进行发电；发电机产生的电力经过电力转换模块转换后形成稳定的直流或交流电，为温盐深三维结构观测系统提供电能。
24.以上所述仅为说明本实用新型的实施方式，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。