[发明专利]横摇运动捕获推进装置及带有该装置的波浪能驱动无人艇

说明书

本发明属于波浪能的捕获与转化和转换技术领域，具体涉及一种横摇运动捕获推进装置及带有该装置的波浪能驱动无人艇。本发明的横摇运动捕获推进装置无额外能量损耗，有效利用了无人艇横摇运动的能量用于推进，增加了无人艇的续航性，实现了波浪能的高效利用，有效地延长了无人艇工作时间。本发明的横摇运动捕获推进装置利用波浪能，不需要消耗无人艇本身携带的能源，将无人艇本身携带的能源全部用于执行航行任务，波浪推进对海浪情况要求较小，理论上可适应全浪向海况。

技术领域

本发明属于波浪能的捕获与转化和转换技术领域，具体涉及一种横摇运动捕获推进装置及带有该装置的波浪能驱动无人艇。

背景技术

常规的海洋移动观测平台如科考船、无人艇、水下航行器等，一般采用燃油或电池作为动力源，由于所携带的能源有限，导致其续航力较短，执行长期海洋观测任务时则需要携带大量能源，本高昂、经济性较差，并且容易造成环境污染。由于海洋蕴含了极其丰富的绿色能源，人们对利用海洋能作为海洋运载器的能量源表现出浓厚的兴趣。

波浪驱动无人艇作为一种新型波浪能推进海洋无人航行器，具有超长航时、自主、零排放、经济性等突出优点。波浪驱动无人艇可以利用浸没在水中的翼板，将波浪能直接转化为驱动无人艇前向的推力。利用波浪能驱动的无人艇能长期、自主地执行环境监测、水文调查、气象预报、远程预警、通信中继等作业任务，这种优势使得波浪驱动无人艇在军民领域皆具有广泛的应用前景。在这种背景下，近十年来波浪驱动技术成为了国内外的一个研究热点。

专利号CN201810547861.X，专利名称为“一种利用波浪能的水面浮体横摇推进系统”，提供了一种利用船体横摇运动的动能来驱动螺旋桨推进的方法。

专利号CN201910037366.9，专利名称为“一种自然能驱动的翼舵联动长航时双体无人艇”，提供了一种利用水翼驱动的波浪推进方法。

目前的波浪驱动技术大部分采用翼板推进，其缺陷在于对波浪波速以及浪向要求苛刻，在遭遇横浪时几乎丧失了推进力。而现有的横摇推进技术抵抗波浪干扰能力较弱，在波浪力作用下极易偏离计划航向，无法保持航向稳定性。

发明内容

本发明的目的在于提供充分利用横浪能量进行推进且提高波浪驱动无人艇抵抗横浪干扰能力的一种横摇运动捕获推进装置。

本发明的目的通过如下技术方案来实现：包括液压舱和翼板摆动控制装置；所述的液压舱内部设有导轨，导轨两端分别固定在液压舱的顶面和底面，在导轨上安装有滑块，滑块将液压舱内部空间分割为不联通的上下两个区域；所述的翼板摆动控制装置包括液压缸和水翼安装板；所述的水翼安装板上设有转轴和限位板，在转轴两端安装有水翼，在限位板上安装有限位轴，限位轴两端分别与转轴两端的水翼连接；所述的液压缸内部设有活塞，活塞将液压缸内部空间分割为不联通的左右两个区域，活塞通过连杆与限位板连接；所述的液压舱和液压缸内部填充有液体，液压舱与液压缸之间通过导管连通。

本发明的目的还在于提供一种带有横摇运动捕获推进装置的波浪能驱动无人艇。

本发明的目的通过如下技术方案来实现：包括两侧片体，两侧片体之间通过横梁连接，在两侧片体上均安装有横摇运动能量捕获与转化装置；在无人艇艏部下方两侧片体处均安装有转向舵；在无人艇艏部及艉部下方均安装有翼板摆动控制装置；所述的横摇运动能量捕获与转化装置包括液压舱；所述的液压舱内部设有导轨，导轨两端分别固定在液压舱的顶面和底面，在导轨上安装有滑块，滑块将液压舱内部空间分割为不联通的上下两个区域；所述的翼板摆动控制装置包括液压缸和水翼安装板；所述的水翼安装板上设有转轴和限位板，在转轴两端安装有水翼，在限位板上安装有限位轴，限位轴两端分别与转轴两端的水翼连接；所述的液压缸内部设有活塞，活塞将液压缸内部空间分割为不联通的左右两个区域，活塞通过连杆与限位板连接；所述的液压舱和液压缸内部填充有液体，液压舱与液压缸之间通过导管连通。

本发明的有益效果在于：