[发明专利]一种自供能海洋行船避礁无线预警系统

权利要求书

1.一种自供能海洋行船避礁无线预警系统，其特征在于，包括行船终端和在海面上的暗礁或者岛礁上设置的微型波浪能收集器件阵列、电能存储和管理电路以及无线发射模块；

所述微型波浪能收集器件阵列通过电能存储和管理电路连接无线发射模块；

所述微型波浪能收集器件用于收集海绵波浪能并转化为电能，转化的电能输出到电能存储和管理电路，随后对器件输出的电能整流、变压后，向无线发射模块输出稳定的、可供电子元件使用的3V-5V低压直流电，供给无线发射模块工作并向行船上的终端发射电磁信号。

2.根据权利要求1所述的一种自供能海洋行船避礁无线预警系统，其特征在于，所述微型波浪能收集器件包括竖直设置的单摆结构(1)，单摆结构(1)的中间位置两侧分别通过弹簧(2)连接至弹性可压缩回弹的折叠式摩擦纳米发电机组(3)一侧，摩擦纳米发电机组(3)的另一侧通过硬质基底固定在器件外壳(10)，单摆结构(1)在发生摆动时，所述摩擦纳米发电机组(3)包括多个摩擦纳米发电机单元，通过基底Z形折叠方式连接起来，所述单摆结构(1)下部设置有磁铁块(4)，磁铁块(4)设置在弧形基座(5)上，弧形基座(5)上表面设置铜线圈(6)。

3.根据权利要求1所述的一种自供能海洋行船避礁无线预警系统，其特征在于，所述摩擦纳米发电机单元包括金属摩擦电极(7)和摩擦介电层(8)，金属摩擦电极(7)和摩擦介电层(8)均附着在柔性薄膜基底(9)上，两者通过薄膜基底的折叠相对设置。

4.根据权利要求1所述的一种自供能海洋行船避礁无线预警系统，其特征在于，所述微型波浪能收集器件对波浪能收集转化的具体方法为；

微型波浪能收集器件在使用时，固定于可漂浮于海面的基板上，基板浮于海平面，在波浪的晃动作用下，微型波浪能收集器的单摆结构(1)将发生左右摇摆，通过拉伸和压缩弹簧(2)带动摩擦纳米发电机组(3)发生来回伸缩运动，从而通过金属摩擦电极(7)和摩擦介电层(8)之间的接触-分离摩擦起电产生电能，摩擦纳米发电机和电磁发电机单元组通过并联方式，同时输出至电能存储和管理电路，波浪能驱动单摆发生摆动的机械运动，单摆的机械运动能通过摩擦纳米发电机和电磁发电机转化为电能，单摆结构(1)的下部装有磁铁块(4)，在弧线左右运动时可切割下部弧形基座(5)上安装的铜线圈(6)，根据切割磁感线的物理机制，将在铜线圈(6)中产生电能。

5.根据权利要求1所述的一种自供能海洋行船避礁无线预警系统，其特征在于，所述无线发射模块发射的预警信号的传播距离由电路开启一次所释放的电量决定，发射距离通过电能存储和管理电路调整，信号发射的间隔周期通过管理模块的设定进行调整，通过增大管理电路中电容的容量大小，增加无线信号发射距离，在电源管理模块开启电压和关闭电压一定时，电路中电能存储容量越大，管理电路开启时所传输的电量越多，供给无线发射模块的能量越多，传输距离越远。

6.根据权利要求1所述的一种自供能海洋行船避礁无线预警系统，其特征在于，所述无线发射模块信号发射的间隔周期通过电源管理模块的设定进行调整，具体方式为：给电源管理模块设定一个开启电压值，当电容中存储电量的电压达到电源管理模块的开启电压时，电容模块开启，电容中存储的电量释放出去，供给无线模块发射信号，在微型波浪能收集器件输出功率一定的情况下，电源管理模块设定的开启电压值越低，其开启的频率越高，信号发射的间隔越小，同因中间涉及到电流的泄露问题，具体的电源管理模块设定的开启电压值与信号发射周期的函数关系，以实际测试为准，同理，在电源管理模块设定的开启电压值一定的情况下，微型波浪能收集器件的输出功率越大，电容中存储电量增加的越快(同一电容容量时)，电源管理模块开启的频率越高，信号发射的时间间隔越小。