本實用新型涉及波能和風(fēng)能供電裝置，特別涉及一種利用波能和風(fēng)能供電的海上監(jiān)測器。

背景技術(shù)：

大規(guī)模波浪能發(fā)電的成本還難與常規(guī)能源發(fā)電競爭，但特殊用途的小功率波浪能發(fā)電，已在導(dǎo)航燈浮標(biāo)、燈樁、燈塔等上獲得推廣應(yīng)用。在邊遠海島，小型波浪能發(fā)電已可與柴油發(fā)電機組發(fā)電競爭。今后應(yīng)進一步研究新型裝置，以提高波浪能轉(zhuǎn)換效率。

綜觀目前借助新能源發(fā)電提供電能的海上監(jiān)測裝置或者浮標(biāo)專利，大部分是帶有約束的裝置或者設(shè)備——即通過錨鏈和錨碇固定于岸邊、船上和海底的全約束、部分約束裝置或者漂浮式設(shè)備，不能夠?qū)崿F(xiàn)移動式發(fā)電和監(jiān)測不同水域狀況，如專利CN105823862A、CN105822985A、CN204674781U。并且采用的提供設(shè)備電子元件運行的電能的方式較為普遍的太陽能發(fā)電或者小型風(fēng)力發(fā)電，沒能夠?qū)⒑Ｉ咸N藏豐富的波浪能收集起來并用于發(fā)電。

少數(shù)大型監(jiān)測船雖然也集成了非固定式波浪能發(fā)電裝置和太陽能發(fā)電，但是本身系統(tǒng)復(fù)雜，加上船體耗能較多，能源消耗量大，傳統(tǒng)能源是主力，缺乏波浪能發(fā)電和太陽能作為輔助發(fā)電，如專利CN202273803U。有些集成了新能源發(fā)電裝置和非固定式波浪能發(fā)電裝置的監(jiān)測船，但是海面上風(fēng)力資源時常豐富，太陽光由于海水蒸發(fā)阻擋了陽光照射，相對較弱，采用了太陽能發(fā)電而沒能夠?qū)L(fēng)力發(fā)電裝配上去，發(fā)電效率低下，且系統(tǒng)成本昂貴，不易推廣，如專利CN102381464A。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種波能和風(fēng)能供電的海上監(jiān)測器，這種海上監(jiān)測器有效利用波能和風(fēng)能，發(fā)電效率高。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案：

一種波能和風(fēng)能供電的海上監(jiān)測器，包括圓柱形漂浮體，在圓柱形漂浮體上安裝有風(fēng)力發(fā)電裝置，在圓柱形漂浮體側(cè)面安裝有波能發(fā)電裝置，在圓柱形漂浮體下方通過鏈條安裝有鐵錠；在圓柱形漂浮體下方設(shè)有穩(wěn)定鰭，穩(wěn)定鰭上安裝有驅(qū)動葉輪，驅(qū)動葉輪與電機連接。

上述的一種波能和風(fēng)能供電的海上監(jiān)測器，風(fēng)力發(fā)電裝置為垂直軸風(fēng)力發(fā)電裝置，包括中心轉(zhuǎn)軸，在中心轉(zhuǎn)軸下方通過角接觸球軸承與第一發(fā)電機連接，至少兩組組合型葉片通過連接桿與中心轉(zhuǎn)軸固定連接，每組組合型葉片包括至少兩片組合型葉片，每片組合型葉片包括一片空心長方體直板和一片空心曲面流線型板，曲面流線型板包括正板與背板，正板為遠離中心轉(zhuǎn)軸的曲面流線型板，背板為靠近中心轉(zhuǎn)軸的曲面流線型板，曲面流線型板與空心直板的側(cè)邊固定連接；曲面流線型葉片正板與背板的表面曲率不同，背板曲率大于正板曲率。

上述的一種波能和風(fēng)能供電的海上監(jiān)測器，波能發(fā)電裝置包括主浮動板、副浮動板，主浮動板通過第一轉(zhuǎn)軸安裝于圓柱漂浮體上，副浮動板通過第二轉(zhuǎn)軸固定安裝于圓柱漂浮體上，第二轉(zhuǎn)軸安裝有皮帶輪，第二發(fā)電機通過皮帶與皮帶輪連接，副浮動板下方開設(shè)滑槽，短圓銷置于滑槽內(nèi)，短圓銷與主浮動板通過滑動支撐桿連接，滑動支撐桿兩端開設(shè)通孔，短圓銷穿過滑動支撐桿上端通孔，固定在主浮動板的滑動支撐軸穿過滑動支撐桿的下端通孔。

圓柱形浮漂物分為上下兩段不同外徑，上段的外徑大于下段的外徑。

長方體直板是阻力型葉片，曲面流線型板是升力型葉片；阻力型葉片具有阻擋風(fēng)力獲得轉(zhuǎn)動力矩、啟動風(fēng)速小的特點，而本實用新型所用升力型葉片正、背兩面曲率不同，背面曲率更大，旋轉(zhuǎn)過程中迎風(fēng)面積大、升力大。本實用新型將阻力型和升力型葉片組合使用，使本實用新型具備啟動風(fēng)速低、發(fā)電效率高效的特點。

本實用新型所用葉片皆為空心結(jié)構(gòu)，極大地減輕了葉片重量，降低了角接觸球軸承承受的載荷和摩擦功耗。并且，風(fēng)速時高時低、不穩(wěn)定的多變工況下，角接觸球軸承偏矩得以減小，增強了使用壽命和可靠性。多排葉片疊放能充分利用風(fēng)能。

通過吸收波能，主、副浮動板之間產(chǎn)生相對運動，通過帶輪帶動發(fā)電機發(fā)電；或者波浪較高時，直接拍打逼浮動板擺動發(fā)電。

穩(wěn)定鰭能使監(jiān)測裝置在移動過程中保持運動方向。特別是在葉輪驅(qū)動下進行移動的時候，通過穩(wěn)定鰭能保持監(jiān)測裝置的運動方向。通過穩(wěn)定鰭與葉輪，在無線遙控指令下，使監(jiān)測裝置能夠移動到預(yù)定海域進行監(jiān)測。

監(jiān)測用傳感器，包括風(fēng)速風(fēng)向傳感器、氣壓傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、紅外傳感器以及水中水下監(jiān)測洋流、潮位、鹽度等的傳感器，這些傳感器安裝于圓柱形漂浮體上。

本實用新型集成了垂直軸風(fēng)力發(fā)電以及筏式波浪能發(fā)電，可有效解決目前海上監(jiān)測裝置電能不足的問題，裝置結(jié)構(gòu)簡單可靠，造價低廉、發(fā)電效率高。

附圖說明

圖1為本實用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實用新型垂直軸風(fēng)力發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實用新型垂直軸風(fēng)力發(fā)電裝置的俯視圖。

圖4為本實用新型垂直軸風(fēng)力發(fā)電裝置的葉片結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本實用新型波能發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本實用新型電路原理框圖。

圖7為本實用新型數(shù)據(jù)傳輸原理框圖。

圖中標(biāo)記為：1組合型葉片，10空心曲面流線型板，11空心曲面流線型板的正面，12空心曲面流線型板的背面，13長方體直板，2中心轉(zhuǎn)軸，3角接觸球軸承，4連接桿， 51副浮動板，52主浮動板，53副浮動板的滑槽，54短圓銷，55滑動支撐桿，56滑動支撐軸，57第一轉(zhuǎn)軸，58第二發(fā)電機，59第二轉(zhuǎn)軸，60皮帶輪，6穩(wěn)定鰭，61葉輪，7鐵鏈，71鐵錠，8圓柱形漂浮體。

具體實施方式

參照附圖，一種波能和風(fēng)能供電的海上監(jiān)測器，包括圓柱形漂浮體8，在圓柱形漂浮體上安裝有風(fēng)力發(fā)電裝置，在圓柱形漂浮體側(cè)面安裝有波能發(fā)電裝置，在圓柱形漂浮體下方通過鏈條7安裝有鐵錠71；在圓柱形漂浮體下方設(shè)有穩(wěn)定鰭6，穩(wěn)定鰭上安裝有驅(qū)動葉輪61，驅(qū)動葉輪與電機連接。

風(fēng)力發(fā)電裝置為垂直軸風(fēng)力發(fā)電裝置，包括中心轉(zhuǎn)軸2，在中心轉(zhuǎn)軸下方通過深溝球軸承3與第一發(fā)電機連接，至少兩組組合型葉片通過連接桿4與中心轉(zhuǎn)軸固定連接，每組組合型葉片包括至少兩片組合型葉片，每片組合型葉片包括一片空心長方體直板13和一片空心曲面流線型板10，曲面流線型板包括正板11與背板12，正板為遠離中心轉(zhuǎn)軸的曲面流線型板，背板為靠近中心轉(zhuǎn)軸的曲面流線型板，曲面流線型板與空心直板的側(cè)邊固定連接；曲面流線型葉片正板與背板的表面曲率不同，背板曲率大于正板曲率；

波能發(fā)電裝置包括主浮動板52、副浮動板51，主浮動板通過第一轉(zhuǎn)軸57安裝于圓柱漂浮體8上，副浮動板51通過第二轉(zhuǎn)軸59固定安裝于圓柱漂浮體上，第二轉(zhuǎn)軸安裝有皮帶輪60，第二發(fā)電機58通過皮帶與皮帶輪連接，副浮動板下方開設(shè)滑槽53，短圓銷54置于滑槽內(nèi)，短圓銷與主浮動板通過滑動支撐桿55連接，滑動支撐桿兩端開設(shè)通孔，短圓銷穿過滑動支撐桿上端通孔，固定在主浮動板的滑動支撐軸56穿過滑動支撐桿的下端通孔。

圓柱形浮漂物分為上下兩段不同外徑，上段的外徑大于下段的外徑。

通過無線控制系統(tǒng)驅(qū)動葉輪及穩(wěn)定鰭工作，將監(jiān)測器移動至指定海域，安裝于圓柱漂浮體的傳感器進行工作，對海域進行監(jiān)測。

垂直風(fēng)力發(fā)電裝置的葉片吸收風(fēng)能轉(zhuǎn)動，帶動第一發(fā)電機發(fā)電，將電能進行存儲同時對監(jiān)測器進行供電。

波能發(fā)電裝置，吸收波能進行發(fā)電，將電能進行存儲同時對監(jiān)測器進行供電。

波能發(fā)電裝置，一是由主浮動板的上下擺動，通過滑動支撐桿和短圓銷在副浮動板內(nèi)的滑動，使副浮動板繞第二轉(zhuǎn)軸進行擺動，通過皮帶輪帶動第二發(fā)電機工作；二是波浪較大時，副浮動板在波浪的拍打下進行擺，同樣帶動第二發(fā)電機工作。