本發(fā)明涉及可再生能源利用技術(shù)，特別涉及波浪、涌浪能充電技術(shù)。

背景技術(shù)：

隨著機(jī)器人技術(shù)的高速發(fā)展，機(jī)器人已經(jīng)越來(lái)越多的應(yīng)用于高危場(chǎng)合的作業(yè)，以及未知世界的探索，水下機(jī)器人就是這類機(jī)器人的典型代表，其可以在水中靈活運(yùn)動(dòng)，探索尋常水下潛器無(wú)法到達(dá)的復(fù)雜水下地形，也可以在海難時(shí)執(zhí)行水下搜救任務(wù)，保護(hù)人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全。然而水下機(jī)器人的體積通常較小，受限于內(nèi)部存儲(chǔ)空間而無(wú)法攜帶大量能源，這將對(duì)機(jī)器人的活動(dòng)范圍及作業(yè)能力造成很大的影響，難以滿足人們的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種具有發(fā)電功能的錨鏈與充電平臺(tái)，用于解決現(xiàn)有水下機(jī)器人續(xù)航能力不足的問(wèn)題。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

一種具有發(fā)電功能的錨鏈，包括發(fā)電單元與承拉裝置，其中

發(fā)電單元包括外殼以及設(shè)于該外殼內(nèi)的液壓缸、單向注液組件、液壓馬達(dá)與發(fā)電機(jī)，隨液壓缸的活塞相對(duì)液壓缸的缸體的運(yùn)動(dòng)，單向注液組件向液壓馬達(dá)注入液壓油以驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電；

外殼上還設(shè)有一連接件，該連接件及液壓缸的活塞桿可與其它部件轉(zhuǎn)動(dòng)連接，且二者的轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致；

承拉裝置用于承受錨鏈固定時(shí)的拉力。

作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)方式， 發(fā)電單元包括高壓蓄能器與低壓蓄能器，其中

液壓缸的有桿腔及無(wú)桿腔分別通過(guò)第一通道及第二通道與高壓蓄能器連通，再由高壓蓄能器與液壓馬達(dá)的進(jìn)油口連通，第一、第二通道均沿液壓缸至高壓蓄能器的方向單向?qū)ǎ?/p>

液壓缸的有桿腔及無(wú)桿腔分別通過(guò)第三通道及第四通道與低壓蓄能器連通，再由低壓蓄能器與液壓馬達(dá)的回油口連通，第三、第四通道均沿低壓蓄能器至液壓缸的方向單向?qū)ǎ?/p>

當(dāng)有桿腔的容積減小時(shí)，液壓油由第一通道進(jìn)入液壓馬達(dá)，液壓馬達(dá)的回油由第四管道回流入無(wú)桿腔內(nèi)；

當(dāng)有桿腔的容積增大時(shí)，液壓油由第二通道進(jìn)入液壓馬達(dá)，液壓馬達(dá)的回油由第三管道回流入無(wú)桿腔內(nèi)。

作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)方式，單向注液組件還包括對(duì)應(yīng)設(shè)于第一至第四管道上的第一單向閥、第二單向閥、第三單向閥與第四單向閥。

作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)方式，包括多個(gè)發(fā)電單元，相鄰發(fā)電單元之間通過(guò)活塞桿與連接件鉸接，以使發(fā)電單元可相對(duì)相鄰發(fā)電單元擺動(dòng)。

作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)方式，任意發(fā)電單元上的活塞桿與連接件的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與相鄰發(fā)電單元上的活塞桿與連接件的轉(zhuǎn)動(dòng)方向錯(cuò)開。

作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)方式，意發(fā)電單元上的活塞桿與連接件的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與相鄰發(fā)電單元上的活塞桿與連接件的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相互垂直。

作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)方式，外殼的首端伸出有活塞桿，以及作為連接件的第一連接桿，第一連接桿與活塞桿平行，并與外殼鉸接；

外殼的尾端對(duì)應(yīng)活塞桿、第一連接桿并列伸出有第二連接桿，第二連接桿與外殼鉸接；

活塞桿、第一連接桿分別與對(duì)應(yīng)的第二連接桿鉸接，第一連接桿相對(duì)外殼的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與第一、第二連接桿之間的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同，并與第二連接桿相對(duì)外殼的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。

作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)方式，承拉裝置包括設(shè)于外殼首端與尾端的吊環(huán)，相鄰發(fā)電單元之間的吊環(huán)相互卡接。

作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)方式，發(fā)電單元還包括變壓器、穩(wěn)壓器、恒流恒壓充電器與蓄電池，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能變壓、穩(wěn)壓后存儲(chǔ)至蓄電池內(nèi)。

一種供電平臺(tái)，包括浮體、設(shè)于該浮體上的平臺(tái)蓄電池以及上述的具有發(fā)電功能的錨鏈，平臺(tái)蓄電池用于接收并存儲(chǔ)由發(fā)電單元產(chǎn)生的電能。

本發(fā)明的有益效果是：

通過(guò)在錨鏈上設(shè)置波浪發(fā)電單元，既可以捕獲水的動(dòng)能進(jìn)行發(fā)電，也可以起到錨泊的作用，結(jié)合浮動(dòng)平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)水下機(jī)器人的實(shí)時(shí)充電，減少了水下機(jī)器人回收再充電的時(shí)間，極大的提高了水下機(jī)器人執(zhí)行任務(wù)的續(xù)航能力。

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例屬于多自由度能量俘獲裝置，可以實(shí)現(xiàn)三維、六自由度運(yùn)動(dòng)（縱蕩、橫蕩、垂蕩、橫搖、俯仰和艏艉搖），相比于單自由度裝置（僅僅吸收浮體在波浪中垂蕩運(yùn)動(dòng)的能量，其他自由度運(yùn)動(dòng)的能量被忽略）而言其能量轉(zhuǎn)化率更高。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是本發(fā)明發(fā)錨鏈一個(gè)實(shí)施例的立體示意圖；

圖2是本發(fā)明兩個(gè)發(fā)電單元連接的立體示意圖；

圖3是本發(fā)明兩個(gè)發(fā)電單元連接的正視圖；

圖4是本發(fā)明三個(gè)發(fā)電單元連接的立體示意圖；

圖5是本發(fā)明發(fā)電單元內(nèi)部模組的組成示意圖；

圖6是本發(fā)明供電平臺(tái)與錨鏈連接后的立體示意圖。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果進(jìn)行清楚、完整的描述，以充分地理解本發(fā)明的目的、方案和效果。需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

需要說(shuō)明的是，如無(wú)特殊說(shuō)明，當(dāng)某一特征被稱為“固定”、“連接”在另一個(gè)特征，它可以直接固定、連接在另一個(gè)特征上，也可以間接地固定、連接在另一個(gè)特征上。此外，本發(fā)明中所使用的上、下、左、右等描述僅僅是相對(duì)于附圖中本發(fā)明各組成部分的相互位置關(guān)系來(lái)說(shuō)的。

此外，除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文說(shuō)明書中所使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體的實(shí)施例，而不是為了限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“及/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的組合。

參照?qǐng)D1，示出了本發(fā)明發(fā)錨鏈一個(gè)實(shí)施例的立體示意圖，其包括發(fā)電單元100與承拉裝置200，其中發(fā)電單元100用于俘獲波浪、涌浪中蘊(yùn)含的動(dòng)能，并將該動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，承拉裝置200用于在錨鏈固定時(shí)承受拉力，本發(fā)明將發(fā)電單元與錨鏈集成為一體，既具有普通錨鏈的錨泊功能，還可以在固定的過(guò)程中隨波浪、涌浪的擺動(dòng)進(jìn)行發(fā)電。

本發(fā)明中優(yōu)選由多個(gè)發(fā)電單元串聯(lián)而成，發(fā)電單元的數(shù)量可根據(jù)需求調(diào)整，最少可為一個(gè)。

參照?qǐng)D2、圖3，分別示出了本發(fā)明兩個(gè)發(fā)電單元連接的立體示意圖與正視圖，如圖可知，本實(shí)施例中的發(fā)電單元為圓筒型結(jié)構(gòu)，其一端設(shè)有活塞桿101、第一連接桿102與吊環(huán)201，另一端設(shè)有吊環(huán)202以及第二連接桿103，其中吊環(huán)201與吊環(huán)202的圓弧部分相互卡接以形成上述的承拉裝置，其可以使錨鏈承受較大的拉力，實(shí)現(xiàn)錨鏈的錨泊功能，同時(shí)通過(guò)圓弧部的相對(duì)滑動(dòng)也不會(huì)對(duì)發(fā)電單元的轉(zhuǎn)動(dòng)造成阻礙，此外，吊環(huán)還可以保護(hù)活塞桿101，防止其過(guò)度拉伸。

優(yōu)選的，吊環(huán)202固結(jié)在連接桿103之間。

發(fā)電單元之間通過(guò)活塞桿101、第一連接桿102與第二連接桿103直接連接，具體的，外殼104的首端伸出有活塞桿101，以及作為權(quán)利要求中所述連接件的第一連接桿102，第一連接桿102與活塞桿101平行；外殼104的尾端對(duì)應(yīng)活塞桿101、第一連接桿102并列伸出有兩個(gè)第二連接桿103，活塞桿101、第一連接桿102分別與相鄰?fù)鈿?04上對(duì)應(yīng)的第二連接桿103鉸接，如此便可以實(shí)現(xiàn)發(fā)電單元之間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)隨著發(fā)電單元的轉(zhuǎn)動(dòng)還可以推動(dòng)活塞桿101往復(fù)移動(dòng)，從而提取波浪、涌浪中的動(dòng)能。

優(yōu)選的，第一連接桿102與發(fā)電單元的外殼鉸接，且第一連接桿102相對(duì)外殼的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與第一、第二連接桿之間的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同，如此連接桿不承受拉力，只用于發(fā)電單元之間的轉(zhuǎn)動(dòng)連接，從而在不影響吊環(huán)201、吊環(huán)202之間承拉功能的前提下實(shí)現(xiàn)發(fā)電單元之間的轉(zhuǎn)動(dòng)。

為了最大化的利用波浪能，任意發(fā)電單元上的活塞桿與連接件的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與相鄰發(fā)電單元上的活塞桿與連接件的轉(zhuǎn)動(dòng)方向錯(cuò)開，參照?qǐng)D4，示出了三個(gè)發(fā)電單元連接的立體示意圖，本實(shí)施例中錯(cuò)開的角度為90°，即相互垂直，基于此，第二連接桿103同樣與外殼鉸接，且第二連接桿103相對(duì)外殼104的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與第一連接桿102相對(duì)外殼的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，保證錨鏈可以通過(guò)兩個(gè)方向上的擺動(dòng)進(jìn)行發(fā)電。

當(dāng)然，相鄰發(fā)電單元上活塞桿與連接件的轉(zhuǎn)動(dòng)方向的錯(cuò)開角度可以根據(jù)需要調(diào)整，如錯(cuò)開60°等。

參照?qǐng)D5，示出了本發(fā)明發(fā)電單元內(nèi)部模組的組成示意圖，如圖所示，發(fā)電單元包括外殼以及設(shè)于該外殼內(nèi)的液壓缸105、單向注液組件106、液壓馬達(dá)107與發(fā)電機(jī)108。當(dāng)活塞桿101隨發(fā)電單元的擺動(dòng)而往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，液壓缸可驅(qū)動(dòng)單向注液組件106向液壓馬達(dá)107注入液壓油以驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)107運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)108發(fā)電，本實(shí)施例中的發(fā)電單元還設(shè)有儲(chǔ)電裝置，具體包括變壓器109、穩(wěn)壓器110、恒流恒壓充電器111與蓄電池112，發(fā)電機(jī)108產(chǎn)生的電能經(jīng)變壓、穩(wěn)壓后存儲(chǔ)至蓄電池112內(nèi)，當(dāng)然錨鏈上也可以不設(shè)置蓄電池，各發(fā)電單元所產(chǎn)生的電能直接送入一蓄電池（設(shè)置在浮動(dòng)平臺(tái)或者船只上）中統(tǒng)一存儲(chǔ)。

本發(fā)明的單向注液組件106可以在液壓缸的拉伸與壓縮的過(guò)程中均向液壓馬達(dá)注入液壓油，其包括高壓蓄能器、低壓蓄能器與若干的單向閥，具體如圖5所示，液壓缸105的有桿腔1051及無(wú)桿腔1052分別通過(guò)第一通道a及第二通道b與高壓蓄能器1061連通，再由高壓蓄能器1061與液壓馬達(dá)107的進(jìn)油口連通，第一通道a上設(shè)有第一單向閥1063，第二通道b上設(shè)有第二單向閥1064，第一、第二通道通過(guò)單向閥沿液壓缸105至高壓蓄能器1061的方向單向?qū)ā?/p>

液壓缸105的有桿腔1051及無(wú)桿腔1052分別通過(guò)第三通道c及第四通道d與低壓蓄能器1062連通，再由低壓蓄能器1062與液壓馬達(dá)107的回油口連通，第三通道c上設(shè)有第三單向閥1065，第四通道d上設(shè)有第四單向閥1066，第三、第四通道通過(guò)單向閥沿低壓蓄能器1062至液壓缸105的方向單向?qū)ā?/p>

當(dāng)活塞桿101帶動(dòng)活塞上升時(shí)，有桿腔的容積減少，有桿腔內(nèi)正壓，無(wú)桿腔內(nèi)負(fù)壓，第一單向閥1063導(dǎo)通，第三單向閥1065關(guān)閉，液壓油由第一通道a進(jìn)入液壓馬達(dá)108；第二單向閥1064關(guān)閉，第四單向閥1066導(dǎo)通，液壓馬達(dá)107的回油由第四管道d回流入無(wú)桿腔內(nèi)。

反之，當(dāng)活塞桿101帶動(dòng)活塞下降時(shí)，有桿腔內(nèi)負(fù)壓，無(wú)桿腔內(nèi)正壓，第一單向閥1063關(guān)閉，第三單向閥1065導(dǎo)通，液壓油由第二通道b進(jìn)入液壓馬達(dá)108；第二單向閥1064導(dǎo)通，第四單向閥1066關(guān)閉，液壓馬達(dá)107的回油由第三管道c回流入無(wú)桿腔內(nèi)。

為保證發(fā)電單元的正常工作，發(fā)電單元應(yīng)該采用密封結(jié)構(gòu)，以本實(shí)施為例，上述與液壓相關(guān)的元件以及與發(fā)電、儲(chǔ)電相關(guān)的元件均包敷在兩個(gè)外殼104所形成的密封結(jié)構(gòu)之內(nèi)，外殼104優(yōu)選為一端開口的圓筒狀結(jié)構(gòu)，兩個(gè)外殼104的開口端相互連接并通過(guò)若個(gè)螺釘鎖緊，連接處通過(guò)未示出的密封圈進(jìn)行密封。

本發(fā)明還公開一種供電平臺(tái)，參照?qǐng)D6，示出了本發(fā)明供電平臺(tái)與錨鏈連接后的立體示意圖，圖中隱藏了承拉裝置。如圖所示，供電平臺(tái)包括浮體301以及設(shè)于浮體301下方的充電平臺(tái)302與配重塊303，浮體301內(nèi)還設(shè)有未示出的平臺(tái)蓄電池。供電平臺(tái)的使用方式為：供電平臺(tái)漂浮在海面上，錨鏈的一端固定在海底，隨著供電平臺(tái)的上下浮動(dòng)與海平面下涌浪的推動(dòng)，錨鏈的發(fā)電單元發(fā)生擺動(dòng)，通過(guò)活塞桿帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，產(chǎn)生的電能由平臺(tái)蓄電池接收并存儲(chǔ)，水下機(jī)器人可以在充電平臺(tái)302處進(jìn)行充電。

優(yōu)選的，本發(fā)明的供電平臺(tái)還設(shè)有錨鏈回收裝置，具體是在浮體301上設(shè)置一回收艙，回收艙內(nèi)設(shè)置有一轉(zhuǎn)輪，錨鏈的一端固定在轉(zhuǎn)輪之上，如此隨著轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)便可以回收/釋放錨鏈。

以上是對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施進(jìn)行了具體說(shuō)明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實(shí)施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可做出種種的等同變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請(qǐng)權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。