一种无人船用波浪推进系统

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1.本发明涉及一种无人船用波浪推进系统，属于无人船驱动技术领域。

背景技术：

2.无人船作为目前海洋探索的重要手段之一，广泛应用于水文信息监测和海洋资源探索等领域。通常无人船需要长时间持续侦测，然而当前无人船锂电池的能量密度有限，加上推进系统能耗较高，限制了无人船的续航能力，无法长时间运行。
3.太阳能电池板能够增加无人船续航行程，但是太阳能电池板发电受天气影响较大，且发电量不足难以保证推进系统持续运行，因此，提高无人船续航能力的问题亟需解决。

技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是提供一种无人船用波浪推进系统，提高无人船续航里程，保护海水环境。
5.本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种无人船用波浪推进系统，包括自动充能组件、控制组件、液压驱动组件和第一活塞缸，所述第一活塞缸的无杆腔为第一无杆腔，所述第一无杆腔连接有第一海水流入管和第一海水流出管，所述第一海水流入管上安装有控制海水流入所述第一无杆腔的第一单向阀，所述第一海水流出管上安装有控制所述第一无杆腔内的海水流出的第二单向阀，所述第一海水流出管的出水端与所述控制组件进水口连通，所述控制组件出水口与所述液压驱动组件连通，所述液压驱动组件沉入海水中并安装在无人船上，所述自动充能组件与所述第一活塞缸的活塞杆传动连接用于改变所述第一无杆腔的体积以为所述液压驱动组件提供动力。
6.本发明的有益效果是：当海浪升起时，自动充能组件向外拉伸第一活塞缸的活塞杆，增大第一无杆腔体积，第一无杆腔内压强下降，海水经过第一单向阀被吸入第一无杆腔内，海浪下降，自动充能组件对第一活塞缸的活塞杆施压，压缩第一无杆腔体积，第一无杆腔体内的海水被压出，进入控制装置，控制装置调节海水压力和流速，驱动液压驱动组件平稳运行，推动无人船航行，提高无人船续航里程，利用海浪动能驱动无人船，保护海洋环境。
7.在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
8.进一步，还包括第二活塞缸，所述第二活塞缸的无杆腔为第二无杆腔，第二无杆腔连通有第二海水流入管和第二海水流出管，所述第二海水流入管上安装有控制海水流入所述第二无杆腔的第三单向阀，所述第二海水流出管上安装有控制所述第二无杆腔内的海水流出的第四单向阀，所述第二海水流出管的出水端与所述控制组件进水口连通，所述自动充能组件与所述第二活塞缸的活塞杆传动连接用于改变所述第二无杆腔的体积以为所述液压驱动组件提供动力。
9.采用上述进一步方案的有益效果是：当海浪下降时，自动充能组件向外拉伸第二活塞缸的活塞杆，增大第二无杆腔体积，第二无杆腔内压强下降，海水经过第三单向阀被吸
入第二无杆腔内，海浪上升，自动充能组件对第二活塞缸的活塞杆施压，压缩第二无杆腔体积，第二无杆腔体内的海水被压出，进入控制装置，控制装置调节海水压力和流速，驱动液压驱动组件平稳运行，海浪上升时，第二无杆腔被压缩，将第二无杆腔内的海水压出至液压驱动组件，海浪下降时，第一无杆腔被压缩，将第一无杆腔内的海水压出至液压驱动组件，交替驱动液压驱动组件，提高工作效率。
10.进一步，所述自动充能组件包括浮力块、杠杆和支座，所述杠杆的一端与所述浮力块固定连接，另一端分别与所述第一活塞缸和所述第二活塞缸的活塞杆连接，所述支座安装在无人船上，所述支座的支点与所述杠杆侧壁转动连接。
11.采用上述进一步方案的有益效果是：当海浪上升时，浮力块上升，浮力块带动杠杆一端上升，杠杆另一端下降，增大第一无杆腔体积，同时压缩第二无杆腔体积，第一无杆腔内压强下降，海水经过第一单向阀被吸入第一无杆腔内，第二无杆腔内压强增大，第二无杆腔体内的海水被压出，经过控制装置调节海水压力和流速，驱动液压驱动组件平稳运行；海浪下降，浮力块下降，浮力块带动杠杆一端下降，杠杆另一端升起，压缩第一无杆腔体积，同时增大第二无杆腔体积，第一无杆腔内压强增大，第一无杆腔体内的海水被压出，经过控制装置调节海水压力和流速，驱动液压驱动组件平稳运行，第二无杆腔内压强下降，海水经过第三单向阀被吸入第二无杆腔内，海浪上升时，第二无杆腔被压缩，将第二无杆腔内的海水压出至液压驱动组件，海浪下降时，第一无杆腔被压缩，将第一无杆腔内的海水压出至液压驱动组件，交替驱动液压驱动组件，提高工作效率。
12.进一步，还包括滑轨，所述滑轨安装在无人船上，所述支座滑动安装在所述滑轨上，所述支座的支点可相对于所述杠杆轴向侧壁滑移。
13.采用上述进一步方案的有益效果是：支座在滑轨上滑动，支座的支点与杠杆轴向侧壁相对滑动，能够根据海浪大小，调节杠杆的动力臂和阻力臂大小，以调节第一活塞缸和第二活塞缸的泵液量，提高驱动效果。
14.进一步，还包括连接件，所述连接件一端与所述杠杆滑动连接，另一端与所述支座的支点转动连接。
15.采用上述进一步方案的有益效果是：连接件连接杠杆和支座支点，使得杠杆能够在支座支点上滑动并转动，结构简单，方便安装。
16.进一步，所述连接件包括圆环和两个螺栓，所述圆环与所述杠杆滑动连接，所述圆环对称开设有两个螺纹孔，两个所述螺栓与两个所述螺纹孔螺接，两个所述螺栓与所述支座的支点转动连接。
17.采用上述进一步方案的有益效果是：圆环套设在杠杆上，能够与杠杆相对滑动，两个螺栓穿过螺栓孔，将圆环顶紧在杠杆上，方便调节圆环与杠杆的相对位置，两个螺栓与支座的支点转动连接，结构简单，方便安装。
18.进一步，所述控制组件包括蓄能器、电磁阀、三通连接头和液压管，所述第一海水流出管的出水端和所述第二海水流出管的出水端通过所述三通连接头与所述液压管进水端连通，所述液压管出水端与所述电磁阀进水口连通，所述电磁阀出水口与所述液压驱动组件连通，所述液压管上开设有连通口，所述蓄能器与所述连通口连通。
19.采用上述进一步方案的有益效果是：蓄能器用于缓和海水压力冲击，提高液压马达推动平顺性，电磁阀通过控制海水流向液压驱动组件或是排入大海，来控制推进系统的
启停。
20.进一步，所述蓄能器包括壳体、皮囊、进气阀和进液阀，所述壳体顶部开设有进气口，底部开设有进液口，所述皮囊布置于所述壳体内部，所述皮囊开口与所述进气口连通，所述进气阀与所述进气口连通，所述进液阀一端所述进液口连通，另一端与所述连通口。
21.采用上述进一步方案的有益效果是：打开进气阀，将惰性气体充入皮囊中，根据所需气压，调控皮囊内气压大小，填充完毕后关闭进气阀；将进液阀与连通口连通，打开进液阀，当液压管中的水压大于皮囊气压时，海水从进液口进入壳体内，压缩皮囊，皮囊的可压缩性能能够缓和海水压力冲击，提高液压马达推动平顺性。
22.进一步，还包括溢流阀和节流阀，所述溢流阀进水口与所述电磁阀出水口连通，所述溢流阀出水口与所述节流阀进水口连通，所述溢流阀出水口与所述液压驱动组件连通。
23.采用上述进一步方案的有益效果是：当海浪较大时，第一活塞缸和第二活塞缸行程变大，吸入的海水变多导致海水不能够及时经管道排出时，设置溢流阀将海水及时排出，保护管道；节流阀用于控制输出功率的稳定性。
24.进一步，所述液压驱动组件包括液压马达和螺旋桨，所述液压马达与所述节流阀出水口连通，所述螺旋桨安装在所述液压马达输出轴上。
附图说明
25.图1为本发明一种无人船用波浪推进系统结构示意图。
26.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
27.1-自动充能组件、11-浮力块、12-杠杆、13-支座、2-控制组件、21-蓄能器、22-电磁阀、23-溢流阀、24-节流阀、25-三通连接头、26-液压管、3-液压驱动组件、4-第一活塞缸、41-第一无杆腔、42-第一单向阀、43、第二单向阀、44-第一活塞、45-第一缸体、46-第一活塞杆、5-第二活塞缸、51-第二无杆腔、52-第三单向阀、53-第四单向阀、54-第二活塞、55-第二缸体、56-第二活塞杆、6-滑轨、7-连通口。
具体实施方式
28.以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
29.本发明的目的是提供一种无人船用波浪推进系统，以解决现有技术存在的问题，提高无人船续航里程，保护海水环境。
30.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
31.本发明提供一种无人船用波浪推进系统，本发明一具体实施例中，如图1所示，包括自动充能组件1、控制组件2、液压驱动组件3和第一活塞缸4，第一活塞缸4的无杆腔为第一无杆腔41，第一无杆腔41连接有第一海水流入管和第一海水流出管，第一海水流入管上安装有控制海水流入第一无杆腔41的第一单向阀42，第一海水流出管上安装有控制第一无杆腔41内的海水流出的第二单向阀43，第一海水流出管的出水端与控制组件2进水口连通，控制组件2出水口与液压驱动组件3连通，液压驱动组件3沉入海水中并安装在无人船上，自动充能组件1与第一活塞缸4的活塞杆传动连接用于改变第一无杆腔41的体积以为液压驱
动组件3提供动力。
32.本发明提供一种无人船用波浪推进系统，当海浪升起时，自动充能组件1向外拉伸第一活塞缸4的活塞杆，增大第一无杆腔41体积，第一无杆腔41内压强下降，海水经过第一单向阀42被吸入第一无杆腔41内，海浪下降，自动充能组件1对第一活塞缸4的活塞杆施压，压缩第一无杆腔41体积，第一无杆腔41体内的海水被压出，进入控制装置，控制装置调节海水压力和流速，驱动液压驱动组件3平稳运行，推动无人船航行，提高无人船续航里程，利用海浪动能驱动无人船，保护海洋环境。
33.本发明一具体实施例中，还包括第二活塞缸5，第二活塞缸5的无杆腔为第二无杆腔51，第二无杆腔51连通有第二海水流入管和第二海水流出管，第二海水流入管上安装有控制海水流入第二无杆腔51的第三单向阀52，第二海水流出管上安装有控制第二无杆腔51内的海水流出的第四单向阀53，第二海水流出管的出水端与控制组件2进水口连通，自动充能组件1与第二活塞缸5的活塞杆传动连接用于改变第二无杆腔51的体积以为液压驱动组件3提供动力。
34.当海浪下降时，自动充能组件1向外拉伸第二活塞缸5的活塞杆，增大第二无杆腔51体积，第二无杆腔51内压强下降，海水经过第三单向阀52被吸入第二无杆腔51内，海浪上升，自动充能组件1对第二活塞缸5的活塞杆施压，压缩第二无杆腔51体积，第二无杆腔51体内的海水被压出，进入控制装置，控制装置调节海水压力和流速，驱动液压驱动组件3平稳运行，海浪上升时，第二无杆腔51被压缩，将第二无杆腔51内的海水压出至液压驱动组件3，海浪下降时，第一无杆腔41被压缩，将第一无杆腔41内的海水压出至液压驱动组件3，交替驱动液压驱动组件3，提高工作效率。
35.本发明一具体实施例中，自动充能组件1包括浮力块11、杠杆12和支座13，杠杆12的一端与浮力块11固定连接，另一端分别与第一活塞缸4和第二活塞缸5的活塞杆连接，支座13安装在无人船上，支座13的支点与杠杆12侧壁转动连接。
36.当海浪上升时，浮力块11上升，浮力块11带动杠杆12一端上升，杠杆12另一端下降，增大第一无杆腔41体积，同时压缩第二无杆腔51体积，第一无杆腔41内压强下降，海水经过第一单向阀42被吸入第一无杆腔41内，第二无杆腔51内压强增大，第二无杆腔51体内的海水被压出，经过控制装置调节海水压力和流速，驱动液压驱动组件3平稳运行；海浪下降，浮力块11下降，浮力块11带动杠杆12一端下降，杠杆12另一端升起，压缩第一无杆腔41体积，同时增大第二无杆腔51体积，第一无杆腔41内压强增大，第一无杆腔41体内的海水被压出，经过控制装置调节海水压力和流速，驱动液压驱动组件3平稳运行，第二无杆腔51内压强下降，海水经过第三单向阀52被吸入第二无杆腔51内，海浪上升时，第二无杆腔51被压缩，将第二无杆腔51内的海水压出至液压驱动组件3，海浪下降时，第一无杆腔41被压缩，将第一无杆腔41内的海水压出至液压驱动组件3，交替驱动液压驱动组件3，提高工作效率。
37.优选的，第一活塞缸4包括第一活塞44、第一缸体45和第一活塞杆46，第一活塞44与第一缸体45滑动连接且与第一缸体45内壁密封形成第一无杆腔41，第一活塞杆46一端与第一活塞44转动连接，另一端与杠杆12远离浮力块11的一端转动连接；第二活塞缸5包括第二活塞54、第二缸体55和第二活塞杆56，第二活塞54与第二缸体55滑动连接且与第二缸体55内壁密封形成第二无杆腔51，第二活塞杆56一端与第二活塞54转动连接，另一端与杠杆12远离浮力块11的一端转动连接。
38.本发明一具体实施例中，还包括滑轨6，滑轨6安装在无人船上，支座13滑动安装在滑轨6上，支座13的支点可相对于杠杆12轴向侧壁滑移。
39.支座13在滑轨6上滑动，支座13的支点与杠杆12轴向侧壁相对滑动，能够根据海浪大小，调节杠杆12的动力臂和阻力臂大小，以调节第一活塞缸4和第二活塞缸5的泵液量，提高驱动效果。
40.本发明一具体实施例中，还包括连接件，连接件一端与杠杆12滑动连接，另一端与支座13的支点转动连接。
41.连接件连接杠杆12和支座13支点，使得杠杆12能够在支座13支点上滑动并转动，结构简单，方便安装。
42.本发明一具体实施例中，连接件包括圆环和两个螺栓，圆环与杠杆12滑动连接，圆环对称开设有两个螺纹孔，两个螺栓与两个螺纹孔螺接，两个螺栓与支座13的支点转动连接。
43.圆环套设在杠杆12上，能够与杠杆12相对滑动，两个螺栓穿过螺栓孔，将圆环顶紧在杠杆12上，方便调节圆环与杠杆12的相对位置，两个螺栓与支座13的支点转动连接，结构简单，方便安装。
44.本发明一具体实施例中，控制组件2包括蓄能器21、电磁阀22、三通连接头25和液压管26，第一海水流出管的出水端和第二海水流出管的出水端通过三通连接头25与液压管26进水端连通，液压管26出水端与电磁阀22进水口连通，电磁阀22出水口与液压驱动组件3连通，液压管26上开设有连通口7，蓄能器21与连通口7连通。
45.蓄能器21用于缓和海水压力冲击，提高液压马达推动平顺性，电磁阀22通过控制海水流向液压驱动组件3或是排入大海，来控制推进系统的启停；优选的，电磁阀22为两位三通电磁阀22。
46.本发明一具体实施例中，蓄能器21包括壳体、皮囊、进气阀和进液阀，壳体顶部开设有进气口，底部开设有进液口，皮囊布置于壳体内部，皮囊开口与进气口连通，进气阀与进气口连通，进液阀一端进液口连通，另一端与连通口7。
47.打开进气阀，将惰性气体充入皮囊中，根据所需气压，调控皮囊内气压大小，填充完毕后关闭进气阀；将进液阀与连通口7连通，打开进液阀，当液压管26中的水压大于皮囊气压时，海水从进液口进入壳体内，压缩皮囊，皮囊的可压缩性能能够缓和海水压力冲击，提高液压马达推动平顺性。
48.本发明一具体实施例中，还包括溢流阀23和节流阀24，溢流阀23进水口与电磁阀22出水口连通，溢流阀23出水口与节流阀24进水口连通，溢流阀23出水口与液压驱动组件3连通。
49.当海浪较大时，第一活塞缸4和第二活塞缸5行程变大，吸入的海水变多导致海水不能够及时经管道排出时，设置溢流阀23将海水及时排出，保护管道；节流阀24用于控制输出功率的稳定性。
50.本发明一具体实施例中，液压驱动组件3包括液压马达和螺旋桨，液压马达与节流阀24出水口连通，螺旋桨安装在液压马达输出轴上。
51.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种无人船用波浪推进系统，其特征在于，包括：自动充能组件(1)、控制组件(2)、液压驱动组件(3)和第一活塞缸(4)，所述第一活塞缸(4)的无杆腔为第一无杆腔(41)，所述第一无杆腔(41)连接有第一海水流入管和第一海水流出管，所述第一海水流入管上安装有控制海水流入所述第一无杆腔(41)的第一单向阀(42)，所述第一海水流出管上安装有控制所述第一无杆腔(41)内的海水流出的第二单向阀(43)，所述第一海水流出管的出水端与所述控制组件(2)进水口连通，所述控制组件(2)出水口与所述液压驱动组件(3)连通，所述液压驱动组件(3)沉入海水中并安装在无人船上，所述自动充能组件(1)的一端与所述第一活塞缸(4)的活塞杆传动连接用于改变所述第一无杆腔(41)的体积以为所述液压驱动组件(3)提供动力，另一端浮动在海面上。2.根据权利要求1所述一种无人船用波浪推进系统，其特征在于，还包括第二活塞缸(5)，所述第二活塞缸(5)的无杆腔为第二无杆腔(51)，第二无杆腔(51)连通有第二海水流入管和第二海水流出管，所述第二海水流入管上安装有控制海水流入所述第二无杆腔(51)的第三单向阀(52)，所述第二海水流出管上安装有控制所述第二无杆腔(51)内的海水流出的第四单向阀(53)，所述第二海水流出管的出水端与所述控制组件(2)进水口连通，所述自动充能组件(1)与所述第二活塞缸(5)的活塞杆传动连接用于改变所述第二无杆腔(51)的体积以为所述液压驱动组件(3)提供动力。3.根据权利要求2所述一种无人船用波浪推进系统，其特征在于，所述自动充能组件(1)包括浮力块(11)、杠杆(12)和支座(13)，所述浮力块浮动在海面上，所述杠杆(12)的一端与所述浮力块(11)固定连接，另一端分别与所述第一活塞缸(4)和所述第二活塞缸(5)的活塞杆连接，所述支座(13)安装在无人船上，所述支座(13)的支点与所述杠杆(12)侧壁转动连接。4.根据权利要求3所述一种无人船用波浪推进系统，其特征在于，还包括滑轨(6)，所述滑轨(6)安装在无人船上，所述支座(13)滑动安装在所述滑轨(6)上，所述支座(13)的支点可相对于所述杠杆(12)轴向侧壁滑移。5.根据权利要求4所述一种无人船用波浪推进系统，其特征在于，还包括连接件，所述连接件一端与所述杠杆(12)滑动连接，另一端与所述支座(13)的支点转动连接。6.根据权利要求5所述一种无人船用波浪推进系统，其特征在于，所述连接件包括圆环和两个螺栓，所述圆环与所述杠杆(12)滑动连接，所述圆环对称开设有两个螺纹孔，两个所述螺栓与两个所述螺纹孔螺接，两个所述螺栓与所述支座(13)的支点转动连接。7.根据权利要求2所述一种无人船用波浪推进系统，其特征在于，所述控制组件(2)包括蓄能器(21)、电磁阀(22)、三通连接头(25)和液压管(26)，所述第一海水流出管的出水端和所述第二海水流出管的出水端通过所述三通连接头(25)与所述液压管(26)进水端连通，所述液压管(26)出水端与所述电磁阀(22)进水口连通，所述电磁阀(22)出水口与所述液压驱动组件(3)连通，所述液压管(26)上开设有连通口(7)，所述蓄能器(21)与所述连通口(7)连通。8.根据权利要求7所述一种无人船用波浪推进系统，其特征在于，所述蓄能器(21)包括壳体、皮囊、进气阀和进液阀，所述壳体顶部开设有进气口，底部开设有进液口，所述皮囊布置于所述壳体内部，所述皮囊开口与所述进气口连通，所述进气阀与所述进气口连通，所述进液阀一端所述进液口连通，另一端与所述连通口(7)。
9.根据权利要求7所述一种无人船用波浪推进系统，其特征在于，还包括溢流阀(23)和节流阀(24)，所述溢流阀(23)进水口与所述电磁阀(22)出水口连通，所述溢流阀(23)出水口与所述节流阀(24)进水口连通，所述溢流阀(23)出水口与所述液压驱动组件(3)连通。10.根据权利要求9所述一种无人船用波浪推进系统，其特征在于，所述液压驱动组件(3)包括液压马达和螺旋桨，所述液压马达与所述节流阀(24)出水口连通，所述螺旋桨安装在所述液压马达输出轴上。

技术总结

本发明涉及一种无人船用波浪推进系统，包括自动充能组件、控制组件、液压驱动组件和第一活塞缸，第一活塞缸的无杆腔为第一无杆腔，第一无杆腔连接有第一海水流入管和第一海水流出管，第一海水流入管上安装有控制海水流入第一无杆腔的第一单向阀，第一海水流出管上安装有控制第一无杆腔内的海水流出的第二单向阀，第一海水流出管的出水端与控制组件进水口连通，控制组件出水口与液压驱动组件连通，液压驱动组件沉入海水中并安装在无人船上，自动充能组件与第一活塞缸的活塞杆传动连接用于改变第一无杆腔的体积以为液压驱动组件提供动力。本发明提供的一种无人船用波浪推进系统，提高无人船续航里程，保护海水环境。保护海水环境。保护海水环境。