一种海上自驱漂浮式绿色供能及拽引装置

技术领域

本发明涉及海上绿色能源的收集和应用技术领域，特别是一种海上自驱漂浮式绿色供能及拽引装置。

背景技术

随着渔业的发展，近海资源可用空间愈加拥挤、用海矛盾日益突出、生态保护迫在眉睫，海洋牧场及其它用海方式发展的需求更加强烈。有越来越多的海洋牧场及其他用海装置在近海和中远海得到应用，由于海洋牧场等装置的移动频次较低，一般没有动力装置。但遇极端海况时，需拖引至安全地段。特别地，海参等高附加值海洋牧场的养殖品类对水温比较敏感，而福建等地水域夏季水温高，会降低海参的存活率，往往需要夏季时拖引至山东等地度夏，冬天再拖回福建。传统的方式是上是采用拖运船对海洋牧场等装置进行拖运，拖运船的价格不菲，并且需要耗费大量的燃油资源。

发明内容

本发明的目的在于提供一种海上自驱漂浮式绿色供能及拽引装置，能够代替传统的拖运船，并利用风力和光伏发电装置作为能源来源，节约经济成本。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种海上自驱漂浮式绿色供能及拽引装置，包括太阳能发电系统、风力发电系统、储能系统、动力船、动力推进系统、多个的横杆和多个的立柱，所述太阳能发电系统设置于所述动力船的表面，所述动力推进系统提供动力以驱动所述动力船航行，所述横杆的两端均通过轴承连接在位置相对的所述立柱上，所述立柱通过螺栓连接在动力船的四个端角处，所述风力发电系统连接在横杆上，所述横杆的一端设置有制动结构，所述横杆的另一端设置有转动结构，所述储能系统与所述动力推进系统、风力发电系统和太阳能发电系统电性连接,所述储能系统设置在所述动力船的内部。

进一步的，所述风力发电系统包括叶轮、传动轴、轴承、第一变速器和发电机，所述发电机的输出端和所述第一变速器相连，所述第一变速器的输出端通过联轴器与所述传动轴相连，所述传动轴的一端与所述叶轮固定连接，所述传动轴的另一端与联轴器固定连接，所述传动轴通过所述轴承放置在横杆的安装孔中。

进一步的，所述转动结构包括第一电机和第二变速器，所述第一电机固定在所述立柱的外侧表面上，所述第一电机的输出端与所述第二变速器连接，所述第二变速器的输出端与所述横杆固定连接。

进一步的，所述第二电机固定在所述立柱的外侧表面上，所述制动结构包括第二电机、限位块和止动块，所述第二电机的输出端固定有螺纹轴，所述限位块的中心位置开设所述导轨，所述第二电机与所述限位块固定连接，所述止动块的两侧固定有在所述导轨内滑动的滑块，所述止动块的中心开设有第三螺纹孔，所述螺纹轴通过所述第三螺纹孔与所述止动块转动连接，所述止动块的前侧设置有延伸部，所述横杆上开设有能够与所述延伸部吻合的限位槽，所述横杆通过所述延伸部向前运动插接在所述限位槽内对所述转动结构进行制动。

进一步的，所述限位块上的四端角开设有第一螺栓孔，所述电机的前端固定有法兰边，所述法兰边开设有与所述第一螺栓孔位置相对的第二螺栓孔，所述第二电机通过所述第一螺栓孔和所述第二螺栓孔与所述限位块固定连接。

进一步的，所述限位槽为有水平以及竖直的四个限位口，所述限位口在水平及竖直方向时可以使横杆固定。

进一步的，所述动力推进系统包括两个后部螺旋桨及位于两个侧部螺旋桨，所述后部螺旋桨连接在所述动力船尾部，所述后部螺旋桨通过两个螺旋桨的转动差速来改变航向，所述侧部螺旋桨连接在动力船的两侧，所述侧部螺旋桨用于提供动力以及回收动力。

进一步的，所述太阳能发电系统设置在所述电动力船表面。

进一步的，所述动力船表面尾部设置有拖运缆桩。

进一步的，所述储能系统采用蓄电池进行储能，并安装有充电桩。

本发明的有益效果：本发明相较于传统拖船，通过风力发电系统和太阳能发电系统实现绿电自供自储，不但能作为动力装置实现对海洋平台的拖引，还可作为海上移动电源对海洋平台、各类海工装置进行紧急供能；

并且相较于陆地上，海洋中风能及太阳能具有更高的功率密度和稳定性，使其能够快速充电。同时可在执行拽引、供能任务过程中，不间断的收集能量。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的主视图。

图3是本发明的侧视图。

图4是本发明风力发电系统的结构示意图。

图5是本发明风力发电系统的爆炸视图。

图6是本发明制动装置的爆炸视图。

图7是本发明横杆的结构示意图。

其中：1、横杆；2、立柱；3、拖运缆桩；4、制动结构；41、第二电机；42、限位块；43、止动块；44、螺纹轴；45、导轨；46、滑块；47、第三螺纹孔；48、延伸部；49、限位槽；5、充电桩；6、转动结构；61、第一电机；62、第二变速器；7、风力发电系统；71、叶轮；72、传动轴；73、轴承；74、第一变速器；75、发电机；76、联轴器；8、动力推进系统、81、后部螺旋桨；82、侧部螺旋桨；9、动力船；10、太阳能发电系统；11、法兰边；12、第一螺栓孔；13、第二螺栓孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

请参阅图1至图7，本发明提供了一实施例：一种海上自驱漂浮式绿色供能及拽引装置，包括太阳能发电系统10、风力发电系统7、储能系统、动力船9、动力推进系统8、多个的横杆1和多个的立柱2，所述太阳能发电系统10设置于所述动力船9的表面，所述动力推进系统8提供动力以驱动所述动力船9航行，所述横杆1的两端均通过轴承73连接在位置相对的所述立柱2上，所述立柱2通过螺栓连接在动力船9的四个端角处，所述风力发电系统7连接在横杆1上，所述横杆1的一端设置有制动结构4，所述横杆1的另一端设置有转动结构6，所述储能系统与所述动力推进系统8、风力发电系统7和太阳能发电系统10电性连接,所述储能系统设置在所述动力船9的内部。横杆1和立柱2之前能够围成一个框形的框架，如图1所示，横杆1通过轴承73连接在立柱2上，且风力发电系统7固定连接在横杆1上，横杆1通过旋转结构控制可以旋转，以带动风力发电系统7方位的旋转，横杆1的另一端连接有制动结构4，制动结构4能制动横杆1的旋转，将横杆1停在设定的位置上，当在动力船9装置前行时，若是顺风前行时可以将横杆1进行旋转，在前行的同时风力发电系统7也可以同时进行发电，若是逆风前行时，可以将横杆1再旋转，使得风力发电系统7中的叶轮71水平放置，以减少前行阻力。

请继续参阅图1、图5所示，本发明一实施例中，所述风力发电系统7包括叶轮71、传动轴72、轴承73、第一变速器74和发电机75，所述发电机75的输出端和所述第一变速器74相连，所述第一变速器74的输出端通过联轴器76与所述传动轴72相连，所述传动轴72的一端与所述叶轮71固定连接，所述传动轴72的另一端与联轴器76固定连接，所述传动轴72通过所述轴承73放置在横杆1的安装孔中。叶轮71与传动轴72连接，将风能转化为动能并传递给传动轴72，再通过联轴器76将叶轮71转速较低的动能转化为转速较高的动能，并将动能传递给发电机75，完成风能的收集。

请继续参阅图1、图2所示，本发明一实施例中，所述转动结构6包括第一电机61和第二变速器62，所述第一电机61固定在所述立柱2的外侧表面上，所述第一电机61的输出端与所述第二变速器62连接，所述第二变速器62的输出端与所述横杆1固定连接。通过第一电机61带动横杆1转动，以改变横杆1方向，从而带动风力发电系统7转动从而改变叶轮71的方位。

请继续参阅图6所示，本发明一实施例中，所述第二电机41固定在所述立柱2的外侧表面上，所述制动结构4包括第二电机41、限位块42和止动块43，所述第二电机41的输出端固定有螺纹轴44，所述限位块42的中心位置开设所述导轨45，所述第二电机41与所述限位块42固定连接，所述止动块43的两侧固定有在所述导轨45内滑动的滑块46，所述止动块43的中心开设有第三螺纹孔47，所述螺纹轴44通过所述第三螺纹孔47与所述止动块43转动连接，所述止动块43的前侧设置有延伸部48，所述横杆1上开设有能够与所述延伸部48吻合的限位槽49，所述横杆1通过所述延伸部48向前运动插接在所述限位槽49内对所述转动结构6进行制动。止动块43的滑块46与限位块42的导轨45配合，使止动块43只能做直线运动，第二电机41旋转，经过螺纹轴44与第三螺纹孔47配合，使螺纹轴44的转动运动转化为止动块43的直线运动，使止动块43可以做直线运动。

请继续参阅图6所示，本发明一实施例中，所述限位块42上的四端角开设有第一螺栓孔12，所述电机的前端固定有法兰边11，所述法兰边11开设有与所述第一螺栓孔12位置相对的第二螺栓孔13，所述第二电机41通过所述第一螺栓孔12和所述第二螺栓孔13与所述限位块42固定连接。

请继续参阅图7所示，本发明一实施例中，所述限位槽49为有水平以及竖直的四个限位口，所述限位口在水平及竖直方向时可以使横杆1固定。

请继续参阅图3所示，本发明一实施例中，所述动力推进系统8包括两个后部螺旋桨81及位于两个侧部螺旋桨82，所述后部螺旋桨81连接在所述动力船9尾部，所述后部螺旋桨81通过两个螺旋桨的转动差速来改变航向，所述侧部螺旋桨82连接在动力船9的两侧，所述侧部螺旋桨82用于提供动力以及回收动力。当前行时动力足够时，侧部螺旋桨82可以作为动力回收装置，以回收多余的能源，当动力不足时两侧螺旋桨可以为动力船9提供动力，同时在装置转向时由于增加两侧的螺旋桨可以使得转向更加灵活，使其转向响应速度更快，使得拖运过程更加精准安全。

请继续参阅图1所示，本发明一实施例中，所述太阳能发电系统10设置在所述电动力船9表面。

请继续参阅图3所示，本发明一实施例中，所述动力船9表面尾部设置有拖运缆桩3。

请继续参阅图1至图7所示，本发明一实施例中，所述储能系统采用蓄电池进行储能，并安装有充电桩5。

本发明具有以下工作原理：通过风力发电系统及太阳能发电系统收集电能并储存起来，达到以电能驱动，以及对其他用电装置供电的目的。同时在风力发电系统的横杆连接转动装置和制动装置，使得在既能通过风力发电，同时在航行时减少航行阻力。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，不能理解为对本申请的限制，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。