專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基于海水溫差的海底火山觀測(cè)儀表供電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種供電裝置，尤其是一種基于海水溫差的海底火山觀測(cè)儀表供電裝置。
背景技術(shù)：
海底火山活動(dòng)產(chǎn)生了海底熱液噴口，近年來(lái)科學(xué)家們?cè)谶@些火山口附近發(fā)現(xiàn)了不同尋常的生命形式和地質(zhì)構(gòu)造。對(duì)海底火山口附近海洋環(huán)境進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，對(duì)于海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)、研究熱液成礦機(jī)制及熱液口生物群落有著重要的科學(xué)意義。長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)海底火山口附近的海洋環(huán)境，海底觀測(cè)儀表需要在海底進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的持續(xù)作業(yè)。在海底監(jiān)控系統(tǒng)中電能至關(guān)重要，沒(méi)有持續(xù)穩(wěn)定的電能供應(yīng)，所有的觀測(cè)儀表就不能正常運(yùn)行。 為了保持觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)中各種傳感器測(cè)量數(shù)據(jù)的連續(xù)性，和通信的不間斷性，海底火山口觀測(cè)儀表的必須不間斷的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行。目前海底觀測(cè)儀器供電系統(tǒng)，主要采用陸上基站遠(yuǎn)距離主電網(wǎng)供電與在海底放置后備相結(jié)合的方式對(duì)觀測(cè)儀表供應(yīng)電能。因此，供電裝置是海底觀測(cè)系統(tǒng)的核心組成部分，然而因?yàn)楹５篆h(huán)境的特殊性，陸上遠(yuǎn)距離傳輸電能以及后備電池的定期更換都很困難。 海底火山口附近的高溫?zé)嵋毫黧w和周?chē)Ｋ疁夭羁蛇_(dá)幾百度，其間形成陡峭的溫度分布。這種火山口附近特有的溫度分布含有具大的能量，若能利用溫度敏感型材料將其轉(zhuǎn)變成電能則可很好的解決火山口觀測(cè)儀表的供電問(wèn)題。形狀記憶合金是具有形狀記憶功能的新型功能材料，其特點(diǎn)是具有形狀記憶效應(yīng)。經(jīng)適當(dāng)熱處理制成的雙程形狀記憶形元器件常溫下受力變形后，加熱到某一溫度以上，可恢復(fù)變形前的形狀，再度冷卻又可恢復(fù)其變形，而且重復(fù)性良好?；谛螤钣洃浶魏辖疬@種對(duì)溫度的特殊敏感性，結(jié)合海底火山口附近陡峭的溫度場(chǎng)分布，可以用海底火山口附近溫度場(chǎng)中的能量，驅(qū)動(dòng)供電裝置對(duì)海底火山口觀測(cè)儀表供電。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種基于形狀記憶形合金的海底火山口觀測(cè)儀表的供電裝置。本實(shí)用新型提出的供電裝置，主要由不同大小的兩對(duì)同軸轉(zhuǎn)輪，其中一對(duì)用帶傳動(dòng)，另一對(duì)用雙程形狀記憶形合金制成的合金帶傳動(dòng)。本裝置利用形狀記憶形合金帶上下兩部分環(huán)境溫度的差異，把溫度場(chǎng)中的能量，轉(zhuǎn)化成供電裝置中輸出軸的旋轉(zhuǎn)動(dòng)倉(cāng)泛。本實(shí)用新型解決技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案為一種基于海水溫差的海底火山觀測(cè)儀表供電裝置，包括裝置底座、一對(duì)同軸大轉(zhuǎn)輪、一對(duì)同軸小轉(zhuǎn)輪，大轉(zhuǎn)輪軸、小轉(zhuǎn)輪軸、一根雙程形狀記憶形合金傳動(dòng)帶、一根傳動(dòng)帶、發(fā)電機(jī)和聯(lián)軸器。裝置底座由底板和兩對(duì)軸承支座構(gòu)成,底板上開(kāi)有螺栓孔,用于裝置與海底地面的固定；底板一側(cè)設(shè)置一對(duì)軸承支座，用于支撐一對(duì)同軸大轉(zhuǎn)輪，同軸大轉(zhuǎn)輪通過(guò)軸承與該軸承支座連接；底板另一側(cè)設(shè)置另一對(duì)軸承支座，用于支撐一對(duì)同軸小轉(zhuǎn)輪，同軸小轉(zhuǎn)輪通過(guò)軸承與該軸承支座連接。一側(cè)的大轉(zhuǎn)輪和小轉(zhuǎn)輪通過(guò)一根傳動(dòng)帶聯(lián)接，另一側(cè)的大轉(zhuǎn)輪和小轉(zhuǎn)輪通過(guò)一根雙程形狀記憶形合金傳動(dòng)帶聯(lián)接。同軸小轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過(guò)聯(lián)軸器與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸連接。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果一、充分利用了新型功能材料形狀記憶型合金的獨(dú)特材料性質(zhì)，無(wú)需從陸上遠(yuǎn)距離傳輸能量，將海底火山口附近溫度場(chǎng)中的能量轉(zhuǎn)化成驅(qū)動(dòng)發(fā)電裝置的動(dòng)力，能很好的適應(yīng)海底特殊的工作環(huán)境。 二、與傳統(tǒng)的陸上遠(yuǎn)距離輸電方式相比，大大減少了工程上實(shí)現(xiàn)的難度；與蓄電池供電相比，可長(zhǎng)期持續(xù)的把海底火山口附近溫度場(chǎng)中的能量轉(zhuǎn)化成電能，減少了蓄電池須定期更換的技術(shù)困難。

圖I是本實(shí)用新型主視圖；圖2是本實(shí)用新型俯視圖；圖3是本實(shí)用新型三維示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。如圖I與圖2所示，裝置底座I上分布用于固定的螺栓孔，兩端分別設(shè)置有軸承支座2。裝置左邊同軸大轉(zhuǎn)輪5、6為徑向外邊緣開(kāi)有槽的圓盤(pán)，旋轉(zhuǎn)軸3圓盤(pán)中心設(shè)置，與底座左邊支座通過(guò)軸承配合，旋轉(zhuǎn)軸3上部設(shè)置軸承蓋4。裝置右邊同軸小轉(zhuǎn)輪10、11為徑向外邊緣開(kāi)有槽的圓盤(pán)，旋轉(zhuǎn)軸9圓盤(pán)中心設(shè)置，與底座右邊支座通過(guò)軸承配合。裝置前面部分的大轉(zhuǎn)輪5與小轉(zhuǎn)輪11通過(guò)傳動(dòng)帶8聯(lián)接傳動(dòng)，裝置后面部分的大轉(zhuǎn)輪6與小轉(zhuǎn)輪10通過(guò)雙程形狀記憶形合金傳動(dòng)帶7聯(lián)接傳動(dòng)。海底火山口附近因高溫?zé)嵋毫黧w的不斷噴出，附近海水在垂直方向上有較大的溫度梯度，上層海水溫度較高，下層海水溫度較低。因此，將本裝置放置在海底火山口附近時(shí)，裝置中雙程形狀記憶形合金傳動(dòng)帶7的上面部分處與溫度較高的海水中，而下面部分則處于溫度較低的海水中?；诤Ｋ疁夭畹暮５子^測(cè)儀表供電裝置工作時(shí)，雙程形狀記憶形合金傳動(dòng)帶7處于較低溫度海水中部分，因溫度較低收縮而產(chǎn)生兩個(gè)大小相等方向相反的一對(duì)拉應(yīng)力T，而當(dāng)處于上層溫度較高的海水中時(shí)，雙程形狀記憶形合金傳動(dòng)帶7能恢復(fù)到遇冷收縮前的狀態(tài)。因?yàn)樽筮厓蓚€(gè)大轉(zhuǎn)輪5與6同軸設(shè)置，左右邊兩個(gè)小轉(zhuǎn)輪10與11同軸設(shè)置，且裝置前部左邊大轉(zhuǎn)輪5和右邊小轉(zhuǎn)輪11有傳動(dòng)帶傳動(dòng)聯(lián)接，左邊的大轉(zhuǎn)輪對(duì)5與6，以及右邊的小輪輪對(duì)10與11只能同向轉(zhuǎn)動(dòng)。左邊大轉(zhuǎn)輪6的半徑大于右邊小轉(zhuǎn)輪半徑10，因此拉應(yīng)力T在大轉(zhuǎn)輪6上產(chǎn)生的力矩大于其在小轉(zhuǎn)輪10關(guān)生的力矩，裝置中轉(zhuǎn)輪將因此如圖I所示逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)輸出軸9轉(zhuǎn)動(dòng)。輸出軸9通過(guò)連軸器13為海底發(fā)電機(jī)14提供動(dòng)力。海底發(fā)電機(jī)14所產(chǎn)生的電能通過(guò)導(dǎo)線傳輸?shù)叫铍姵?2儲(chǔ)存，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)海底火山口觀測(cè)裝置長(zhǎng)期持續(xù)供電。本實(shí)用新型的三維示意圖如圖3所示。權(quán)利要求1.一種基于海水溫差的海底火山觀測(cè)儀表供電裝置，包括裝置底座、一對(duì)同軸大轉(zhuǎn)輪、一對(duì)同軸小轉(zhuǎn)輪，大轉(zhuǎn)輪軸、小轉(zhuǎn)輪軸、一根雙程形狀記憶形合金傳動(dòng)帶、一根傳動(dòng)帶、發(fā)電機(jī)和聯(lián)軸器，其特征在于 裝置底座由底板和兩對(duì)軸承支座構(gòu)成，底板上開(kāi)有螺栓孔，用于裝置與海底地面的固定；底板一側(cè)設(shè)置一對(duì)軸承支座，用于支撐一對(duì)同軸大轉(zhuǎn)輪，同軸大轉(zhuǎn)輪通過(guò)軸承與該軸承支座連接；底板另一側(cè)設(shè)置另一對(duì)軸承支座，用于支撐一對(duì)同軸小轉(zhuǎn)輪，同軸小轉(zhuǎn)輪通過(guò)軸承與該軸承支座連接； 一側(cè)的大轉(zhuǎn)輪和小轉(zhuǎn)輪通過(guò)一根傳動(dòng)帶聯(lián)接，另一側(cè)的大轉(zhuǎn)輪和小轉(zhuǎn)輪通過(guò)一根雙程形狀記憶形合金傳動(dòng)帶聯(lián)接； 同軸小轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過(guò)聯(lián)軸器與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸連接。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于海水溫差的海底火山觀測(cè)儀表供電裝置。包括裝置底座、一對(duì)同軸大轉(zhuǎn)輪、一對(duì)同軸小轉(zhuǎn)輪，大轉(zhuǎn)輪軸、小轉(zhuǎn)輪軸、一根雙程形狀記憶形合金傳動(dòng)帶、一根傳動(dòng)帶、發(fā)電機(jī)和聯(lián)軸器；裝置底座由底板和兩對(duì)軸承支座構(gòu)成，底板上開(kāi)有螺栓孔，用于裝置與海底地面的固定；底板一側(cè)設(shè)置一對(duì)軸承支座，用于支撐一對(duì)同軸大轉(zhuǎn)輪，同軸大轉(zhuǎn)輪通過(guò)軸承與該軸承支座連接；底板另一側(cè)設(shè)置另一對(duì)軸承支座，用于支撐一對(duì)同軸小轉(zhuǎn)輪，同軸小轉(zhuǎn)輪通過(guò)軸承與該軸承支座連接；一側(cè)的大轉(zhuǎn)輪和小轉(zhuǎn)輪通過(guò)一根傳動(dòng)帶聯(lián)接，另一側(cè)的大轉(zhuǎn)輪和小轉(zhuǎn)輪通過(guò)一根雙程形狀記憶形合金傳動(dòng)帶聯(lián)接；同軸小轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過(guò)聯(lián)軸器與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸連接。本裝置利用形狀記憶形合金帶上下兩部分環(huán)境溫度的差異，把溫度場(chǎng)中的能量，轉(zhuǎn)化成供電裝置中輸出軸的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能。
文檔編號(hào)H02N11/00GK202503404SQ20112048844
公開(kāi)日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者張 誠(chéng), 王林翔 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)