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专利号: 2023108943489
申请人: 江苏科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-03-02
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种水下结构物健康监测系统,其特征在于:包括势流能发电系统(1)、能源管理及能源数据监测系统(3)、健康监测及数据传输系统(4),所述势流能发电系统(1)、能源管理及能源数据监测系统(3)、健康监测及数据传输系统(4)通过脐带缆(7)互相连接;所述势流能发电系统(1)用于将海流能转化为电能;所述健康监测及数据传输系统(4)用于对水下结构物进行监测,并将监测信息传递给点吸式发电防撞警示与信号中继平台(2);所述能源管理及能源数据监测系统(3)、健康监测及数据传输系统(4)将数据传输给服务器(5)处理,生成图表信息呈现在PC端(6);

所述势流能发电系统(1)包括连接杆(11)、摆动浮子(12)、基座(13)、齿轮链条滑轨(14)、齿轮发电机组件(15)和摆动连杆发电机组件(16),所述连接杆(11)分别与摆动浮子(12)、摆动连杆发电机组件(16)相连,所述基座(13)与摆动连杆发电机组件(16)相连,所述齿轮发电机组件(15)分别与摆动浮子(12)、齿轮链条滑轨(14)相连,所述摆动浮子(12)摆动时沿齿轮链条滑轨(14)滑动并绕轴自转并将机械能转化为电能。

2.根据权利要求1所述的一种水下结构物健康监测系统,其特征在于:所述齿轮发电机组件(15)包括第一齿轮(151)、第二齿轮(152)、第一发电机组(153)、齿轮连接轴(154)、齿轮连接杆(155);所述第一齿轮(151)的直径大于第二齿轮(152)的直径;所述第一发电机组(153)能够将机械能转化为电能;所述第一齿轮(151)通过齿轮链接轴(154)与摆动浮子(12)相连,所述第一齿轮(151)在沿齿轮链条滑轨(14)滑动的同时能够绕齿轮连接轴(154)自转;所述齿轮连接杆(155)与第二齿轮(152)固接。

3.根据权利要求1所述的一种水下结构物健康监测系统,其特征在于:所述摆动连杆发电机组件(16)包括发电机动子连轴(161)、第二发电机组(162),所述发电机动子连轴(161)与连接杆(11)固接,将摆动浮子(12)的机械能传递给第二发电机组件(162)以转化为电能。

4.根据权利要求1所述的一种水下结构物健康监测系统,其特征在于:还包括点吸式发电防撞警示与信号中继平台(2),所述势流能发电系统(1)、点吸式发电防撞警示与信号中继平台(2)、能源管理及能源数据监测系统(3)、健康监测及数据传输系统(4)通过脐带缆(7)互相连接;所述点吸式发电防撞警示与信号中继平台(2)用于将波浪能转化为电能和将海底的信号传递至海面。

5.根据权利要求4所述的一种水下结构物健康监测系统,其特征在于:所述点吸式发电防撞警示与信号中继平台(2)包括垂直发电机组(21)、光纤缆绳(22)、浮子平台(23)、太阳能电池组件(24)、信号接收与无线传输模块(25)、警示灯(26),所述垂直发电机组件(21)沉于海底,所述垂直发电机组件(21)的发电机动子通过光纤缆绳(22)与浮子平台(23)相连,所述浮子平台(23)能够随波浪上下运动,通过光纤缆绳(22)带动发电机动子运动从而使垂直发电机组件(21)发电;所述太阳能电池组件(24)设置在浮子平台(23)上;所述太阳能电池组件(24)内设置信号接收与无线传输模块(25);所述警示灯(26)设置在信号接收与无线传输模块(25)表面,用于警示来往水上航行器前方有大型水下结构物。

6.根据权利要求5所述的一种水下结构物健康监测系统,其特征在于:所述太阳能电池组件(24)包括太阳能电池板(241)、蓄电池(242)、稳压模块(243)、保护外壳(244)、电缆(245),所述太阳能电池板(241)通过电缆(245)与保护外壳(244)相连,所述保护外壳(244)内设置用于蓄积太阳能电池板(241)所产生电能的蓄电池(242)、用于调节稳定电压的稳压模块(243)。

7.根据权利要求5所述的一种水下结构物健康监测系统,其特征在于:所述信号接收与无线传输模块(25)包括信号接收模块(251)、单片机(252)、信号无线传输芯片(253)和保护壳体(254),所述保护壳体(254)内设置信号接收模块(251)、单片机(252)、信号无线传输芯片(253);所述信号接收模块(251)用于接收健康监测及数据传输系统(4)传输过来的水下结构物健康监测结果信号;所述单片机(252)用于对传输信号进行处理;所述信号无线传输芯片(253)用于传输单片机252处理后的信号。

8.根据权利要求1所述的一种水下结构物健康监测系统,其特征在于:所述能源管理及能源数据监测系统(3)包括蓄电池(31)、电源管理模块(32)、能量监测模块(33)和防护壳一(34);所述防护壳一(34)内设置蓄电池(31)、电源管理模块(32)、能量监测模块(33);所述蓄电池(31)用于储蓄势流能发电系统(1)、点吸式发电防撞警示与信号中继平台(2)产生的电能;所述电源管理模块(32)用于调节电压并控制电流稳定输出;所述能量监测模块(33)用于监测储蓄势流能发电系统(1)、点吸式发电防撞警示与信号中继平台(2)的产电速率及运行情况,并将相关数据传递给健康监测及数据传输系统(4)。

9.根据权利要求1所述的一种水下结构物健康监测系统,其特征在于:所述健康监测及数据传输系统(4)包括微电脑处理器(41)、数据传输模块(42)、防护壳二(43)、变形监测系统(44)、声纳探伤系统(45)、水下图采系统(46);所述防护壳二(43)内设置微电脑处理器(41)、数据传输模块(42),所述微电脑处理器(41)通过脐带缆(7)分别与变形监测系统(44)、声纳探伤系统(45)、水下图采系统(46)相连;所述微电脑处理器(41)用于将获取的结构健康数据进行初步预处理并传递给数据传输模块(42);所述声纳探伤系统(45)包括声纳主体(451)、动力拖鱼(452),所述动力拖鱼(452)底部设置声纳主体(451),所述声纳主体(451)通过发射超声波、结构主体反射信号,通过微电脑处理器(41)将声音信号转化为图像信号,获取结构物损伤情况;所述动力拖鱼(452)为声纳主体提供动力。