繩控液壓缸波浪發電機的制作方法

本發明涉及一種波浪發電系統，屬于波浪發電領域。

背景技術：

CN 103104408 A為最接近本發明的現有技術，其列出的控繩裝置存在許多問題，如彈簧疲勞、收繩力量小，而其配重收繩方式，如安裝在錨基上則因執行機構離地面距離近，配重運動行程受限，而如果懸在水中則存在拉力不平衡、執行機構偏斜、繩子纏繞、防水等問題。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種繩控液壓缸波浪發電機，它能夠實現讓行程有限的液壓缸適用于大波浪，適應潮汐變化，收繩效果好，波高利用率高。

本發明的技術方案：

節I：一種繩控液壓缸波浪發電機：包括波浪能采集轉換系統(Wave Engergy Converter，后面簡稱WEC)、控繩裝置、重力錨，波浪能采集轉換系統位于水面，控繩裝置包括了兩個相對運動可控的構件，分別是控繩機構的機架和細長構件，所述機架在上、細長構件在下的時候，機架頂端作為與波浪能采集轉換系統的連接點，而細長構件底端作為與重力錨的連接點，而當機架在下細長構件在上的時候，則機架作為與重力錨的連接點，而細長構件的頂端作為與波浪能采集轉換系統的連接點。

波浪能采集轉換系統有兩種，單浮體&壓差復位型和雙浮體重力復位型。

節II：單浮體&壓差復位型WEC，包括浮體和液壓系統；

浮體的結構可以理解為：一封閉殼體，中心貫穿一豎直的直管，然后去除直管管內的殼體部分，從而形成一個中心有貫穿孔的全封閉殼體；

所述浮體的貫穿孔下出口處安裝有導纜器/雙滾輪導纜鉗，一個三腳架的三個底腳固定在浮體頂面上，該三腳架的頂端處在所述貫穿孔的正上方，該三腳架頂端與一單作用液壓缸缸體頂端撓性/萬向連接，該單作用液壓缸的活塞桿柄所連接的繩索先后從浮體中心通孔、安裝在浮體底面的導纜器/雙滾輪導纜鉗中穿過，最后連接到控繩裝置上；發電機以及除單作用液壓缸外的液壓系統均在浮體腔內；液壓系統的液壓管路循環路線是單作用液壓缸有桿腔、準出單向閥、高壓蓄能器、液壓馬達、低壓蓄能器、準入單向閥；

優選的：在所述液壓管活塞桿上套一伸縮管，該伸縮管一端與所述活塞桿柄密封對接，另一端與所述液壓缸缸體側面對接，但伸縮管上部應有縫隙與外界相通，所述液壓缸的泄油管一路從液壓缸無桿腔的頂部引出，一路從伸縮管的底端的腔內引出，兩路合為一路向下延伸，然后從設備艙頂蓋鉆入設備艙內，最后進入所述開式油箱；

優選的：在上述基礎上增加一個浮力艙，而上述浮體作為設備艙；浮力艙為一環狀浮體；浮力艙與設備艙的連接方式可以有兩種：

一種是嵌入式，即：浮力艙環內孔稍大于與設備艙外輪廓，設備艙嵌入浮力艙的環內孔中，浮力艙與設備艙可通過螺栓連接在一起，也可以在設備艙頂蓋或浮力艙環內孔底部設限位凸緣，或者是：浮力艙的環內孔的內表面或設備艙的外側面為上粗下細的錐面，設備艙楔入浮力艙的環內孔內；

另一種是疊加式，即：浮力艙環內孔要小于設備艙外輪廓，所述設備艙的底面固定到所述浮力艙頂面上，此種情況所述設備艙底面的導纜器/雙滾輪導纜鉗，改到安裝在所述浮力艙環內孔下出口處；所述單作用液壓缸的活塞桿底端的繩索先后從設備艙中心孔、浮力艙環內孔、安裝在浮力艙底端的導纜器/雙滾輪導纜鉗中穿過后連接控繩裝置；

節III：雙浮體&重力復位型WEC，分為A型和B型兩種，雙浮體&重力復位A型WEC包括立柱總體、環狀浮體、П支架/三腿架、液壓系統：

立柱總體可以是以下四種形式：

1)一豎直放置的空心立柱，為圓柱體或多邊形柱體外形，頂端開口底端封閉；

2)所述空心立柱底面與一水下浮力艙頂面固結后形成的整體，水下浮力艙為圓柱體或橢球體外形的中空殼體或泡沫塑料；

3)所述立柱底面與一豎直桿/豎直管的頂面固結后形成的整體；

4)所述立柱底面與一所述水下浮力艙頂面固結，所述水下浮力艙的底面與一豎直桿/豎直管的頂面固結后，三者形成的整體；

立柱總體豎直插在水中排開水的重量要大于其自身重量，即立柱總體能漂浮在水中；

優選的：立柱與水下浮力艙、豎直管、豎直桿，三者豎直方向上的中心線對齊；

一環狀浮體套在所述立柱上，且環內壁與所述立柱側面存有一定間隙，環狀浮體頂面固定著豎立著П支架/三腿架，П支架/三腿架的中心與立柱總體軸線重合，一豎立單作用液壓缸的活塞桿柄與П支架/三腿架橫梁底面中心連接，單作用液壓缸的缸體末端與立柱腔內底面連接，液壓系統的油路循環路線是：開式油箱、準入單向閥、所述單作用液壓缸的有桿腔、準出單向閥、蓄能器、液壓馬達，液壓馬達帶動發電機發電；

雙浮體&重力復位B型的具體結構是：一立柱總體，豎直放置，頂端開口底端封閉，一環狀浮體套在立柱上，且環內壁與立柱側面存有一定間隙，環狀浮體頂面固定著豎立的П支架/三腿架，П支架/三腿架的中心與立柱軸心重合，一單作用液壓缸的活塞桿與П支架/三腿架頂梁底面中心連接，單作用液壓缸的缸體另一端與立柱腔內底面連接，液壓系統管路循環路線是：開式油箱、準入單向閥、所述單作用液壓缸的有桿腔、準出單向閥、蓄能器、液壓馬達，液壓馬達帶動發電機發電；立柱總體不必具有漂浮性；

一滑輪的滑輪架與浮體底面連接，一根繩子一端連接一重塊，另一端向上延伸，繞過所述滑輪后又向下延伸，最后系在立柱總體上；

優選的：所述重塊為環狀，套在所述立柱總體下部，且重塊的環內側與立柱總體側面存有間隙，重塊兩側各系一根繩子，該兩根繩子的另一端向上延伸，然后分別繞其上方的一滑輪后向下延伸，最后連接在立柱總體上，所述兩個滑輪的滑輪架與所述環狀浮體底面連接，且兩連接點關于立柱軸線對稱；

節IV：對于前述的WEC：還包括拉簧重塊機構，具體為：

對于雙浮體&重力復位型WEC，其結構是：一拉簧的一端與一重塊連接，拉簧另一端連接繩子，該繩子另一端向上延伸繞過一滑輪后再向下延伸，最后系到所述立柱上，所述滑輪的滑輪架與環狀浮體底面連接；

優選的：所述重塊為環狀，套在所述立柱總體下部，且重塊環內側與立柱總體側面存有間隙；

對于單浮體&壓差復位型WEC，具體結構為：一繩子一端連接控繩裝置的連接點，該繩子另一端向上延伸繞過一滑輪后再向下延伸后系在拉簧一端，該拉簧另一端與一重塊連接，所述滑輪的滑輪架與浮體底面連接；

優選的：浮體底部與一豎管頂端固結，所述導纜器/雙滾輪導纜器安裝在豎立管底端出口處，所述滑輪安裝在所述豎管上部的一開孔處，且該滑輪軸線垂直與所述孔所位于的豎管軸截面，所述滑輪一半露在豎管外，一半在豎管內，所述拉簧一端連接重塊，另一端連接所述繩子，所述繩子另一端向上繞過孔處的滑輪后，進入豎管內又向下延伸，通過豎管底端的另一導纜器后，再向下延伸最后連接到控繩上，重塊為環狀，套在所述豎管上，且重塊的環內側與所述豎管外壁存有間隙；

節V：控繩裝置包括控繩電氣模塊和控繩機構，其中控繩機構包括機架、直線旋轉運動轉換及附屬機構、防纏機構、電控制動器，所述執行機構的機架頂端與上方的波浪能采集轉換系統連接：所述直線旋轉轉換機構的旋轉構件通過主軸與電控制動器的轉子軸連，也可通過鏈式/齒輪/皮帶傳動機構與所述電控制動器的轉子聯動；所述電控制動器的定子固定在機架上，所述直線旋轉運動轉換機構旋轉構件的主軸通過軸承&座安裝在所述機架上；所述直線旋轉運動轉換及其附屬機構有3種分別為；

第一種，滾鏈輪+滾子鏈型控繩機構為：機架底端固定一豎直的直筒，一配重在直筒內并與直筒內壁有一定間隙，一根滾子鏈一端該配重，另一端向上繞過所述滾鏈輪后再向下延伸，進入直筒連接一根繩索的一端，該繩索的另一端穿過所述配重上的豎直通孔后繼續向下延伸，穿過安裝在所述直筒底端入口處的導纜器/雙滾輪導纜鉗后，繼續向下系在所述重力錨上；

第二種，環鏈輪+環鏈，或摩擦輪+繩索型：一鎖鏈一端連接所述重力錨，另一端向上穿過安裝在控繩機構的機架底端的導纜器/雙滾輪導纜鉗后，繼續向上延伸，繞過環鏈輪后，再向下穿過安裝在機架底端的另一個導纜器/雙滾輪導纜鉗后，繼續向下延伸，最后連接一配重；

所述環鏈輪+鎖鏈也可替換為摩擦輪+繩索，一繩索一端連接所述重力錨，另一端向上穿過安裝在控繩機構機架底端的導纜器/雙滾輪導纜鉗后，再繞過摩擦輪后，再向下穿過安裝在控繩機構機架底端的另一個導纜器/雙滾輪導纜鉗后，繼續向下延伸，最后連接一配重；

第三種：主副卷筒+主副繩纜型，具體為：主卷筒與副卷筒通過齒輪/鏈式傳動機構聯動或通過主軸軸連，主繩纜的一端固定并纏繞在主卷筒上，該主繩纜的另一端向下穿過一安裝在控繩機構機架底端的導纜器/雙滾輪導纜鉗后繼續向下延伸，最后連接到繩控液壓缸波浪發電機的重力錨上，副繩纜的一端固定并纏繞在副卷筒上，該副繩纜的另一端穿過安裝在控繩機構機架底端的另一個導纜器/雙滾輪導纜鉗后連接一作為收繩構件的配重，主繩纜與副繩纜的拉力在主軸上產生的扭矩方向相反；收繩構件也可替換為拉簧，拉簧另一端固定在機架上；

上述直線旋轉運動轉換機構的旋轉構件與所述重力錨之間的繩索/環鏈/主繩纜，定義為采能索，而該旋轉構件與所述配重之間的繩索/環鏈/副繩纜，定義為復位索；

對于前述的采用環鏈輪+環鏈型、摩擦輪+繩索型、以及采用配重作為收繩構件的主副卷筒型直線旋轉運動轉換機構的控繩機構，還需增加防止采能索與復位索互相纏繞的防纏機構，防纏機構有以下幾種：

第一種，單懸鏈側拉式：一根懸錨鏈一端系在所述配重上，另一端向下向一側延伸，最后連接到一另一錨基上，該懸鏈也可替換為一段繩子，繩子中間系重塊；

第二種，錨鏈側拉式：一根繩子一端連接配重，另一端向一側延伸一段距離后又繞過一滑輪后向下延伸，最后連接一重塊；所述滑輪的滑輪架與用于錨定本波浪發電機浮體或附近其他浮體的系泊系統的其中一根錨鏈的中段某處撓性/萬向連接；也可以省掉所述配重，這樣復位索末端直接和所述繩子一端連接，讓重塊作為收繩用的配重；

第三種，旁標側拉式：在繩控波浪發電機浮體周圍一定距離處增加一浮標，所述浮體及浮標被系泊系統錨定在某處，一根繩子一端系在所述配重上，另一端延伸到浮標下方，繞過一滑輪后向下延伸，最后連接一重塊，所述滑輪的滑輪架通過第二繩子連接浮標底面；也可以省掉上述配重，而讓復位索末端直接和所述繩子連接，讓重塊作為收繩用的配重；

第四種，潛標側拉式：一根繩子一端連接所述配重，另一端向下向一側延伸，然后繞過一滑輪后向上延伸，最后連接一水下浮子，所述滑輪的滑輪架與另一錨基頂端撓性/萬向連接；或者省掉所述配重，即從浮體下來的復位索末端直接與一根繩子一端連接，該繩子另一端向下向一側延伸，然后繞過一滑輪后又連接一浮子，滑輪滑輪架與另一錨基頂端撓性/萬向連接；優選的：對以上四種含配重的防纏機構，側拉配重的繩子/懸鏈可不直接連接到配重而是通過硬直桿連接配重，即繩子/懸鏈末端與硬直桿一端連接，硬直桿另一端與配重撓性/萬向連接；

第五種，單采能索雙復位索式：所述直線旋轉運動轉換機構為：一個主卷筒左右兩側各有一套同樣的副卷筒+副繩纜，三者共軸，兩根副繩纜下端系在配重的左右兩側，而主繩纜則從配重上的豎直通孔中穿過，配重為圓柱形或立方形或左右對稱的固體，且所述貫穿孔經過配重的幾何中心和質心，兩根副繩纜要分別系在配重的左右兩側；貫穿孔的上下兩個入口處安裝導纜器/雙滾輪導纜鉗，主繩纜從導纜鉗/雙滾輪導纜鉗中穿過；

第六種，多繩導向式：控繩機構有兩套相同的共軸的間隔一定軸向距離的環鏈輪/摩擦輪/主卷筒以及所配套的采能索，兩根采能索在穿過機架底端的各自的導纜器/雙滾輪導纜器后繼續向下延伸，分別從所述配重上的相隔一定距離的兩豎直通孔中穿過，最后連接到重力錨上；

優選的：配重上的豎直孔的上下出入口處安裝有引導繩索進入的導纜器/雙滾輪導纜鉗；優選的：還包括拉力調配機構，有3種設計：

設計1：采用滑輪方式，即：由控繩機構向下延伸的原本要連接重力錨的兩根采能索，改為在靠近重力錨上方處合為一股并繞過一滑輪，該滑輪的滑輪架所述重力錨撓性/萬向連接；

設計2：所述波浪能采集轉換系統與控繩機構的連接采用U形環方式，即：控繩機構機架左側固結一短軸的一端，右側也固結另一短軸的一端，兩個短軸同軸線，所述兩個短軸分別插入一U形環的兩個孔中，U形環的中段外側與所述波浪能采集轉換系統連接；所述短軸軸線與兩根采能索所穿過的兩個導纜器/雙滾輪導纜鉗的位置連線垂直，且與該連線中點重合；

設計3：所述兩根采能索先不連接所述重力錨，改為先分別連接一硬直桿的兩端，該硬直桿再通過V形繩索連接重力錨，即：V形繩索的兩個頂端分別與硬直桿的兩端連接，V形繩索的底端與重力錨撓性/萬向連接；

所述波浪能采集轉換系統與控繩機構機架的連接采用U形環/單繩/V形繩索連接方式；U形環連接即設計2的連接方式，單繩連接即：一根纜繩一端連接所述WEC，另一端連接到控繩機構機架頂端上的系點，且該系點要在兩根采能索的中心線與控繩機構頂端的交點上；V形繩索連接方式即：V形繩索所在平面要先與兩被拉直的采能索平行，然后將V形繩索的底端放到所述中心線的延長線上，然后V形繩索的兩頂端連接到控繩機構機架頂端；該V形繩索底端與WEC連接；優選的：V形繩索所在平面與兩采能索所在平面重合；

第七種,雙懸鏈擋桿式：復位索所連接的配重的兩側各系一根錨鏈，兩根錨鏈向兩側向下叉分開，每根錨鏈的另一端分別連接一錨基；錨鏈也可替換為錨纜，但應在錨纜中間系重塊；也可省掉配重，這樣復位索與兩根錨鏈/錨纜直接連接組成倒Y字結構；優選的：采能索下半段可替換為硬直桿，該硬直桿底端與所述重力錨撓性/萬向連接；

第八種，直筒導向式：控繩機構的機架為一個只有在底面有開口的半封閉殼體，殼體底面連接一豎立直筒，直筒底端封閉，頂端開口并與控繩機構的殼體合并為一個腔，所述配重處在直筒內，與直筒內壁存有間隙，配重上方的復位索穿過的導纜器/雙滾輪導纜鉗省掉，而采能索穿過的導纜器/雙滾輪導纜鉗改為安裝在滑筒底部外側面；配重也可替換為拉簧，拉簧的另一端固定在滑筒內的底部；

第九種，穿吊錨式：在控繩機構機架在自轉方向上被約束(比如采取手段可以是：機架頂端與波浪發電機浮體底部固結，而浮體又被多點系泊錨定而無法自轉)的前提下，可采用本防纏機構，吊錨即被懸吊在水中的所述重力錨，有兩種，直連吊錨和滑輪吊錨，直連吊錨：所述重力錨兩側分別與懸吊它的、向上叉分開的兩根繩子的一端連接，所述兩根繩子的另一端各自連接海面上間隔一定距離的一浮子，該兩浮子被錨定；滑輪吊錨：一根纜繩從一凹槽滑輪繞過，所述重力錨頂端與所述滑輪的滑輪架固結，所述纜繩的兩端分別連接到海面上的分隔開一定距離的兩個浮子上，兩個浮子被錨定；

所述復位索從上述吊錨上的豎直通孔中穿過后，繼續向下延伸連接配重；

優選的：在所述吊錨豎直通孔的上下兩個入口處安裝導纜器/雙滾輪導纜鉗，所述復位索從該導纜鉗/雙滾輪導纜鉗中穿過；

第十種，Г形導向桿式：在控繩機構機架在自轉方向上被約束的前提下(防轉方法見穿吊錨式)，可應用于本防纏機構，具體為：所述采能索下半段用Г形導向桿代替，即采能索先連接到Г形導向桿的直角拐點處，然后Г形導向桿的長桿部分的底端通過互相勾住的一對鎖環連接到所述重力錨上，所述復位索從安裝在Г形導向桿的短桿部分外端的導纜器/雙滾輪導纜鉗中穿過，配重上設有豎直導向孔，Г形導向桿的長桿部分從安裝在配重豎直導向孔的上下出入口處的導纜器中穿過；Г形導向桿的長桿部分為矩形截面，長桿部分四個側面與配重上的導纜器的四滾輪一一緊貼；所述配重濕重要大于采能索+Г形導向桿的濕重；

優選的：本節，控繩機構機架為一只有底端開口的半封閉殼體，控繩機構的主軸及其軸承&座、電控制動器、直線旋轉運動轉換機構的旋轉構件均安裝在控繩機構的內腔中；

節VI：對于采用摩擦輪+繩索的控繩機構，繩索為一根，而摩擦輪可以為串聯的兩個，以組成摩擦輪組，具體為：摩擦輪與齒輪軸連，摩擦輪、齒輪、軸及其軸承&座構成一個摩擦輪齒輪單元，軸通過軸承&座安裝在控繩裝置的機架上，2個同樣的摩擦輪齒輪單元軸線平行、同向、端面對齊且依次緊挨的安裝在機架上，兩個摩擦輪齒輪單元的齒輪嚙合，但每個摩擦輪大小要小于齒輪，所以摩擦輪之間并不干涉；摩擦輪組的其中一個單元的齒輪與電控制動器的轉子軸連，所述繩索依次蜿蜒繞過每個摩擦輪齒輪單元的摩擦輪，所謂蜿蜒繞過是指：繩索在前行中，繞第一個摩擦輪與繞第二個摩擦輪的方向相反；

優選的：同樣的2個以上摩擦齒輪單元，均按照上述規則安裝，摩擦齒輪單元的齒輪串序嚙合，所述繩索仍為一根，依嚙合次序蜿蜒繞過每個摩擦齒輪單元的摩擦輪，整個摩擦輪組仍只有一個摩擦齒輪單元的軸與電控制動器的轉子軸連。

優選的：與電控制動器轉子軸連的是：從復位索側數，第一個摩擦輪齒輪單元的軸。

節VII：重力錨可采用直連/滑輪兩種被懸吊方案，直連吊錨結構是：波浪發電機的浮體兩側各置一浮標，每個浮標各系一根纜繩，這兩根纜繩的另一端連接到所述重力錨上；

滑輪吊錨結構是：波浪發電機的浮體兩側各置一個浮標，一根纜繩的兩端分別系在這兩個浮標上，這根纜繩的中部靠近所述重力錨的上方處，并繞一滑輪，該滑輪的滑輪架底端與所述重力錨連接，從上方下來的本來要連接重力錨的采能索，改為連接到所述滑輪架頂端；而對于懸吊重力錨的纜繩與滑輪的連接，也可替換為以下三種衍生連接方式：

1)：重力錨是立方體，重力錨頂面的四個頂點分別安裝一個頂滑輪(重力錨上方的滑輪)，這樣重力錨頂面上的兩個對邊上各有兩個定滑輪，每個對邊的頂滑輪在一根索道上滾動，兩根索道在重力錨左側合為一股，并繞一滑輪，該滑輪的滑輪架與左側用于懸吊該重力錨的纜繩連接，同樣兩根索道在重力錨右側也是合為一股，并繞另一滑輪，該滑輪的滑輪架與右側的用于懸吊重力錨的纜繩連接；

2)：重力錨為立方體，在重力錨的前后兩側面上部各安裝一導纜器，并在重力錨的右側兩豎直棱邊上安裝兩個導向滑輪，懸吊重力錨的纜繩依次穿過后導纜器、右后棱邊的導向滑輪、右前棱邊的導向滑輪、前導纜器，兩導纜器及兩導向滑輪與頂面距離相等；

3)：重力錨為立方體，兩根硬直桿平行、端面對齊的分別穿過重力錨上間隔一定距離且兩橫向通孔，兩硬直桿左右兩端分別與左右兩個鋼架固結，兩側的懸吊纜繩分別通過V形繩索與兩側鋼架連接，即V形繩索的兩頂點連接鋼架兩端，V形繩索的底端連接懸吊纜繩；

對于上述直連、滑輪吊錨、衍生滑輪吊錨方案，優選的：所述波浪發電機的浮體與浮標之間用一根繩子連接；

優選的：當多個波浪發電機在一起運行時，多個波浪發電機的浮體排成一列，每個波浪發電機浮體之間以及隊列首尾均放置一個浮標，浮體與浮標之間用繩子連接，首尾的浮標各系一根錨鏈，該錨鏈的另一端向隊列外側延伸最后連接到一錨上；

優選的：連接前述波浪發電機的浮標與所述浮體的所述繩子中間系有重塊；

優選的：所述波浪發電機浮體通過V形繩索與繩子連接，即，V形繩索的兩個頂端分別與浮體頂端底端連接，V形繩索的底端與繩子連接；

優選的：所述陣列中的浮體、浮標，也向垂直隊列的方向上引出錨鏈，錨鏈底端連接錨；

優選的：在所述浮標/浮體上安裝可人工或電子自動化控制的卷揚機/絞車，以根據海上波況收進或放出繩子/錨鏈；

節VIII：對于控繩機構，還包括補氣系統；控繩機構的機架為一全封閉殼體或只有底端開口的半封閉殼體，控繩機構的主軸及其軸承&座、電控制動器、直線旋轉轉換機構均安裝在控繩機構的內腔中，補氣系統包括電動氣泵、氣管、水浸傳感器、單片機控制模塊及輔助電源，電動氣泵安裝在海面浮體上的空氣環境中，一根氣管一端連接氣泵排氣口，另一端伸入控繩機構的腔內，一水浸傳感器安裝在腔內，該水浸傳感器通過信號線發信息給單片機控制模塊，單片機控制模塊對電動氣泵進行開關控制，如電動氣泵停機后氣體會回流，則在電動氣泵的出氣口通過準出單向閥接所述氣管。

節IX：對于控繩機構，可將超越離合器/扭矩限制器插入到由直線旋轉運動轉換機構的旋轉構件到電控制動器的動力傳遞路線中，具體為：所述直線旋轉運動轉換機構的旋轉構件與超越離合器/扭矩限制器的一端軸連，或通過鏈式/齒輪/皮帶傳動機構與超越離合器/扭矩限制器的這一端聯動，超越離合器/扭矩限制器的另一端與所述電控制動器的轉子軸連；所述電控制動器定子固定在機架上；當所述電控制動器處于制動狀態時，直線旋轉轉換機構的旋轉構件的可轉動方向，應與復位索拉力對其產生的力矩方向相同；

節X：控繩裝置包括作為控繩電氣模塊、執行機構，執行機構也叫控繩機構，控繩電路包括所述單作用液壓缸的監測做功行程結束的傳感器、MCU控制模塊及輔助電源、導線，單片機控制模塊通過行程結束傳感器獲取活塞做功行程結束的信號，然后對控繩機構中的電控制動器進行控制，對于雙浮體&重力復位型波浪能采集轉換系統，行程結束傳感器也可以為安裝在立柱頂端的限位塊處，在所述環形浮體接近頂端時發出信號給MCU控制模塊。

本發明具有以下優點：

1)單浮體壓差復位方案，液壓缸置于浮體之上的設計，使得液壓缸的泄油能夠在重力作用下流入開式油箱，降低了污染海水的風險，而設備艙是全封閉殼體，杜絕海水進入設備艙內這一隱患。而浮體采用設備艙+浮力艙這種可分離結構，使得維護更加方便。

2)雙浮體重力復位型WEC，使得單作用液壓缸的復位不再需要低壓蓄能器提供壓力復位，可直接從開式油箱中吸油，省掉了補油系統，減少了系統復雜性。

3)本發明中的彈簧+重塊組成的彈簧振子系統，可以使得在波谷的時候，采能索受到更大的拉力，減少彎曲和波高利用損失。

4)控繩機構機架與WEC連接的方案，使得浮體與控繩機架的距離短且基本穩定，使得控繩裝置的導線可以短，提高了可靠性。同時因為控繩裝置離水面距離近，方便維護。

5)本發明中的控繩機構利用配重收繩，壽命長、可靠性高、收繩力度大，不會像彈簧那樣存在疲勞、收繩力量小等問題。而防纏機構則避免了采能索與復位索直接的纏繞現象。而采用環鏈輪+鎖鏈(摩擦輪+繩索)作為直線旋轉運動轉換機構，因為不變徑(卷筒的往往要變徑)，采能索拉力等于配重，結構簡單，體積小，收繩力量大。

6)采用摩擦輪組作為直線旋轉運動轉換機構，繩索只纏一次，避免了采用卷筒時軸線方向上排繩寬度過寬問題，同時多摩擦輪組能夠大大增強單根繩索的工作拉力，同時讓繩纜得以在更小彎曲半徑下工作，可以減小輸出給電動控制器的扭矩，降低成本。

7)吊錨方案，使得重力錨可以懸在水中，擺脫了水深的制約(如果水深太深，采能索長度過長，則其彈性形變很大，將會導致部分波高用在拉長繩索上而不是做功)，還可讓重力錨一直處于浮體下方，使采能索近乎豎直，避免了海流影響采集發電的問題。

8)本發明中，控繩機構的機架采用只有底端開口的半封閉殼體，采能索/復位索又可以從下方出入，而空氣還可以儲存其中，從而很簡便的解決了控繩機構內部零件的防水問題。本發明中的補氣系統，又進一步提高了防水保障能力。

附圖說明

圖1：繩控液壓缸波浪發電機示意圖(壓差復位式、環鏈輪、Г形導向桿)

圖2：雙繩導向式控繩機構結構圖(卷筒、氣泵注氣)

圖2A：U形環懸吊控繩裝置結構圖

圖2B：滑輪均衡雙采能索的結構圖

圖3：電控制動器結構圖(電磁鐵、彈簧、制動主缸、鼓式制動器)

圖4：單采能索雙復位索防纏+卷筒式控繩機構結構圖

圖5：雙懸鏈擋桿式防纏結構示意圖

圖6：單懸鏈防纏+摩擦輪組式控繩機構側視圖

圖7：雙繩導向式防纏機構+摩擦輪組式控繩機構示意圖(V形繩索上下連接)

圖8：織帶+摩擦輪式控繩機構(V形繩索上下連接)

圖9：滾鏈輪式控繩機構+壓差復位WEC

圖10：滾鏈輪式控繩機構+雙浮體重力復位型WEC

圖11：拉簧收繩控繩機構+雙浮體重力復位型WEC+吊錨

圖12：壓差復位式波浪能采集系統(設備艙+浮力艙)剖面圖(液壓缸上置)

圖13：一列多波浪發電機工作時采用兩側浮標吊錨示意圖

圖14：一列應用吊錨方案的WEC示意圖(旁標側拉防纏、穿吊錨防纏)

圖15：多列應用吊錨的WEC方案

圖16：V形繩索與吊錨組合的結構圖

圖17：懸吊纜繩側繞吊錨結構圖

圖18：摩擦輪組控繩機構+雙浮體重力復位A型WEC

圖19：雙浮體重力復位B型WEC(液壓系統主要安裝在環狀浮體上)

1-浮體：鋼制外殼；2-液壓缸；3-活塞桿；4-高壓蓄能器；5-濾油器；6-液壓馬達；7-發電機；8-低壓蓄能器；9-做功行程結束探頭：感應活塞到達行程結束位置的傳感器，可為霍爾傳感器/感應金屬接近的電感式接近開關；10-伸縮管：波紋管形狀的可以伸縮的管，橡膠材料制成；11-導纜器：四滾柱式導纜器，兩對相互軸線平行、端面對齊，但有間隙的輥子，互相垂直疊放安裝在一支架上，被導向物從每對圓柱體間隙通過。12-導線；13-控繩機構的外殼：也是控繩機構的機架。14-U形環：形狀與去掉了銷子的起重吊裝用的U形環一樣，兩端有同軸線的孔；15-超越離合器；16-電控制動器：可以用電來控制的制動器，旋轉式，包括有一個轉子、一個定子，定子安裝在機架上；電控制動器分為直接控制或間接控制，直接控制的有：電磁離合器、電磁制動器，而對于汽車上ABS防抱死系統中，ECU通過控制電磁閥來控制盤式剎車器，則是間接控制的電控制動器；17-重力錨；18-配重：比重大于水，其重力作為收繩動力；19-Г形導向桿：Г形，鋼制，長桿部分為矩形截面；20-雙滾輪導纜鉗：軸線平行、端面對齊、且輪緣緊挨安裝的兩個凹槽滑輪，繩索被夾在兩滑輪之間，滑輪抗軸向力強，且雙滾輪的輪緣應緊貼，以防繩索從側面逃脫，與導纜器可互換；21-主繩纜；22-鎖鏈；23-主卷筒；24-繩索；25-鏈式傳動；26-密封圈；旋轉用密封圈；27-活塞；28-壓鏈輪：通過彈簧力壓著鏈條，在配重失重時可維持鏈條的拉力；29-環鏈輪；30-采能索；31-電磁鐵；32-銜鐵；33-拉簧；34-制動主缸；35-液壓管；36-鼓式制動器的從動缸；37-副卷筒；38-電動氣泵；39-氣管；40-水浸傳感器；41-主軸；42-副軸；43-副繩纜；44-第三繩子；45-扭矩過載保護器：提供扭矩過載保護，一旦過載則脫離或失效，可以是延時可恢復型、手動恢復型和不可恢復需置換型；46-抓地錨；47-齒輪；48-摩擦輪：通過鍵與其主軸固結，類似V帶輪車有凹槽，但凹槽底部為半圓形，凹槽表面覆蓋聚氨酯或橡膠的材料，以增強摩擦和耐磨性，繩索繞在凹槽里，49-第二繩子；50-復位索51-重塊：比重大于水；52-水下浮力艙；53-豎直桿；增大繩索拉力點的力臂，，當豎直桿傾斜時，可增大糾正力矩，減少浮體搖擺。54-軸承&座：軸承及其所配套的軸承座；55-V形繩索；56-滑輪；57-纜繩；58-錨鏈；59-浮標；60-浮子；61-硬直桿：筆直的硬質桿；62-滑輪架；63-直筒：筆直的管；64-短軸；65-壓輥：可自由轉動的圓柱體；66-織帶；67-浮力艙：短圓管外形的空心殼體，旋轉剖面是矩形，內部也可以充填泡沫，比重小于水，以提供浮力；68-三腳架；三根鋼桿一端固接在一起，它們的另一端均等叉分開，類似相機的三腳架；69-設備艙上蓋；70-吊鉤；71-豎管：豎立的圓管或方管；72-開式油箱；73-補油泵；74、設備艙：短圓管外形的空心殼體，旋轉剖面是矩形，全密封，內部可安裝設備；75-吊環；76-繩子；77-導向滑環：環狀，繩索從中穿過，引導繩索運動；78-盛油碗；碗形，鋼制或塑料制。79-控繩裝置；80-環狀浮體：短圓管外形的空心殼體，旋轉剖面是矩形；81-立柱；82-導向滾輪：固定腳輪，起引導運動方向作用。83-П支架：鋼制П形狀，或為與OPT公司的Powerbuoy一樣的三腿架，即平放的Y形橫梁的每個頂點向下伸出腿，形成3腿結構的支架；84-撓性/萬向連接：可以是鎖鏈/繩，或互相勾住的一對鎖環，也可以為球鉸；允許互相連接的兩部件有一定的角度變化的連接方式。85-筒形防雨罩：豎立的管狀，底端開口，頂端封閉，與П支架/三腿架橫梁底面固結，套在立柱上；86-導軌；87-圓餅狀端蓋；88-鋼架；89-墊塊；91-繩結：繩子上系的限位固體，繩結輪廓大于滑輪架的間隙而無法通過。92-滾鏈輪；93-滾子鏈；102-凸緣：凸起的邊緣，限位用；103-復位結束探頭：用于監測復位行程到終點的接近開關或傳感器。104-第二拉簧；105-剎車蹄；106-限位塊；107-卷揚機；

具體實施方式

下面結合附圖來進一步進行說明。

節I：本發明的繩控液壓缸波浪發電機，包括波浪能采集轉換系統(即WEC)、控繩裝置、重力錨，WEC位于水面，通過其下方的控繩裝置連接重力錨；控繩裝置包括兩個相對運動可控的構件，分別是機架和細長構件，機架在上細長構件在下時，機架頂端作為與WEC的連接點，細長構件底端作為與重力錨的連接點，而當機架在下細長構件在上時，機架作為與重力錨的連接點，細長構件頂端作為與WEC的連接點，控繩裝置相當于提供一個相對于重力錨距離可調的基準點，WEC利用浮體與水下的這個基準點間的相對運動來做功發電。

本WEC有兩大類，一是單浮體壓差復位型WEC，另一種是雙浮體重力復位型WEC。

節II：單浮體壓差復位型WEC，圖1上部分是典型的單浮體壓差復位型WEC。

看圖12，是一種新型的單浮體壓差復位型WEC。本圖的浮體是浮力艙67與設備艙74的組合(后有解釋)，姑且先只把設備艙74作為浮體不考慮浮力艙67，浮體(即設備艙74)的結構可以是：一封閉殼體，中心貫穿一豎直管，去除直管管內的殼體部分后形成一個中心有貫穿孔的全封閉殼體，本圖設備艙74為圓柱形外形、軸線有貫穿孔的全密封中空殼體；所述設備艙74的貫穿孔下出口處(圖中是通過豎立管71安裝導纜器，當然也可省掉豎立管71)安裝有導纜器11，一個三腳架68的三個底腳(只畫了2個)固定在浮體頂面上，該三腳架68的頂端處在所述貫穿孔的正上方，該三腳架頂端通過鎖鏈22連接一單作用液壓缸2的缸體頂端，該單作用液壓缸2的活塞桿柄所連接的繩索24先后從浮體中心孔、導纜器11中穿過，最后連接到控繩裝置機架13上；發電機及除單作用液壓缸2外的液壓系統均在設備艙74內；

本圖方案是利用壓差復位的，工作時，高壓蓄能器壓強>>低壓蓄能器壓強>大氣壓。在浮體隨波浪上升時，浮體相對于控繩機構13向上運動，繩索24對活塞桿3產生向下拉力，活塞擠出的高壓液壓油先后通過準出單向閥(站在液壓缸有桿腔立場只準出)、濾油器、高壓蓄能器，推動液壓馬達旋轉帶動發電機發電，然后又進入低壓蓄能器中。在浮體隨波浪下降時，低壓蓄能器壓強減去大氣壓的壓差將會在活塞上產生向上拉力，使得活塞復位，同時液壓油也會從低壓蓄能器中、經準入單向閥(對液壓缸有桿腔來講只準入)，進入液壓缸2的有桿腔內。如此循環(箭頭表示液壓油流動方向)，關于更詳細原理可參看CN 103104408A。

此設計的亮點在于將液壓缸2置于浮體外部上方。液壓缸2的活塞桿柄部與一碗口朝上的盛油碗78的碗底固結，為保護液壓缸活塞桿免受外界含鹽水氣腐蝕，在活塞桿上套一伸縮管10，伸縮管10的下端口與盛油碗78外緣對接密封，伸縮管10上端口套在液壓缸2缸體上并與其側面連接并密封，這樣伸縮管10內部就形成了一個腔，叫波紋腔，一氣管39一個管口與伸縮管內的波紋腔上部接通，另一管口朝下。氣管39的作用是讓波紋腔與大氣相通，保持內外平衡，同時讓液壓缸泄出的液壓油能夠向下流動，底部的盛油碗78將泄漏的液壓油收集起來。液壓缸2的泄油軟管35分別從缸體無桿腔內上部和盛油碗78內引出，然后合為一路，從設備艙頂蓋69鉆入設備艙腔內，最后進入開式油箱72，補油泵73從開式油箱72中抽取液壓油注入到上述閉式液壓循環管路中。補油泵73是電機驅動的，MCU(即單片機)從開式油箱內的液位傳感器中獲取液壓油的高度信息，對所述電機啟停進行控制。另外波紋管在空氣中，即使撕裂，也不會有海水進入波紋腔內，也不會有油流到大海里，設備艙74底部完全密封，上部也僅連接了一根泄油管且其管口高懸，保證了安全可靠性。

另外圖14左也包含了與本圖一樣的單浮體壓差復位型WEC。

現在來解釋一下由設備艙與浮力艙組合成的浮體結構。

在上面設備艙74的基礎上，增加浮力艙67，浮力艙67可為一環狀浮體(本圖為矩形截面的圓環體)，浮力艙67與設備艙74的連接方式可以有兩種：

一種是嵌入式(圖12)，即：浮力艙67環內孔稍大于設備艙74外輪廓，設備艙74嵌入浮力艙67的環內孔中，二者可通過螺栓連接在一起，也可以在設備艙頂蓋69或浮力艙67環內孔的底部設限位凸緣102，以阻止設備艙74相對于浮力艙67下落，或者是：浮力艙的環內孔的內表面或設備艙的外側面為上粗下細的錐面，設備艙楔入浮力艙的環內孔內；

另一種是疊加式(無圖)，即：所述浮力艙環內孔要小于所述設備艙外輪廓，設備艙74的底面固定到浮力艙67頂面上，所述設備艙底面的導纜器，改到安裝在所述浮力艙環內孔下出口處；所述單作用液壓缸的活塞桿底端的繩索先后從設備艙中心孔、浮力艙環內孔、安裝在浮力艙底端的導纜器中穿過后，向下延伸最后連接到控繩裝置；

之所以將浮體設計成設備艙與浮力艙兩個可分離的部分，主要是為了方便維護。當需要維護設備艙時，只需用繩子44將浮力艙67底面與控繩機架13連接起來，將繩索24下方與控繩機構機架13的連接件：吊環75與吊鉤70分離，船上的吊機勾住三腳架75頂端的掛環，就可將設備艙吊到甲板上。而控繩機構13則被繩子44吊在水中而不會下沉。為避免環狀浮體67傾斜，繩子44最好是同樣的兩根，且它們的系點都左右對稱。

節III：另一種繩控液壓缸WEC是雙浮體重力復位型WEC，分為A型和B型，雙浮體重力復位A型(圖18)的結構是：一空心立柱81(圓柱形)，豎直放置，頂端開口底端封閉，一環狀浮體80套在立柱81上，且環狀浮體80內壁與立柱81側面存有一定間隙，環狀浮體80頂面固定著豎立著П支架83/(或三腿架)，П支架83/三腿架的中心線與立柱81軸線重合，一豎立的單作用液壓缸2的活塞桿柄與П支架83(或三腿架)橫梁底面中心撓性/萬向連接84，單作用液壓缸2的缸體末端與立柱腔內底面撓性/萬向連接84，液壓系統循環路線是(管路旁的箭頭方向)：開式油箱72、準入單向閥、所述單作用液壓缸的有桿腔、準出單向閥、蓄能器、液壓馬達，液壓馬達帶動發電機發電；

優選的：如果立柱81直徑太小浮力不足，則立柱81的底端可固結一圓柱形/橢球形的水下浮力艙52，以增大浮力，二者中心線重合。

優選的：立柱81，或水下浮力艙52(如果有)底端與一豎直桿/豎直管71的頂端固結，且二者中心線重合；

立柱81+水下浮力艙52(如果有)+豎直桿/豎直管71(如果有)，是一個固結在一起的整體，定義為立柱總體。立柱總體的底端連接控繩裝置的上連接點。

液壓系統安裝在立柱81內或水下浮力艙52內(本文大部分附圖，用圓角矩形虛線框包圍的液壓系統其所在位置用箭頭標出)。但如果將液壓缸2倒置，液壓系統則安裝在環狀浮體80內(見圖19)，由液壓缸2油口出來的液壓管貼著液壓缸2缸體向上延伸到П支架83頂梁，然后向一側延伸，然后順著一側的П支架83向下，最后又鉆入環狀浮體80腔內。

原理：如圖18，在小浪下，控繩裝置79處于制動的情況下，環狀浮體80的上下運動未達到上下行程終點，當波浪下落時，環狀浮體80的部分重力通過П支架83、液壓缸2會施加到立柱81上(環狀浮體80的部分重力還是依靠其所受浮力)，此時立柱總體+控繩機構79應具有足夠的凈浮力，以保證立柱81不會被環狀浮體80壓著下降，這樣環狀浮體80相對于立柱總體下落，因為液壓缸2活塞桿柄和缸體末端分別連接著П支架83和立柱81底部，所以液壓缸2被壓縮，從而從開式油箱72中，經準入單向閥抽取液壓油。當波浪上升時，環狀浮體80通過П支架83、液壓缸2對立柱總體施加一個向上的拉力，因為控繩裝置79鎖定了控繩機架13與重力錨17間的繩索長度，立柱81不能向上運動，所以環狀浮體80相對于立柱總體上升，此時液壓缸2受拉從而擠出高壓液壓油，該高壓液壓油先后經過準出單向閥、蓄能器穩壓后驅動液壓馬達旋轉，流到開式油箱72。液壓馬達帶動發電機旋轉發電。

但如果波浪的幅度超出了上述工況，其下方的控繩裝置會做出反應。比如波浪上升，環狀浮體80已經上升到達行程極限，控繩裝置會釋放繩索(關于控繩裝置請看后文分解)，此時立柱81上浮(按照設計，立柱總體所受凈浮力要大于由控繩機構的收繩構件對其所產生的向下拉力)，因為環狀浮體80是跟隨波面緩慢上升，而立柱總體是由水下快速上浮，所以環狀浮體80就相對于立柱總體作向下運動，于是液壓缸2受到壓縮復位，然后控繩裝置再鎖定繩索。而在波浪下落時，首先是環狀浮體80落到工作行程最低點，液壓缸2得以壓縮復位。然后如果水面繼續下降，則環狀浮體80+立柱總體+控繩機構79的整體所受的凈浮力將變小(環狀浮體80的吃水線的下降，導致所受浮力大大減少)，整個WEC將不得不下落，此時控繩裝置在收繩構件作用下收繩。

因為是靠環狀浮體80的重力來驅動液壓缸2的活塞復位的，所以叫雙浮體重力復位型WEC，本案的雙浮體機構(不包括液壓系統)與OPT公司的PowerBuoy幾乎一樣。另外圖10、11、14右也是這樣的結構。

優選的：為減少摩擦，可在環狀浮體80內環壁上安裝上下兩層導向滾輪82，每層的導向滾輪82都是呈3個以上均布，這樣當環狀浮體80上下運動時，導向滾輪82可在立柱81上下滾動，引導環狀浮體80上下運動。另外也可以采用導軌方式，見圖19，豎直的兩導軌86的上下兩端通過鋼架88與立柱81固結，該兩根導軌分別穿過環狀浮體80上的兩個豎直孔，導軌86表面及環狀浮體80的豎直孔內壁上涂覆低摩擦系數材料例如聚四氟乙烯。

另外圖18中，液壓缸2的缸體末端通過鎖鏈22(或互相勾住的兩個鎖環)與立柱81腔內底部連接，在鎖鏈22兩側，有兩墊塊89固定在立柱81腔內底部，墊塊89高度略小于液壓缸缸體2底端與立柱81腔內底部間隙，因為鎖鏈22可以拉但不可以壓，如果其受壓，則液壓缸2可能會偏向一邊，而且液壓缸2還會上下移動，導致波高利用損失，而在采用了墊塊89后，當液壓缸2向下壓的時候，墊塊89能夠頂住液壓缸2缸體。同理，墊塊89也可應用到本說明書中其他有撓性連接、而又存在受壓工況的地方。

另外環狀浮體80的上下運動應該有限位機構，當然液壓缸本身也可有限位作用，在環狀浮體80上升/下降到一定程度活塞會撞擊缸體，但這對液壓缸是不好的，所以應專門設置限位塊(見圖11中，安裝在立柱81上的限位塊106)，對于圖18來說，水下浮力艙52頂部或П支架83可以作為行程下限限位塊，而環狀浮體80的行程上限限位可以是在立柱81頂端加凸緣102。而對于圖19，導軌86的上下兩個鋼臂88可作為環狀浮體80的上下限位塊。

第二種雙浮體重力復位B型WEC，以圖19做說明，與A型的結構大部分一樣，所不同的是：增加了滑輪重塊機構。立柱總體+控繩機構79的整體可以不必保持足夠凈浮力，甚至比重大于水。具體為：滑輪56的滑輪架與環狀浮體80底面連接，一根繩子76一端連接一重塊51，另一端向上延伸，繞過所述滑輪56后又向下延伸，最后系在立柱81上(圖中只畫了單側的滑輪56+繩子76，實際應為2組滑輪&繩子，且關于立柱軸線對稱，且滑輪固定點應避免在滑軌86所在的立柱軸截面內，以免與滑軌86干涉，圖中就是干涉了)。控繩裝置79的其中一個可控相對運動構件的頂端與立柱總體的底端連接。

原理：如圖19，小浪下，控繩裝置79處于制動狀態，立柱總體的與重力錨17之間的繩索長度是固定的。環狀浮體80的上下運動沒有到達上下運動行程的終點。此時，重塊51的濕重(本說明書，濕重＝水中的物體所受重力減去它所受到的浮力)對繩子76施加向下拉力，該拉力沿著繩子76，經過定滑輪56后改為向上拉立柱81。只要重塊51的濕重足夠大，就可以保證：繩子76對立柱總體提供足夠的向上拉力使得立柱總體+控繩裝置79不下沉，即使立柱總體+控繩裝置79比重大于水。這樣立柱總體既不能向上(控繩裝置鎖定了繩索長度，不能拉長)，又不能下沉，所以立柱總體就成為一個穩定的相對運動參考點。

環狀浮體52隨浪起伏，其相對于立柱81上下運動，通過П支架83帶動液壓缸2拉伸或縮回，波浪能采集做功與雙浮體重力復位A型WEC是一樣的。但在波浪下降階段，重塊51的濕重作用于繩子76，繩子76對定滑輪56產生向下的力，使得環狀浮體80相對于立柱總體下降，使得液壓缸得以復位。

再來說一下大浪情況下的環狀浮體80超出工作行程的情況。當波面上升，環狀浮體80到達行程最高點，此時控繩裝置啟動，釋放繩索(關于控繩裝置，請看后文分解)，立柱總體得以釋放，此時立柱總體上升(因為按照設計，重塊51的濕重拉力對立柱總體產生的向上拉力，要大于控繩裝置的收繩構件18對立柱總體產生的向下拉力)，因為環狀浮體80跟隨波面緩慢上浮，而立柱總體由水下快速上浮，所以環狀浮體80相對于立柱總體作向下運動，所以液壓缸2得以被壓縮復位。過了一會，控繩裝置再次進入制動狀態。

而當大浪的波面下落時，先是環狀浮體80下落到行程最低點，液壓缸2復位行程結束，如果水面繼續下降，由于限位的作用，環狀浮體80不能相對于立柱總體繼續下降，做力學分析時，環狀浮體80+立柱總體+控繩機構機架+重塊51可以簡化為一個對象，水面下降，則該對象所受浮力下降，將不得不下落，此時控繩裝置在收繩構件作用下收繩。

優選的：見圖19，所述重塊51為環狀，套在豎直桿53上，且重塊51的環內側與豎直桿53側面保持間隙，重塊51兩側各系一根繩子76(圖中只畫一套，實際為左右對稱的兩套)，該兩根繩子76的另一端向上延伸，然后分別繞其上方的一滑輪56后向下延伸，最后連接在立柱81下方的豎直桿53上，所述兩個滑輪56的滑輪架與所述環狀浮體80底面的連接，兩連接點關于立柱81軸線對稱；進一步優選的：重塊51環內安裝上下兩層導向滾輪組，每層3個以上導向滾輪均布，設計目的是：讓重塊51以豎直桿53作為導軌，避免重塊51無約束的亂擺。

節IV：對于上面雙浮體重力復位型WEC、單浮體壓差復位型WEC，優選的：還包括拉簧重塊機構，具體為：對于雙浮體&重力復位B型WEC，重塊與繩子間插入拉簧，即重塊與拉簧一端連接，拉簧另一端與繩子的一端連接。而對于雙浮體&重力復位A型WEC，見圖10，其結構是：一拉簧33的一端與一重塊51連接，拉簧33另一端連接繩子76，該繩子76另一端向上延伸繞過一滑輪56后再向下延伸，最后系到所述立柱81上，所述滑輪56的滑輪架與環狀浮體80底面連接；

對于單浮體壓差復位型WEC，見圖9左側，結構為：一繩子76一端系在控繩裝置的機架13上，該繩子76另一端向上延伸繞過一滑輪56后再向下延伸后系在拉簧33一端，拉簧33另一端與一重塊51連接，所述滑輪56的滑輪架與浮體1底面連接；

原理：首先在靜止狀態下，重塊51的濕重會導致拉簧33有一個原始伸長量，重塊51的慣性與拉簧33構成一個振蕩系統，在設好一定參數的情況下，可以達到下面振動效果：在波浪下落的后半期(假如水質點是順時針運動，則下落后半期是從3點到6點)階段，浮體(對于雙浮體重力復位型WEC是環狀浮體)隨波浪減速下降，因拉簧33對重塊51的拉力由其伸長量決定，而伸長量的改變由重塊51相對于浮體的下落運動決定，在3點鐘，重塊51相對于繩子76向下運動，所以3點以后拉簧33的拉力繼續增大，到波谷時，浮體豎直方向上速度接近0，而重塊51的慣性導致拉簧33被拉的超過其原始伸長量，從而導致拉簧33拉力非常大，繩子76拉力也非常大，這個拉力經過滑輪56變向，對控繩機構產生非常大的向上拉力，從而有助于減少控繩機構的采能索的撓性形變，減少波高利用損失。而在浮體隨波浪上升的后半期減速階段，9點后浮體開始減速上升，由于拉簧33的長度縮短滯后，重塊51相對于繩子76繼續上升，重塊51與繩子之間的距離縮小，拉簧33對重塊51的向上拉力不斷縮小，在接近12點時，拉簧33的伸長量小于原始伸長量，拉簧33拉力很小甚至是0，這對于浮體來說，帶來的好處是：不必分擔部分浮力來提重塊51，可以有更多的浮力用來做功。

對于以上拉簧重塊機構，重塊51應有約束機構來引導它的運動，對于雙浮體重力復位型WEC，可以把重塊51做成環狀，套在立柱總體的下段，環內加上下兩層導向滾輪，每層3個以上均布。例如圖10、18、19；而對于單浮體壓差復位型WEC，見圖12，浮體底部加一個豎管71，重塊51做成環狀套在豎管71上；同樣上述重塊51的環內壁上安裝上下兩層導向滾輪82，每層的導向滾輪3個以上均布。重塊51以立柱81/豎立管71作為導軌上下運動。

對圖12來說，因為浮體與控繩機構是靠繩索24連接的，設備艙74帶著豎管71可能做各種傾斜運動，為避免擦到繩子76，增加以下設計：滑輪56安裝在豎管71上部的孔處，且所述孔所位于的豎管軸截面與所述滑輪56軸線垂直，所述滑輪56一半露在豎管外，一半在豎管內，拉簧33一端連接重塊51，另一端連接繩子76，繩子76另一端向上繞過孔處滑輪56后，進入豎管71內又向下延伸，通過豎管71底端的各自的導纜器11(本文中所有的導纜器11/雙滾輪導纜器20都是不可多繩共用)后，再向下延伸最后連接到控繩機構機架13上。

另外重塊51也可采用別的約束機構，見圖9，左側重塊51左右兩側各安裝上下兩個滑環77，每側的滑環77中各穿過一根繩子76，每根繩子76的一端連接控繩機構機架13，另一端向上延伸，繞過各自的滑輪56后，再向下延伸連接到同一拉簧33的一端，該拉簧33另一端連接重塊51。兩滑輪56的滑輪架與浮體底面連接。重塊51是通過兩根拉緊的繩子76來阻止重塊51亂擺和旋轉。再看右側重塊51，重塊51安裝在滑軌86上，滑軌86的底端與控繩機構撓性/萬向連接84，滑軌86的頂端與繩子76的一端連接，繩子76的另一端向上繞過滑輪56后再向下延伸，連接一拉簧33的一端，拉簧33的另一端連接重塊51。滑輪56的滑輪架與浮體1底面撓性/萬向連接84。滑軌86是作為引導重塊51運動的約束機構。當然圖9的兩種約束機構也可應用于雙浮體重力復位型WEC。

節V：以上主要講了繩控液壓缸的WEC部分，下面講控繩裝置，包括控繩電氣模塊和執行機構，控繩電氣模塊是控制部分，而執行機構也叫控繩機構，是控繩裝置的機械部分，包括直線旋轉運動轉換及附屬機構、防纏機構、電控制動器，本節的控繩機構的機架，都是與其上方的WEC連接，這是與CN 103104408 A不同的地方。

所述直線旋轉運動轉換機構的主軸通過軸承&座安裝在所述機架上；直線旋轉運動轉換及附屬機構有3種分別為；

第一種，滾鏈輪+滾鏈型，見圖9、10，控繩機構結構為：控繩機構的機架13底端與一豎直的直筒63頂端固結，一配重18在直筒63內并與直筒63內壁有一定間隙，一根滾子鏈93一端連接作為收繩構件的配重18，另一端向上繞過滾鏈輪92后再向下進入直筒63繼續延伸，連接一根繩索24的一端，該繩索24的另一端穿過所述配重18上的豎直貫穿孔后繼續向下延伸，然后繼續向下穿過安裝在所述直筒63底端入口處的導纜器11后，繼續向下系在繩控液壓缸波浪發電機的重力錨17上；

第二種，環鏈輪+環鏈，或摩擦輪+繩索型：見圖1，一鎖鏈22一端連接繩控液壓缸波浪發電機的重力錨17(圖中鎖鏈22是通過Г形導向桿連接重力錨)，另一端向上穿過安裝在控繩機構的機架13底端的導纜器11后，繞過環鏈輪29后，再向下穿過安裝在控繩機構機架底端的另一個導纜器11后，繼續向下延伸，最后連接一作為收繩構件的配重18；

所述環鏈輪+鎖鏈也可以替換為摩擦輪+繩索，見圖6，一繩索24一端連接繩控液壓缸波浪發電系統的重力錨17，另一端向上穿過安裝在控繩機構機架13底端的導纜器11后，再繞過摩擦輪48(本圖是多個摩擦輪，姑且先視為一個摩擦輪)后，再向下穿過安裝在控繩機構機架13底端的另一個導纜器11后，繼續向下延伸，最后連接一配重18；

第三種：主副卷筒型，見圖4，具體為：主卷筒23與副卷筒37通過主軸41軸連(或通過齒輪/鏈式傳動機構聯動)，主繩纜21的一端固定并纏繞在主卷筒23上，該主繩纜21的另一端向下穿過一安裝在控繩機構機架13底端的導纜器11后繼續向下延伸，最后連接到繩控液壓缸波浪發電機的重力錨17上，副繩纜43的一端固定并纏繞在副卷筒37上，該副繩纜43的另一端穿過安裝在控繩機構機架底端的另一個導纜器11后連接一作為收繩構件的配重18，主繩纜21與副繩纜43的拉力在主軸41上產生的扭矩方向相反；收繩構件也可替換為拉簧(見圖11)，拉簧33的另一端固定在機架13上，此時可省掉副繩纜所穿過的導纜器；

在上述提到的每個圖中可見，上述三種直線旋轉運動轉換機構的旋轉構件(滾鏈輪/摩擦輪/環鏈輪/主卷筒)通過主軸41與電控制動器16的轉子軸連，直線旋轉轉換機構的旋轉構件：主卷筒23也可通過鏈式25(見圖2)或齒輪，或V帶傳動機構，與安裝在所述機架13上的電控制動器16的轉子聯動，所述電控制動器16的定子固定在機架13上。所述直線旋轉轉換機構的旋轉構件與繩控液壓缸波浪發電機的重力錨17之間的繩索24/環鏈22/主繩纜21，定義為采能索，它就是前面提到的，與機架之間相對運動可控的細長構件；而直線旋轉轉換機構旋轉構件與所述配重18之間的繩索24/環鏈22/副繩纜43，定義為復位索；

原理：控繩裝置的控繩電氣模塊對執行機構的電控制動器16進行通電/斷電，從而使其處于制動/松開狀態。當處于制動狀態時，電控制動器16的轉子被鎖定無法轉動，與其軸連或聯動的直線旋轉轉換機構的旋轉構件也無法轉動，所以采能索30就無法相對機架13直線運動，控繩機構機架13與重力錨17之間的采能索長度就固定下來，控繩機構機架13的高度就穩定下來，WEC的海面浮體可以以機架13作為相對運動參考點，來采集轉換波浪能。

當電控制動器16處于松開狀態時，其轉子可以旋轉，與其軸連或聯動的直線旋轉運動轉換機構的旋轉構件也可以旋轉，此時采能索可以相對機架13運動，收繩構件(配重18/拉簧33)的拉力經復位索在主軸41上產生的力矩與采能索上拉力產生的力矩相反，二者好比拔河，那邊強就向那邊轉，當WEC的浮體帶著控繩機構機架一起上升時，采能索拉力占上風，這樣采能索被拉長，而復位索變短，此時如果控繩電氣模塊鎖定電控制動器16，則控繩機構機架13與重力錨17之間的高度比先前的高，控繩機構機架這個參考點就到達了一個新的高度；而當WEC的浮體帶著控繩機構機架下落時，控繩機構機架13與重力錨17之間距離縮短，采能索拉力消失，此時在收繩構件的作用力下直線旋轉轉換機構的旋轉構件隨之轉動，從而收緊采能索，如果此時控繩電氣模塊鎖定電控制動器16的話，則控繩機構機架13與重力錨17之間的距離固定下來并比之前縮短。以上就是精簡型控繩機構的工作原理。

對于環鏈輪+環鏈型、摩擦輪+繩索型、以及采用配重作為收繩構件的主副卷筒型直線旋轉運動轉換機構的控繩機構，還需增加防止采能索與復位索互相纏繞的防纏機構，主要有：

第一種，單懸鏈側拉式，見圖6，一根懸錨鏈22一端系在所述配重18上，另一端向下向一側延伸，最后連接到一抓地錨46上，該懸鏈也可替換為一段繩子，繩子中間系重塊；

第二種，錨鏈滑輪側拉式，見圖13，WEC的浮體D的下方：一根繩子76一端連接配重18，另一端斜向下延伸一段距離后又繞一滑輪56后向下延伸，最后連接一重塊51；所述滑輪56的滑輪架與用于錨定本WEC浮體(也可是其他浮標)的系泊系統的其中一根錨鏈58的中段某處撓性連接；也可省掉所述配重18，這樣復位索50直接和繩子76一端連接，讓重塊51作為收繩用的配重；

第三種，旁標滑輪側拉式：旁標，即WEC浮體附近的浮標。見圖14，在繩控波浪發電機浮體B周圍一定距離處增加一浮標C(浮標C屬于吊錨陣列，也可以選浮體B周圍其他浮標作為旁標)，所述浮體B及浮標C被系泊系統錨定在某處，一根繩子76一端系在所述配重18上，另一端延伸到浮標C下方，繞過一滑輪56后向下延伸，最后連接一重塊51，所述滑輪56的滑輪架通過第二繩索49連接浮標C底面；也可以省掉上述配重18，而讓復位索50直接和所述繩子76連接，讓重塊51作為收繩用的配重；

第四種，潛標滑輪側拉式：一根繩子一端連接所述配重，另一端向下向一側延伸，然后繞一滑輪后向上延伸，最后連接一水下浮子，所述滑輪滑輪架通過第二繩子連接另一錨基；或者省掉所述配重，即從浮體下來的復位索直接與一根繩子一端連接，該繩子另一端向下向一側延伸，然后繞一滑輪后，最后連接一水下浮子，滑輪滑輪架通過第二繩子連接另一錨基；

以上四種采用重塊51/水下浮子對配重18提供側拉力的防雙繩纏繞機構，其機理是：重塊51/懸鏈22的濕重重力在繩子76上產生一個拉力，該拉力對配重18在水平方向上有一個分力，使得配重18向該側始終偏離，從而避免復位索與采能索的互相纏繞。

優選的：對于以上四種，側拉配重18的繩子79(或懸鏈22)，可不直接連接到配重18而是通過硬直桿61(見圖14)連接配重18，即繩子76(或懸鏈22)與硬直桿61一端連接，硬直桿61另一端與配重18撓性/萬向連接；這樣做的好處是：配重18即使搖擺到了采能索30的左側，只要硬直桿61的右端還在采能索30的右側，那么配重18依然不能圍繞采能索30旋轉，因為硬直桿61是不能彎折的。硬直桿61的加入使得防纏能力進一步提高，撓性萬向連接84使得硬直桿61可以跟隨繩子76改變角度，以免在配重18上產生彎矩。

第五種，單采能索雙復位索式，見圖4：所述直線旋轉轉換機構為主副卷筒型，包括一個主卷筒23，兩個共軸的且一樣的副卷筒37，主繩纜21從配重18上的豎直貫穿孔中穿過；配重為圓柱形或立方形或左右對稱固體，且所述貫穿孔經過配重的幾何中心和質心；兩根副繩纜要分別系在配重的左右兩側；

原理：因為豎直孔穿過配重18的幾何中心，所以海流的沖擊力不會產生轉矩，同樣因為豎直孔穿過配重18的質心，主繩纜21晃動時配重的慣性力也不會產生轉矩，萬一配重18發生轉動，那么兩根副繩纜43將會互相纏繞，但在配重18的重力向下作用下會自行解開。

優選的：貫穿孔的上下兩個入口處安裝導纜器/雙滾輪導纜鉗20，主繩纜從導纜器/雙滾輪導纜鉗20中穿過；以減少摩擦。

第六種，多繩導向式：見圖2，控繩機構有兩套相同的共軸的間隔一定軸向距離的主卷筒23(或環鏈輪/摩擦輪)及所配套的采能索21，兩根采能索21在穿過安裝在機架13底端的各自對應的導纜器11/雙滾輪導纜器后，繼續向下延伸，分別從配重18上的相隔一定距離的兩個豎直孔中穿過，最后連接到重力錨17上；

原理：這是利用兩根被拉緊的采能索21作為軌道，引導配重18上下運動。當配重18自轉時，兩根彎曲的采能索21會對配重18施加一個反向力矩，阻止配重18旋轉。

優選的：配重上的豎直孔的上下出入口處安裝有引導繩索進出的雙滾輪導纜鉗20(或導纜器)，以減少繩索摩擦；

但圖2這種設計可能會導致兩根采能索21的拉力不一致，因為控繩機構機架13在大海中可能搖擺傾斜。所以為解決這個問題，優選的：引入拉力調配機構，有3種設計：

設計1：采用滑輪方式，見圖2B，即：由控繩機構向下延伸的原本要連接重力錨17的兩根采能索21，改為在靠近重力錨17上方處合為一股并繞過一滑輪56，該滑輪56的滑輪架再通過一根繩子連接重力錨17，滑輪56使得兩根采能索21拉力始終一樣；

設計2：見圖2A，所述WEC與控繩機構的連接采用U形環14方式，控繩機構機架13的前側固結一短軸64的一端，后側也固結另一短軸的一端，兩個短軸同軸線，所述兩個短軸分別插入一U形環14的兩個孔中，U形環14的中段外側與所述WEC連接；所述短軸軸線與兩根采能索21所穿過的兩導纜器11的位置連線垂直，且與該連線中點重合；

原理：當WEC的浮體斜著拉U形環時，U形環繞短軸64順時針或逆時針旋轉，控繩機架13不隨之旋轉，兩采能索21與短軸64的垂直距離相等，根據力學分析可知，此時兩采能索21的拉力是相等的。而當WEC浮體前后搖擺時，因為這個方向上兩根采能索21是對齊的，所以受力是一樣的。

設計3：見圖7，所述兩根采能索30先不連接所述重力錨17，改為先分別連接一硬直桿61的兩端，該硬直桿61再通過V形繩索55連接重力錨17，即：V形繩索55的兩個頂端分別與硬直桿61的兩端連接，V形繩索55的底端與重力錨17撓性/萬向連接84；

而對于WEC與控繩機構機架的連接可采用U形環/單繩/V形繩索連接方式；U形環連接即設計2的連接方式，單繩連接(圖2)即：一根纜繩一端連接所述WEC，另一端連接到控繩機構機架13頂端上的系點，且該系點要在兩根采能索的中心線FF’(兩根采能索21確定了一個平面，在這平面內有一根直線位于二者之間與二者平行且距離相等，這個就是中心線FF’)與控繩機構機架頂端的交點上；

V形繩索連接方式，即圖7：控繩機構機架13上方的V形繩索55所在平面要先與兩被拉直的采能索30平行，然后將V形繩索55的底端放到所述中心線FF’的延長線上，然后V形繩索的兩頂端連接到控繩機構機架13頂端；

根據力學分析可知，采用了上述U形環/單繩/V形繩索連接方式，因為V形繩索55的底端是撓性/萬向連接，所以無論控繩機架如何運動，WEC對控繩機構的力作用點以及重力錨對控繩機構的力作用點均在中心線FF’上，兩根采能索30與該作用點的距離相等，所以兩根采能索30所受拉力必然是相等的。

對于上部采用V形繩索的方案，V形繩索55所在平面與兩平行采能索所在平面，可呈任何角度，而圖7為重合關系，圖中的直線旋轉運動轉換機構是摩擦輪48與采能索30，有可能出現兩根采能索30拉出長度不等的情況，此時分析可知，拉出長度較長的那根采能索30受力較小，拉出較短的采能索受力較大，從而使得拉出較短的出現更多滑動摩擦，從而趕上拉出較長的，使得它們長度一致，也就是說此方案具備了自動調節兩采能索長度的功能。

第七種,雙懸鏈擋桿式，見圖5：復位索50所連接的配重18的兩側各系一根錨鏈22，兩根錨鏈向兩側向下叉分開，每根錨鏈22的另一端分別連接一重力錨17/抓地錨46；(錨鏈22也可替換為錨纜，但應在錨纜中間系重塊)；也可省掉配重18，這樣復位索50與兩根錨鏈22(或錨纜)直接連接組成倒Y字結構；

原理：本方案是利用被懸吊的錨鏈22與采能索30之間的碰撞來阻止配重18圍繞采能索30旋轉，從而防止采能索與復位索互相纏繞，顯然無論配重18怎么運動，采能索30一直在兩根錨鏈22組成的連線的一側，但為防止采能索30被磨損，采能索30下半段可以換成硬直桿61，硬直桿61底端與重力錨17撓性/萬向連接84，以讓硬直桿61能自由傾斜。

第八種，直筒導向式(無圖)：控繩機構的機架為一個只有在底面有開口的半封閉殼體，殼體底面連接一豎直滑筒，滑筒底端封閉并與控繩機構的殼體合并為一個腔，配重與滑筒內壁保持間隙，配重上方的復位索穿過的導纜器省掉，而采能索穿過的導纜器改為安裝在滑筒底部外側；很顯然，滑筒將復位索+配重限制在其內，避免了復位索與采能索的互相纏繞，同時把采能索所穿過的導纜器安裝在滑筒底端外側，也避免了采能索與滑筒的摩擦纏繞。

第九種，穿吊錨式，見圖14：浮體D下面的吊錨即重力錨17，被兩根繩纜57懸吊在水中；前述復位索50從所述重力錨17上的豎直貫穿孔中穿過后，繼續向下延伸連接配重18；同樣WEC浮體B下方的復位索50也可以采用類似防纏機構，但要求滑輪56的滑輪架要與重力錨17固結，另外要把控繩機構機架13約束住(例如：可以將控繩機構與雙浮體重力復位型WEC的立柱固結，立柱被多點系泊系統錨定)不讓其自轉。

原理：因為吊錨17的兩側纜繩57會在重力錨自轉時產生一個復位力矩來抑制它自轉，所以重力錨17是不自轉的，這樣對于復位索50來說，其上端被控繩機構機架底部的導纜器/雙滾輪導纜鉗約束，而下端又被重力錨的豎直貫穿孔約束，是不能繞著采能索30纏繞的。

優選的是，貫穿孔的上下兩個入口處安裝導纜器11/雙滾輪導纜鉗，復位索50從導纜器/雙滾輪導纜鉗中穿過；這樣可以減少復位索50所受的摩擦。

第十種，Г形導向桿式：見圖1，所述采能索(鎖鏈22)下半段用Г形導向桿19代替，即采能索先連接到Г形導向桿19的直角拐點，Г形導向桿19的長桿部分底端通過互相勾住的一對鎖環84連接所述重力錨17，所述復位索(控繩機架13與配重18間的鎖鏈22)從安裝在Г形導向桿的短桿外端的導纜器11/雙滾輪導纜鉗中穿過，配重18上設有豎直通孔，Г形導向桿的長桿部分從安裝在所述豎直通孔的上下出入口處的導纜器11中穿過；Г形導向桿19的長桿部分為矩形截面，長桿部分四個側面分別與配重18上的導纜器11的四滾輪一一緊貼；

原理：Г形導向桿19的長桿部分，充當了配重18的上下運動的導軌，配重18上的導纜器11相當于導向的滾輪，這樣配重18就不會相對于Г形導向桿19旋轉了。因為Г形導向桿19與重力錨17之間的連接是一對鎖環(一個與Г形導向桿底端固結，另一個與重力錨固結)，所以Г形導向桿不能做大角度旋轉，因此只要控繩機構機架13被限制住旋轉角度(可采用的限制自轉方法見第九種防纏機構)，則Г形導向桿上方的采能索與復位索就不會互相纏繞。

本節的防纏機構也可應用于海上其他相近繩索間防纏場合，如US20130200626中的Fig6、Fig7、2C，CN101344063A的圖1中的牽引繩3，申請號201610523880X中的采能索與復位索。

節VI：對于摩擦輪+繩索作為直線旋轉運動轉換機構的的控繩機構，所述摩擦輪可以為兩個以上，以組成摩擦輪組，見圖7，摩擦輪為2個，是從前視角畫摩擦輪組的(圖6是軸線視角，但摩擦輪為5個)。首先對最后的兩個進行敘述，具體為：摩擦輪48與齒輪47軸連，摩擦輪48、齒輪47、軸41及其軸承&座54構成一個摩擦輪齒輪單元，軸41通過軸承&座54安裝在控繩裝置的機架13上，兩個同樣的摩擦輪齒輪單元軸線平行、同向、端面對齊且依次緊挨的安裝在機架13上，兩個摩擦輪齒輪單元的齒輪47嚙合，但每個摩擦輪48大小要小于齒輪47，所以摩擦輪48之間并不干涉；摩擦輪組的其中一個單元的齒輪與(圖中是通過超越離合器15)電控制動器16的轉子軸連，繩索依次蜿蜒繞過每個摩擦輪齒輪單元的摩擦輪，所謂蜿蜒繞過是指：繩索在前行中，繞第一個摩擦輪與繞第二個摩擦輪的方向相反；

優選的：同樣的5個摩擦齒輪單元，均按照上述平行、同向、且端面對齊規則安裝，且摩擦齒輪單元的齒輪采用串序嚙合(類同列車車廂的連接)，即A-B-C-D-E，一根繩索24依該嚙合次序蜿蜒繞過每個摩擦齒輪單元的摩擦輪，整個摩擦輪組仍只有一個摩擦齒輪單元的軸41與電控制動器的轉子軸連。

原理：當電控制動器16處于制動狀態時，與其軸連的主軸41不能旋轉，該軸41上的齒輪47也不能旋轉，而與該齒輪47嚙合的或間接嚙合的齒輪47都不能旋轉，所以所有摩擦輪都不能旋轉，當繩索24拉動時，整列的每一個摩擦輪48都會對繩索24產生摩擦力，從而可以讓這根繩索產生更大的摩擦力，與繩索在一個柱子上繞多圈效果一樣。當電控制動器16處于松開狀態時，與其軸連的主軸41可以旋轉，同樣可以推導出所有齒輪47、摩擦輪48都可以旋轉，繩索24就可以帶動整列摩擦輪48運動了。

優選的：見圖6，在復位索一側的第一個摩擦輪齒輪單元與電控制動器16軸連。好處在于：在電控制動器16鎖定時，WEC的浮體隨浪起伏，所以采能索24要承受時大時小的拉力脈沖，每一次浮體上升做功時，采能索24拉力增大，伸長一些(盡管繩索24可采用UHMWPE，剛性模量大，但仍有微小伸長量)，而在每一次浮體下落時，采能索24受力很小，所以又回縮一些。而因為所有齒輪間的嚙合傳動都是有間隙的，在繩索24第一次拉力高峰時，會通過摩擦力將所有摩擦輪轉到一個位置，以后的每次受拉高峰，都是ABCD摩擦輪的微旋轉來配合繩索24的微伸長，從而避免繩索在摩擦輪上的滑動摩擦，保護繩索24免受磨損。

本節的摩擦輪組+繩索機構也可應用于其他需要控制的拴繩索的場合，摩擦輪組所聯接的電控制動器可以換成手動的制動機構。

節VII：另外對于繩控液壓缸波浪發電機的重力錨，可以采用吊錨方案，吊錨(hanged anchor)即被懸吊在水中的重力錨，見圖13、圖14，重力錨17可采用直連/滑輪兩種被懸吊方案，直連吊錨結構是：見圖13浮體D、圖14浮體D，其兩側各置一個浮標C、E，每個浮標各系一根纜繩57，這兩根纜繩57的另一端連接到該WEC的重力錨17上；

滑輪吊錨結構：見圖13中的浮體B、F和圖14中的浮體B，浮體兩側各置一個浮標59，一根纜繩57的兩端分別系在這兩個浮標59上，這根纜繩57的中部繞過一個靠近重力錨17的滑輪56，滑輪56的滑輪架底端與WEC的重力錨17頂面連接，從上方下來的本來要連接重力錨17的采能索30，改為連接到所述滑輪架頂端；

另外，關于懸吊纜繩57通過滑輪與重力錨的連接，還可以是替換成以下三種可縱移(縱向即沿兩側纜繩57所在的平面，橫向即垂直于兩側纜繩57所在平面)衍生吊錨方案：

1)：重力錨是立方體外形，重力錨頂面的四個頂點分別安裝一個頂滑輪(重力錨上方的滑輪)，這樣重力錨頂面上的兩個對邊上各有兩個定滑輪，每個對邊的兩頂滑輪各自在一根索道上滾動，兩根索道在重力錨左側合為一股，并繞一滑輪，該滑輪的滑輪架與左側用于懸吊重力錨的纜繩連接，同樣兩根索道在重力錨右側也是合為一股，并繞另一滑輪，該滑輪的滑輪架與右側的用于懸吊重力錨的纜繩連接。

原理：兩側滑輪56將拉力懸吊纜繩57平均分配到兩邊的索道44上，兩邊的索道44對其所穿過的、安裝在重力錨兩邊的滑輪提供了向上的拉力，從而將重力錨17懸吊在水中。

2)：見圖17，重力錨17為立方體，在重力錨17前后兩側面上部各安裝一導纜器11，并在重力錨的右側兩豎直棱邊上安裝兩個導向滑輪56，纜繩57依次穿過后導纜器11、右后棱邊的導向滑輪、右前棱邊的導向滑輪、前導纜器11，兩導纜器及兩導向滑輪與頂面距離相等。

原理：懸吊纜繩57相當于從重力錨17一側繞過，但力作用點是在兩側的導纜器11上。

3)：重力錨為立方體外形，兩根硬直桿平行、端面對齊的分別穿過重力錨兩個相對邊的貫穿橫向通孔，兩根硬直桿兩端分別與鋼架固結，兩側的懸吊纜繩分別通過V形繩索與兩側鋼架連接，即V形繩索的兩個頂點連接鋼架兩端，V形繩索的底端連接懸吊纜繩。

原理：兩側的懸吊纜繩對兩根硬直桿提供了向上的拉力，硬直桿則給與重力錨向上的托舉力，類似抬轎子。而重力錨可以以硬直桿1做導軌左右滑動。

對于上述直連、滑輪兩種吊錨方案，重力錨的濕重要大于WEC做功時向上的拉力，浮標的最大可提供浮力要大于重力錨濕重。

原理：見圖14，重力錨17被兩側浮標59懸吊在水中，其上下運動取決于兩側浮標59，兩側浮標59相距浮體1往往十米以上，受波浪力情況與浮體1不一樣，所以重力錨17與浮體1的運動是完全不同，表現出一種新的運動，而繩控波浪發電機可以利用浮體1與重力錨17的距離變化來發電。當采能索30的拉力很小、甚至為0時，重力錨的幾乎全部濕重都由浮標承擔，而在采能索30的拉力很大時，重力錨17的部分濕重由浮體1承擔，纜繩57拉力變小。所以浮標59應做成扁平狀，這樣繩纜57的拉力變化引起的浮標59吃水深度變化小，從而可以減少重力錨17的上下運動幅度，減少波高利用損失。

我們都知道，如果重力錨17固定在海底，海流會引起浮體1偏離重力錨17正上方太遠，而導致的浮體1的采能索30傾斜太大，影響利用波浪來發電，而吊錨方案解決了這個問題。

對于直連吊錨方式，如果浮體1沿縱向方向移動，因重力錨17與兩側纜繩57是直接連接所以無法縱移。在浮體1作橫向運動時，浮體1給與下面的重力錨以橫向的水平分力，這個分力使得重力錨可隨浮體1做橫向移動(因為重力錨17兩側的纜繩57對橫向方向上是沒有約束的)，隨著纜繩57的橫移，重力錨17兩側纜繩57的合力就會出現一個逐漸增大的復位水平力，最后浮體1所能給與的重力錨17的水平分力與重力錨17兩側纜繩57對重力錨17的水平分力抵消，重力錨17不再跟隨浮體1繼續橫移，所以重力錨17對浮體1的橫向跟隨是有一定的極限范圍的。

而對于“滑輪吊錨的方案，在浮體1斜向上拉重力錨17時，會產生一個水平分力，因為有滑輪56，重力錨17可以以纜繩57作為滑索縱向移動，從而使得重力錨17可以一直在浮體1下方，滑輪吊錨方案，具備了橫縱兩方向上的對抗海流能力。但縱移也是有范圍的，在重力錨17向某側縱移時，滑輪兩側纜繩57的拉力合力會形成使得重力錨回到纜繩中央的復位力，且越來越大，到最后重力錨跟不上浮體1了，采能索出現偏斜。

優選的：見圖13、14，多個波浪發電機的浮體排成一列，每個浮體之間以及隊列首尾均放置一個浮標，浮體與浮標之間用繩子連接，首尾的浮標各系一根錨鏈58，該錨鏈58的另一端向隊列外側延伸最后連接到一錨46上。所有的浮標59、浮體1都被串聯起來成為一個整體，易于錨定和管理。而且浮體1兩側受到相鄰浮標59通過繩子44的側拉，使其與浮標59之間能夠互相牽扯、協同橫縱移動，避免互相撞擊和距離太遠，從而避免浮體1下方的重力錨橫縱運動到極限。

優選的：在連接浮體與浮標的繩子中間系上重塊51，以提供蓄能緩沖，重塊51也可以替換為拉簧33。防止浮體與浮標在海上工作時突然拉直產生巨大沖擊力，當浮體與浮標靠近的時候，重塊處的系點下沉，這根繩子44的靠近浮標處，最容易與水下的其他繩纜57發生接觸，可以在靠近浮標處的這根繩子44上系一浮子60，以托起此段的繩子44。

優選的：陣列中的波浪發電機浮體1、浮標59，也可以向垂直隊列的方向上引出錨鏈58，以增強抗橫向海流沖擊能力，如圖13。

優選的：圖15為俯視圖，三列同樣的上述的波浪發電機+浮標隊列，橫著平行布放，四角星是錨46，黑方塊是重塊51，圓圈是浮標59，六邊形是WEC浮體1，而之間的每個連線是繩子44。解釋：對于其中的浮體1，不但橫向上兩側受到柔性錨定，在縱向上也與其他隊列的浮體1連接，而在整個陣列的兩側，浮體/浮標也被側面的錨46錨定，所以整個隊列也在橫縱方向上都受到了錨定，增強了抗海流能力。

因為重力錨17的運動取決于兩側浮標59，所以適當調整浮標59與浮體1距離，可以使得兩側浮標59與浮體1在波浪里的運動相位差是180°，從而可增大浮體1與重力錨17之間的相對運動行程。所以優選的：見圖14，在浮標59/浮體1上安裝可人工或電子自動化(如：PLC通過無線接收指令或根據海上波高儀發來的波況數據)控制卷揚機/絞車107，以根據海上波況收進或放出繩子44，使得浮標59與浮體1距離增大或縮小。還需注意的是：當浮體1與浮標59間的繩子44縮短或增長時，整個隊列也會縮短或增長，而對于圖13來說，只在隊首的浮標59上安裝卷揚機/絞車107，以調節系泊鏈58的長度，就可以達到調整整列浮標59浮體1之間距離的目的。但由此帶來的副作用是浮標59與浮體1之間繩子44的拉力增大或縮小，但如果在可允許的范圍內，是可以這樣做的。

本節的吊錨方案，也適用于其他類型的“利用浮體與其下方重力錨之間的相對運動來發電”的波浪能發電機，比如浮體繩輪波浪發電機。

節VIII：對于關于本說明書提到的各種控繩機構，還可以增加補氣系統；拿圖2做說明，結構為：控繩機構的機架13為只有底端開口的半封閉殼體(也可以是近全封閉殼體，密封圈26處算作近乎密封，但也不敢確保不進水)，控繩機構的主軸41及其軸承&座54、電控制動器16、直線旋轉轉換機構均安裝在控繩機構的內腔中，補氣系統包括電動氣泵38、氣管39、水浸傳感器40、單片機控制模塊及輔助電源，電動氣泵38安裝在海面浮體上的空氣環境中，一根氣管39一端連接氣泵排氣口，另一端伸入控繩機構的腔內，一水浸傳感器40安裝在控繩機構的腔內，該水浸傳感器40通過信號線發信息給單片機控制模塊，單片機控制模塊對氣泵38進行開關控制，如果電動氣泵38是在停機后氣體會倒流的那種，還需要氣泵38出口通過準出單向閥接所述氣管39，以防氣體倒流。

原理：一旦進水，則水浸傳感器40發信號給單片機MCU，MCU則打開氣泵38電源開關，氣泵38開始工作，從大氣中抽取空氣，通過氣管39注入控繩機構的內腔中，隨著空氣的不斷注入，內部的水會被排出，水浸傳感器這時檢測到水排出了，于是發信息給MCU，MCU斷掉氣泵38的電源開關，氣泵38停止工作。

節IX：這里說一下控繩裝置的電氣控制部分，見圖1、11、12(其余圖未畫電氣控制部分)，控繩電氣模塊包括所述單作用液壓缸的監測做功行程結束的傳感器9、MCU控制模塊及輔助電源(未畫)、導線(虛線)，單片機控制模塊通過行程結束傳感器獲取活塞做功行程結束的信號，然后對控繩機構中的電控制動器的供電進行開關控制(圖11)，對于雙浮體重力復位型波浪能采集轉換系統，如圖11，行程結束傳感器9也可以為安裝在立柱81頂端的限位塊處，在所述環形浮體80接近頂端時發出信號給MCU控制模塊。

控繩裝置的一個基本功能就是：

1)在其采能索/所受拉力小于收繩構件產生的拉力的時候，它會收進采能索；對應于WEC下落，控繩裝置收繩。

2)在繩索所受拉力大的時候，它會鎖定采能索。對應于WEC的浮體上升做功，控繩裝置處于制動狀態。

3)當收到釋放信號的時候，它會放出一段繩索。對應于液壓缸的活塞做功行程結束。

控繩裝置的控繩策略可有3種：

算法1：控繩裝置的首要任務是保護液壓缸、浮體，在WEC工作過程中如果沒有遇到液壓缸做功行程結束情況，則行程結束傳感器不發信號，如果遇到做功行程結束情況，則行程結束傳感器發出信號給MCU，MCU則立即對控繩機構發出控制指令，產生放繩動作，從而避免液壓缸活塞撞擊缸體導致損壞。然后，MCU可利用自身的延時/計時程序，在間隔一段時間(比如5秒、或10秒或20秒)后再次對控繩機構再發出制動控制(此時WEC浮體可能在波峰，也可能在波谷也可能在上升/下降途中)，以上為做功觸底保護程序，這樣控繩機構的采能索就重新固定下來，WEC浮體就以一個新的相對參考點來工作。當然有可能控繩機構的這個新的制動點并不好，比如：有時調節后的采能索長度過長導致WEC浮體在下落過程后半階段采能索會打彎，導致波高利用損失。不過，MCU可以在程序里結合WEC的發電功率，多次嘗試(即再次讓控繩機構松開，然后隔一段時間再次鎖定)以找到一個較好的制動點。

算法2：做功觸底保護程序繼續使用，只是延時時間小一些，比如1s，然后增加一個感應液壓缸復位行程終了的探頭103，這個探頭103可以安裝在液壓缸缸體的末端(圖2、19)，而對雙浮體重力復位型WEC來說，也可安裝在立柱81上(圖18)。MCU利用復位結束探頭103，可以判明WEC浮體從下降改為上升，方法是：當活塞已經復位到終點并一直駐留在終點的時候，復位結束探頭103會發信號給MCU，(此前控繩機構處于制動狀態)，MCU會認為浮體在下落階段(因為電控制動器是鎖定的，如果是上升，那么復位結束探頭103不可能一直發出復位終點信號)，MCU遂對電控制動器16施加一個方波脈沖控制，令其時而松開時而制動，類似于汽車上的ABS防抱死剎車，如果此時WEC浮體在下降過程中，那么控繩機構會利用松開的間歇時間收繩，而如果WEC浮體突然轉為上升，那么在電控制動器制動的間隙時間內，WEC的液壓缸將會受拉，從而使得活塞離開終點、復位結束探頭103將不再發出復位終點信號時，此時MCU獲悉這一點，并停止發送方波控制脈沖。

節X：本說明書中提到的各種用到直線旋轉轉換機構的控繩機構，都可將超越離合器15/扭矩限制器45插入到由直線旋轉轉換機構旋轉構件到電控制動器的動力傳遞路線中，具體為：所述直線旋轉轉換機構的旋轉構件(例如圖4中的主卷筒23，或圖7中的摩擦輪48)與超越離合器15/扭矩限制器45(見圖18)的一端軸連，或通過鏈式/齒輪/皮帶傳動機構與超越離合器15/扭矩限制器45的這一端聯動，超越離合器15/扭矩限制器45的另一端與電控制動器16的旋轉構件軸連；所述電控制動器16定子固定在機架上；當所述電控制動器16制動時，所述旋轉構件的可轉動方向，應與復位索拉力產生的力矩方向相同；

原理：超越離合器的15的加入，使得控繩機構多了一個功能即：在電控制動器16制動的狀態下，控繩機構具有了只能收繩不能放繩的功能，其意義在于：控繩電氣模塊不需復位行程終了探頭103，就可處理WEC浮體下落過程中的工況。在WEC浮體下落過程中，初期因為WEC保持著向上拉力，這個拉力大于收繩構件的拉力，所以控繩機構既不能放繩又不能收繩，WEC先行復位。等WEC的液壓缸2復位到終點后，如WEC繼續下落，那么WEC對采能索的拉力大大降低，這時在收繩構件的作用力以及超越離合器的單向傳動性的作用下，控繩機構開始收繩，這里不需要像上面那樣對電控制動器16進行方波脈沖控制，而在WEC浮體由下落突然轉為上升時，超越離合器15的單向傳動性能立即發揮作用，制止控繩機構放繩，從而使得WEC迅速進入采集做功狀態。對于MCU來講，其執行的算法與算法1類似，當液壓缸做功行程結束探頭發出信號給MCU，MCU打開控繩機構，然后間隔一段時間再次鎖定(間隔時間可縮短，比如1秒)。

而扭矩限制器45的作用是防止扭矩過大而損壞其他構件。

關于說明書附圖的補充說明：

圖1控繩裝置的導線12可以作為繩索24的芯，但應有一定冗余，以保證繩索24受拉時，導線12不受力，此設計目的在于：保護導線12，同時避免導線12與繩索24互相纏繞。

圖2：水浸傳感器40應安裝在控繩機架13的入口處附近，以及時的感應到水的侵入。鏈式傳動機構25、電控制動器16安裝在半封閉殼體13的隔間內，主軸41從隔間壁上的孔處的旋轉密封圈26插入隔間內，與鏈式傳動機構25的鏈輪軸連。隔間的好處是更好的保護怕水怕濕怕鹽的器件，旋轉密封圈26可以避免半開放內腔中的含鹽潮氣侵入隔間腔內。同樣隔間的設計也可應用于本說明書中的其他控繩機構(見其他圖)。

圖3，原理：繩控液壓缸波浪發電機在大海里運行時，大部分時間控繩機構是處于制動狀態的，而開鎖狀態所占的時間段很小，所以為節能應是通電松開，斷電制動。本圖能夠達到這一目的，而且還引入了液壓傳動來增大力量。電磁鐵31通電吸合銜鐵32，向左拉動制動主缸34的活塞，經過液壓管35，從鼓式制動器的從動缸36中抽取液壓油，鼓式制動器的剎車蹄105在第二拉簧104作用下縮回，鼓式制動器進入松開狀態；反之，電磁鐵31斷電，銜鐵32在拉簧33作用下右移，帶動制動主缸34推壓液壓油，液壓油經液壓管35，推動從動主缸36克服第二拉簧的拉力104張開，也帶動了剎車蹄105張開，鼓式制動器進入制動狀態。

圖7：剖面圖A-A展示了配重18的俯視圖，配重18為均質(密度均勻)的水泥塊/鐵塊，XY坐標軸的原點O點為幾何體中心、質心。采能索30所穿過的兩豎直孔在x軸上關于Y軸對稱，復位索50的系點也在X軸上并關于Y軸對稱。設計用意：配重18在水中運動，配重18的慣性力的力作用點是O，按照本圖設計的系點、孔位，不產生轉矩，另外配重18還要受到海流沖擊力，圓柱形的配重18可以保證無論哪個方向上的海流沖擊力，其合力的力作用點都在O點，從而避免產生轉矩。

圖8：用織帶66替換了圖7中的雙繩30，同樣也是采用了上下V形繩索55設計，以確保織帶寬度上的拉力的相等。

圖10：為了抑制雙浮體重力復位型WEC的搖擺，系泊浮體的繩子44，采用了Y形連接，Y的兩個頂點一個連接環狀浮體80，另一個連接立柱81底端，雙浮體的左側右側均采用Y形連接(當然前后方向上也可采用)，當雙浮體順時針方向旋轉，左側Y繩索上股拉力增大，下股拉力減小，而右側Y繩索是上股拉力減小，下股拉力增大，左右側合力形成一個逆時針力矩，阻止雙浮體繼續順時針旋轉，當然這種Y形連接也可應用于本說明書中的其他WEC浮體，包括單浮體壓差復位型WEC(見圖14中的浮體B、D)。

另外，本圖剖面圖A-A，是俯視配重18。圖中展示了，配重18側面安裝了導向滾輪82，以避免配重18與直筒63內壁摩擦。

圖11：本圖中的重力錨17是吊錨，為防止纜繩57在橫向運動(垂直紙面)時與滑輪56凹槽的側面擠壓，在纜繩57的纏入滑輪56兩側附近處，各安裝一雙滾輪導纜鉗20(或導纜器)，這樣纜繩57橫向擺動將會首先對雙滾輪導纜鉗20施加壓力，使得滑輪56跟隨纜繩57偏轉一定角度。因為重力錨質量大慣性大，所以滑輪56與重力錨17之間采用撓性/萬向連接84，可避免重力錨17的慣性對滑輪56的偏轉構成阻礙，本設計也可應用于其他滑輪吊錨方案中。

SSR是固態繼電器，反應速度快，壽命長，MCU通過控制SSR，間接控制電源對電控制動器的供電，本設計也適用于所有控繩裝置的控制電氣模塊。

圖14：E浮標下與一滑輪56的滑輪架撓性連接，一纜繩57從該滑輪56上繞過，纜繩57的兩端分別懸吊滑輪56兩側的重力錨17(右側的未畫)。為了防止纜繩57在滑輪56上運動，在滑輪56附近兩側的纜繩57上系一繩結91。這也是浮標與懸吊用的纜繩57的一種連接方式，只要兩繩結91與滑輪56很近，效果與浮標與纜繩57直接連接是幾乎一樣。因此，本說明書中的權利要求里所提到的浮標與纜繩連接，也包括這種。

浮標C下面通過第二繩索49與滑輪架62連接，滑輪架62上外緣上有三個系點，充當三眼板，分別連接三個方向上的繩子。

圖16：展示了V形繩索如何與滑輪吊錨連接的結構。V形繩索55的底端通過鎖鏈22連接滑輪架62的頂端，滑輪架62的底端通過撓性/萬向連接84連接吊錨17。為了防止纜繩57脫離滑輪56，滑輪56凹槽的外緣下方與一壓輥65外切，壓輥65的軸通過軸承&座安裝在滑輪架62上，纜繩57被壓輥65夾在滑輪56的凹槽里。

本說明書提到的所有浮體、控繩機構外殼，都可以是鋼制/玻璃鋼殼體，浮子可采用高密度塑料泡沫材料制作，所有的繩子/纜繩/繩纜可以采用高強度、高模量的繩索，比如超高分子量聚乙烯繩索。本說明書提到的所有軸承(包括導纜器/雙滾輪導纜器、導向滾輪內的軸承)，都可以采用銅基石墨自潤滑軸承/陶瓷軸承.防腐方面可選的手段為：用玻璃鋼/聚脲覆蓋鋼制殼體，或外表噴漆，而重力錨、配重、重塊可以用水泥塊/鐵塊來做。