基于仿生魚鰭的波浪能轉換裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及波浪能轉換裝置，尤其涉及一種基于仿生魚鰭的波浪能轉換裝置。
【背景技術】
[0002]遠海探測設備作為一種離岸海洋工程設備，長期無人值守，因自身攜帶電池的能源有限，電能供給一直是遠海探測設備技術開發的“瓶頸”之一。就近利用波浪能為離岸海洋探測設備的供電，可大幅提高該類設備的續航時間和可靠性，尤其在面對我國海域波浪能資源相對匱乏的海況，實現對小型海洋探測設備的波浪能供電具有重大現實意義。
[0003]波浪能轉換裝置是一種采集波浪能并轉換成為電網或專用設備提供電能或機械能的設備。隨著各國對海洋開發的日益重視，各種不同原理、不同結構形式的波浪能轉換裝置不斷出現，根據其能量轉換方式的不同，波浪能裝置一般可分為越浪式、振蕩水柱式和振蕩浮體式三種大類。
[0004]越浪式波浪能轉換裝置(0T-WEC)的工作原理是:利用引流的波浪通道將波浪帶入高位的蓄水池中，以便形成水位差，利用水的重力勢能來驅動水輪機發電。越浪式波浪能轉換裝置具備良好的輸出穩定性和可靠性；不足之處在于尺寸巨大，其固定式結構類型依賴于特殊地形，而漂浮式結構類型效率較低。
[0005]振蕩水柱式波浪能轉換裝置(0WC-WEC)的工作原理是:波浪的起伏使得裝置中氣室的自由液面作強迫振動，帶動壓縮氣室的空氣往復噴出，將波浪能轉換成空氣的壓力勢能和動能，進而驅動空氣透平帶動發電機工作。振蕩水柱式是目前應用最為成熟的波浪能轉換裝置，可靠性較高，工作于水面之上，便于研究和實施；缺點是受限于空氣透平的轉換效率，波能效率低，且受到地點的限制，需建造在海岸線或者淺水的近海區域。
[0006]振蕩浮體式波浪能轉換裝置(0B-WEC)的工作原理是:利用浮體在波浪作用下所形成的振蕩運動實現對波浪能的吸收和收集，進而轉換成電機發電所需的機械能形式，最終完成電能的輸出。由于振蕩浮體式波浪能裝置中能量轉換原理的不同，又可分為很多子類，比如筏式、擺式、鴨式等。振蕩浮體式波浪能轉換裝置代表了波浪能轉換裝置的發展趨勢，也更加適用于為離岸海域工作的小型海洋無人探測設備提供能量；但由于受到遠海惡劣工作環境和供能需求的限制，其可靠性和轉換效率上還有待改進。
【發明內容】
[0007]本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種結構簡單、能量吸收和轉換效率高、能滿足深遠海探測設備能源需求的基于仿生魚鰭的波浪能轉換裝置。
[0008]為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案:一種基于仿生魚鰭的波浪能轉換裝置，包括垂蕩浮體及連接于垂蕩浮體下方的波浪能吸收轉換機構，所述波浪能吸收轉換機構包括發電機、隨所述垂蕩浮體的垂蕩運動而正向旋轉的正轉吸收器以及隨所述垂蕩浮體的垂蕩運動而反向旋轉的反轉吸收器，所述正轉吸收器與所述發電機的外殼固定連接，所述反轉吸收器與所述發電機的轉軸相連。
[0009]作為上述技術方案的進一步改進:
所述正轉吸收器包括正向旋轉輪、用于驅動正向旋轉輪旋轉的多個正轉魚鰭翼片以及多個翼片安裝架，所述正向旋轉輪與所述發電機的外殼固定連接，所述多個翼片安裝架固設于正向旋轉輪外周，所述多個正轉魚鰭翼片一一對應安裝于所述多個翼片安裝架上。
[0010]所述翼片安裝架包括兩根呈V型布置的輻條，所述正轉魚鰭翼片為彈性翼片并夾緊固定于所述兩根輻條之間。
[0011]所述反轉吸收器包括反向旋轉輪、用于驅動反向旋轉輪旋轉的多個反轉魚鰭翼片以及多個翼片安裝架，所述反向旋轉輪與所述發電機的轉軸相接，所述多個翼片安裝架固設于反向旋轉輪外周，所述多個反轉魚鰭翼片)一一對應安裝于所述多個翼片安裝架上。
[0012]所述翼片安裝架包括兩根呈V型布置的輻條，所述反轉魚鰭翼片為彈性翼片并夾緊固定于所述兩根輻條之間。
[0013]還包括穩定翼，所述穩定翼設于所述正轉吸收器和反轉吸收器之間。
[0014]所述發電機、穩定翼和反轉吸收器自上而下依次布置，所述發電機連接于所述垂蕩浮體下方。
[0015]所述反轉吸收器依次通過傳動鍵、傳動軸以及聯軸器與所述發電機的轉軸相連。
[0016]所述傳動軸外周套設有套筒，所述穩定翼設有兩片，所述兩片穩定翼對稱安裝于所述套筒上。
[0017]與現有技術相比，本發明的優點在于:本發明公開的基于仿生魚鰭的波浪能轉換裝置，沒有借助液壓、氣動等中間轉換系統，結構簡單、體積小巧、成本低，可適用于長期無人值守、低功率需求的浮標類或海洋機器人等遠海探測設備；僅通過水體的作用實現能量的轉換，降低了中間能耗，提高了能量轉換效率和設備的可靠性。
[0018]進一步地，正轉魚鰭翼片和反轉魚鰭翼片均采用仿生設計并具有彈性自適應能力，大大提高了能量轉換效率。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發明基于仿生魚鰭的波浪能轉換裝置的立體結構示意圖。
[0020]圖2是本發明中的正向旋轉輪、反向旋轉輪和發電機的連接結構示意圖。
[0021]圖3是本發明中的正轉吸收器的立體結構示意圖。
[0022]圖4是本發明中的正轉魚鰭翼片上浮過程時的受力分析圖。
[0023]圖5是本發明中的正轉魚鰭翼片下沉過程時的受力分析圖。
[0024]圖6是本發明中的反轉吸收器的立體結構示意圖。
[0025]圖7是本發明中的反轉魚鰭翼片上浮過程時的受力分析圖。
[0026]圖8是本發明中的反轉魚鰭翼片下沉過程時的受力分析圖。
[0027]圖中各標號表示:1、垂蕩浮體；2、正轉吸收器；21、正向旋轉輪；22、正轉魚鰭翼片；3、反轉吸收器；31、反向旋轉輪；32、反轉魚鰭翼片；4、翼片安裝架；41、輻條；5、穩定翼；6、傳動軸；7、套筒；8、發電機；81、外殼；82、轉軸；9、傳動鍵；10、聯軸器。
【具體實施方式】
[0028]以下將結合說明書附圖和具體實施例對本發明做進一步詳細說明。
[0029]圖1至圖8示出了本發明基于仿生魚鰭的波浪能轉換裝置的一種實施例，本實施例的基于仿生魚鰭的波浪能轉換裝置，包括垂蕩浮體1及連接于垂蕩浮體1下方的波浪能吸收轉換機構，波浪能吸收轉換機構包括發電機8、隨垂蕩浮體1的垂蕩運動而正向旋轉的正轉吸收器2以及隨垂蕩浮體1的垂蕩運動而反向旋轉的反轉吸收器3，正轉吸收器2與發電機8的外殼81固定連接，反轉吸收器3與發電機8的轉軸82相連。垂蕩浮體1隨波浪的起伏產生垂蕩運動，垂蕩浮體1與下方的波浪能吸收轉換機構之間可采用系繩或剛性桿件連接，垂蕩浮體1帶動下方的正轉吸收器2和反轉吸收器3產生沿不同方向的連續的旋轉運動，使發電機8產生電能，電能可通過蓄電池存儲或為設備供電。本實施例的基于仿生魚鰭的波浪能轉換裝置，沒有借助液壓、氣動等中間轉換系統，結構較簡單、體積小巧、成本低，可適用于長期無