一種易于實現多陣列方式的波浪能發電機器人裝置及其工作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種易于實現多陣列方式的波浪能發電機器人裝置及其工作方法，屬于海浪發電裝置的技術領域。
【背景技術】
[0002]目前大多數波浪能轉化系統主要由三級能量轉化結構構成，一級為波浪能轉化為擺體機械能;二級為擺體機械能轉化為穩定的機械能;三級為將穩定機械能轉化為電能，但是在一級能量轉化過程中，即能量捕獲的過程中，會有大量的能量損失，并且很多波浪能發電裝置對于波浪能的吸收具有單一性，不能同時獲取多個方向的波浪能，所以這些波浪能發電裝置普遍存在著轉換效率偏低的問題。
[0003]經過對現有技術的檢索發現，將波浪起伏的能量轉化為電能的新型波浪能發電裝置，中國專利CN203796482存在下列不足:1.浮子只能隨波浪上下起伏，只能捕獲波浪的上下方向的能量，發電效率偏低。2.該裝置整體暴露在海面上，裝置不具有密封性，容易腐蝕。
[0004]考察現有的擺動式海浪發電裝置，實用新型專利擺動式海浪發電裝置，中國專利CN201874738利用海浪沖擊帶動擺動板運動，通過擺動軸上的齒輪將運動傳遞給主軸上的飛輪，帶動主軸單向轉動。主軸最后將運動傳遞給發電機實現發電的，該裝置與本發明的裝置存在的區別在于:1、該裝置是由擺板的轉動帶動發電機直接發電，本發明是利用液壓系統作為能量轉換途徑;2、本發明一個發電單元可以接多個液壓缸，從而保證了更高的發電效率。
[0005]考察現有的浮子式海洋發電裝置，發明專利上下浮動海浪發電裝置，中國專利CN102889165，利用浮子的上下浮動帶動液壓缸運動，從而推動液壓馬達轉動，使發電機發電，該裝置與本發明的裝置存在的區別在于::1、該裝置的運動形式主要以浮子的上下擺動為主，本發明的密封單元的運動形式除了上下擺動形式，還有傾翻運動，可以吸收多方向的海洋能源;2、本發明的裝置可以實現多種陣列方式，可以漂浮在海中或者固定在近海岸，能適應不同地區的海洋環境。發明專利新型多維并聯擺動海浪發電裝置，中國專利CN102444537，浮筒在波浪的作用下發生擺動，帶動內部的并聯液壓支鏈發生運動，從而吸入壓出液壓油，帶動發電機發電。發明專利全自由度海浪發電裝置，中國專利CN104389720A，采用多個液壓桿組，其中一部分在水平面內圓形陣列，另一部分在豎直平面內等距平行分布，由于海浪的運動方向具有不確定性，而由海浪引起的浮子的各個方向的運動和旋轉均會引起活塞桿在缸體中的運動。發明專利六維海浪發電裝置，中國專利CN201210488578.7，包括安裝平臺，安裝在安裝平臺上表面的液壓馬達、發電機和油箱，安裝在安裝平臺下表面的液壓缸裝置，與液壓缸裝置相連接的連接平臺，以及與連接平臺下部相連的浮子裝置;液壓缸裝置包括六個液壓缸，六個液壓缸分布在一直角坐標系的3個坐標軸上。但是上述三種發明跟本發明存在的區別在于:1、上述三種發明浮筒的重心較高，在海浪的沖擊下傾翻角度過大容易對內部結構造成損壞，而本發明重心偏低，在大風浪環境下可以有更好的穩定性;2、機構運動形式不同；3、上述三種發明是靠海浪沖擊浮子從而帶動液壓缸運動，本發明是靠海浪作用使密封裝置發生傾翻，帶動擺錘運動，從而讓液壓缸運動。
[0006]考察現有的組合式海洋發電裝置，發明專利海洋發電設備，中國專利CN102782309，海上浮子通過液壓缸鉸接在一起，浮子在海浪的帶動下浮動，從而帶動液壓缸伸縮擺動，來帶動液壓馬達轉動，最后帶動電機發電，但是該裝置存在以下不足:1.該機構的結構過于復雜，不能很好的適應惡劣的海上環境。2.該機構中液壓缸沒有固定，而是通過浮子的擺動帶動液壓缸擺動，這樣對于液壓缸的強度和剛度以及整體機構的穩定性提出了更高的要求。
【發明內容】
[0007]針對現有技術的區別與不足，本發明提供一種易于實現多陣列方式的波浪能發電機器人裝置。
[0008]本發明還提供上述裝置的工作方法。
[0009]本發明具有組合式和多種陣列方式，可以起到抗腐蝕性，能夠吸收多方向的波浪能，提尚波浪能利用率，提尚海洋能發電效率的目的。
[0010]本發明的技術方案如下:
[0011]—種易于實現多陣列方式的波浪能發電機器人裝置，包括能量捕獲裝置、能量傳輸裝置和能量輸出裝置；
[0012]所述能量捕獲裝置包括多個密封單元，在每個密封單元內，與密封單元內部連接的六條并聯液壓支鏈、圓盤件和擺錘；
[0013]所述液壓支鏈包括連桿、伸縮桿、液壓缸;所述的圓盤件包括一個凸起桿，所述凸起桿直接與一個液壓支鏈中的伸縮桿相連;所述連桿一端與圓盤件通過轉動副連接，所述連桿另一端與伸縮桿通過轉動副連接;所述伸縮桿一端與連桿通過轉動副連接，所述伸縮桿另一端與液壓缸移動配合;所述液壓缸與所述密封單元內部固定連接；
[0014]所述擺錘上設置有一個細軸和一個粗軸，所述細軸與所述密封單元底部轉動連接并繞細軸的軸線轉動，所述粗軸與圓盤件的中間圓孔轉動連接;所述細軸和粗軸不同軸；
[0015]所述能量捕獲裝置捕獲波浪能、并通過所述能量傳輸裝置向能量輸出裝置發電。
[0016]根據本發明優選的，所述六條并聯液壓支鏈、圓盤件和擺錘呈水平排布所述多個密封單元中。本發明所述發電裝置隨波浪的起伏帶動殼體做傾翻運動，擺錘受殼體的運動影響始終要向著殼體高度低的方向擺動，擺錘繞細軸的中心軸轉動的同時帶動粗軸轉動，從而帶動圓盤件運動。圓盤件的運動帶動六條并聯液壓支鏈聯動。
[0017]根據本發明優選的，在每個密封單元內設置有與密封單元頂部中心連接的運動約束支鏈，所述運動約束支鏈包括分布在中間桿件的兩端的第一萬向節和第二萬向節，所述第一個萬向節與密封單元頂部固定連接，所述第二個萬向節與所述圓盤件固定連接;并且第一個萬向節的軸線與擺錘細軸的軸線重合，第二個萬向節的軸線與圓盤件中間孔的軸線重合;所述連桿一端與圓盤件通過轉動副連接，所述連桿另一端與伸縮桿通過轉動副連接；所述伸縮桿一端與連桿通過轉動副連接，所述伸縮桿另一端與液壓缸移動配合;所述液壓缸與所述密封單元內部固定連接。本發明所述發電裝置隨波浪的起伏帶動殼體做傾翻運動，擺錘受殼體的運動影響始終要向著殼體高度低的方向擺動，擺錘繞細軸的中心軸轉動的同時帶動粗軸轉動，從而帶動圓盤件運動。由于運動約束支鏈可以限制圓盤件的一個繞自身軸線旋轉的自由度，所以圓盤具有平面的兩個移動自由度，圓盤件的運動帶動六條并聯液壓支鏈聯動。
[0018]根據本發明優選的，所述六條并聯液壓支鏈、圓盤件和擺錘呈垂直排布所述多個密封單元中；所述裝置還包括設置在相鄰密封單元之間的支撐架，所述支撐架包括支撐桿和橫桿，所述支撐桿的一端固定在海岸底部，所述支撐桿的另一端與所述密封單元固定連接，所述橫桿的一端與密封單元中的擺錘固定連接，所述橫桿的另一端與相鄰支撐桿活動連接，在所述橫桿上設置有受海浪驅動的擺板。此處設計的優點在于，可以將本發明所述發電單元固定在海岸線，充分利用潮汐驅動擺板，進而帶動擺錘旋轉，實現液壓發電。而且，本發明在應用時，還可以根據海岸線的地理情況排布不定數量的發電單元。
[0019]根據本發明優選的，所述能量傳輸裝置包括與所述液壓缸相連的蓄能器和液壓馬達。
[0020]根據本發明優選