一種新型機械式波浪能發電裝置的制造方法
【專利摘要】本發明涉及了一種新型機械式波浪能發電裝置，它主要包括：下平臺傳動機構、第一發電機、齒輪箱、風向傳感器、上平臺、水平轉動機構、蓄電池、下平臺、浮箱套筒、浮箱、平臺支柱和偏航機構等，所述下平臺傳動機構、齒輪箱、第一發電機和蓄電池位于下平臺上，所述偏航機構位于下平臺以上的平臺支柱內，所述水平轉動機構位于偏航機構以上，可實現海流水平方向能量收集，所述風向傳感器位于上平臺上感應風向。本發明的新型機械式波浪能發電裝置相對于現有的波浪能發電裝置而言，能多方面、雙向、高效收集波浪能并自動適應波浪方向。
【專利說明】
一種新型機械式波浪能發電裝置
技術領域
[0001]本發明涉及一種新興能源發電裝置，特別涉及一種利用海洋波浪來發電的裝置。
【背景技術】
[0002]波浪能屬于取之不盡、用之不竭的綠色新能源。對波浪能的開發利用能緩解我國的能源緊缺、降低溫室氣體排放并有利于對海洋的開發。現有的振蕩水柱式裝置發電效率低；聚波水庫式裝置對地形要求過高，適用性不強;擺式裝置對于波浪能的吸收也較為低下;拋錨系泊式裝置定位困難，捕能效率易受影響。在傳動方面，液壓傳動不易維修，且捕能效率受限制。此外，多數捕能裝置只能收集波浪水平或者豎直一個方面的能量，甚至只能單向收集，且不能根據波浪方向及時調整，極大地影響了海洋波浪的捕能效率。
【發明內容】
[0003]發明目的:本發明旨在解決上述問題，提供了一種新型機械式波浪發電裝置，其能多方面、雙向、高效收集波浪能并自動適應波浪方向。
[0004]技術方案:本發明提供的一種新型機械式波浪能發電裝置主要包括:下平臺傳動機構、第一發電機、齒輪箱、風向傳感器、上平臺、水平轉動機構、蓄電池、下平臺、浮箱套筒、浮箱、平臺支柱和偏航機構等，所述下平臺傳動機構、齒輪箱、第一發電機和蓄電池位于下平臺內，所述偏航機構位于下平臺以上的平臺支柱內，所述風向傳感器位于上平臺上；
[0005]所述平臺支柱固定于近海風浪場的海底，所述浮箱呈圓餅狀，隔著浮箱套筒限定在平臺支柱上，所述下平臺固定平臺支柱上；
[0006]所述下平臺傳動機構包括豎直導桿、水平導桿、滑桿套筒、滑桿和齒輪盤，所述豎直導桿底端與浮箱鉸接，上端與水平導桿固接，所述水平導桿與滑桿套筒固接，所述滑桿安裝在滑桿套筒內，滑桿兩端與兩齒輪盤鉸接；
[0007]所述齒輪箱主要包括輸入齒輪、輸入軸、輸出軸、三個錐齒輪和兩個單向軸承，所述輸入齒輪與兩齒輪盤均嚙合且與輸入軸固接，所述輸入軸與單向軸承同軸鍵接，所述單向軸承嵌接于錐齒輪內圓，兩單向軸承可轉方向相反，所述輸出軸一端與另一錐齒輪固接，另一端與第一發電機轉子固接，上述三個錐齒輪可互相嚙合，所述第一發電機固定在下平臺上；
[0008]所述偏航機構主要包括偏航電機、齒圈、中心齒輪、行星齒輪托板和行星齒輪，所述中心齒輪與偏航電機轉子同軸固連，所述齒圈通過螺栓固定在平臺支柱上，所述行星齒輪托板固接在平臺支柱上空隙內，所述行星齒輪固定在行星齒輪托板上且與齒圈和中心齒輪嚙合；
[0009]所述水平轉動機構主要包括轉架基座、上轉架、下轉架、平衡齒輪和擋板;所述轉架基座固接在齒圈上，兩基座上下及左右錯開，所述上轉架與下轉架安放在對應基座上，上轉架下部的外齒圈與下轉架的內齒圈分度圓直徑相同以實現同步轉動，其間通過兩個平衡齒輪傳動，所述上轉架的上部內齒圈與輸出齒輪嚙合，實現將轉架動能輸出，所述擋板有兩個槽型滑道，可保證上轉架與下轉架兩對應轉臂在內自由滑動；
[0010]所述第二發電機位于上平臺內部，其轉子通過兩個錐齒輪與輸出齒輪傳動實現上述水平傳動機構中動能輸出，所述風向傳感器固定于上平臺上部，向當風向改變時，風向傳感器感應到風向，將信號傳輸給編程控制器發出指令驅動偏航電機運轉，使兩轉架基座連心線保持垂直于波浪水平運動方向，其電能由蓄電池提供。
[0011]有益效果:本發明提供的新型機械式波浪能發電裝置具有如下優勢:1、使用風向傳感器感應風向來確定海流方向，控制偏航裝置自動調整方向，實現迎流，提高波浪水平方向能量吸收效率;2、采用齒輪箱，實現將浮箱以及傳動機構的雙向往復運動轉化為齒輪箱輸出軸的單向運動，提高第一發電機效率;3、利用偏心同步上、下轉架的對應兩轉臂的位差在海流迎擊時產生的壓力差推動轉架轉動，實現海流能量收集;4、采用直徑與浮箱行程相近的齒輪盤來實現將浮箱直線運動轉換為齒輪盤轉動，可以有效起到緩沖與加快齒輪箱輸入軸轉速的作用。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明整體結構示意圖；
[0013]圖2為本發明下平臺內局部結構示意圖；
[0014]圖3為本發明齒輪箱局部結構示意圖；
[0015]圖4為本發明偏航機構局部結構示意圖；
[0016]圖5為本發明水平轉動機構局部結構示意圖；
[0017]圖6為本發明去掉上平臺局部結構示意圖；
[0018]圖7為本發明上平臺內部結構示意圖；
[0019]圖8為本發明偏航控制原理圖。
[0020]符號說明:1、下平臺傳動機構，2、第一發電機，3、齒輪箱，4、風向傳感器，5、上平臺，6、水平轉動機構，7、蓄電池，8、下平臺，9、浮箱套筒，10、浮箱，11、平臺支柱，12、偏航機構，1(1)、豎直導桿，1(2)、水平導桿，1(3)、滑桿套筒，1(4)、滑桿，1(5)、齒輪盤，3(1)、單向軸承，3(2)、輸入軸，3(3)、錐齒輪，3(4)、輸入齒輪，3(5)、輸出軸，5(1)、輸出齒輪、5(2)、錐齒輪，5(3)、第二發電機，6(1)、下轉架，6(2)、同步齒輪，6(3)、上轉架，6(4)、轉架基座，6(5)、擋板，12(1)、齒圈，12(2)、中心齒輪，12(3)、行星齒輪，12(4)、行星齒輪托板，12(5)、偏航電機。
【具體實施方式】
[0021 ]下面結合附圖和實例對本發明作進一步說明:
[0022]如圖1-7所示，本發明提供的一種新型機械式波浪能發電裝置主要包括:下平臺傳動機構1、第一發電機2、齒輪箱3、風向傳感器4、上平臺5、水平轉動機構6、蓄電池7、下平臺
8、浮箱套筒9、浮箱10、平臺支柱11、和偏航機構12，所述下平臺傳動機構1、齒輪箱3、第一發電機2和蓄電池7位于下平臺8上，所述偏航機構12位于下平臺8以上的平臺支柱11內，所述風向傳感器4位于上平臺5上；
[0023]所述平臺支柱11打入于近海風浪場的海底，所述浮箱10呈圓餅狀，隔著浮箱套筒9限定在平臺支柱上，所述下平臺8固定平臺支柱11上。浮箱10的翹曲邊緣可以將波浪的水平方向運動分出部分豎直分量，既可以減少波浪運動對浮箱10的沖擊也可以增大浮箱能量吸收效率。浮箱10與平臺支柱11會有不斷的摩擦與腐蝕，加有的浮箱套筒9可以拆卸更換，能夠更好地保護平臺。
[0024]所述下平臺傳動機構I包括豎直導桿1(1)、水平導桿1(2)、滑桿套筒1(3)、滑桿I
(4)和齒輪盤1(5)，所述豎直導桿1(1)底端與浮箱10鉸接，上端與水平導桿1(2)固接，所述水平導桿1(2)與滑桿套筒1(3)固接，所述滑桿1(4)安裝在滑桿套筒1(3)內，并可以在滑桿套筒1(3)內平滑移動，滑桿兩端與兩齒輪盤1(5)鉸接，同側兩齒輪盤1(5)的盤心差應與水平導桿1(2)長度相等，齒輪盤1(5)的直徑應大于浮箱10上下移動的行程，來避免浮箱10帶動導桿對齒輪盤1(5)沖擊過猛，以此，齒輪盤1(5)上與滑桿1(3)連接的牽連點相比于浮箱10在豎直運動相同的情況下，總運動路程更長，便可以適當增大齒輪箱3輸入齒輪3(4)的轉速。
[0025]所述齒輪箱3主要包括輸入齒輪3(4)、輸入軸3(2)、輸出軸3(5)、三個錐齒輪3(3)和兩個單向軸承3(1)，所述輸入齒輪3(4)與兩齒輪盤1(5)均嚙合且與輸入軸3(2)固接，所述輸入軸3(2)與單向軸承3(1)用同軸鍵接，所述單向軸承3(1)嵌接于錐齒輪3(3)內圓，兩單向軸承可轉動方向相反，所述輸出軸3(5)—端與一錐齒輪固接，另一端與第一發電機2轉子固接，上述三個錐齒輪可互相嚙合，以此，無論輸入齒輪3(4)正反轉均會轉化為輸出軸3
(5)的單向轉動，所述第一發電機2固定在下平臺8上。
[0026]所述偏航機構12主要包括偏航電機12(5)、齒圈12(1)、中心齒輪12(2)、行星齒輪托板12(4)和行星齒輪12(3)，所述中心齒輪12(2)與偏航電機12(5)轉子同軸固連，所述齒圈12(1)可在平臺支柱11上同軸轉動，所述行星齒輪托板12(4)固定在平臺支柱11上部孔內，所述行星齒輪12(3)固定在行星齒輪托板12(4)的軸上，并與齒圈12(1)和中心齒輪12
(2)嚙合。
[0027]所述水平轉動機構6主要包括轉架基座6(4)、上轉架6(3)、下轉架6(I)、平衡齒輪6
(2)和擋板6(5);所述轉架基座6(4)通過螺栓接在齒圈12(1)上，兩轉架基座上下及左右錯開，所述上轉架6 (3)與下轉架6(1)安放在對應基座上，上轉架6(3)下部的外齒圈與下轉架6(I)的內齒圈分度圓直徑相同以實現同步轉動，其間通過兩個平衡齒輪6(2)傳動，所述上轉架6(3)的上部內齒圈與輸出齒輪5 (I)嚙合，實現將轉架動能輸出，所述擋板6(5)有兩個槽型滑道，可保證上轉架6(3)與下轉架6(1)兩對應轉臂自由滑動，兩轉臂間距離最大時，波浪正迎擊擋板6(5)，而另一側兩轉臂間距最小，擋板6(5)側棱正對波浪，波浪對兩側擋板產生壓力差，推動轉架轉動。
[0028]所述第二發電機5(3)位于上平臺5內部，其轉子通過兩個錐齒輪5(2)與輸出齒輪5
(I)傳動實現上述水平傳動機構6中動能輸出，所述風向傳感器4固定于上平臺5上部，向當風向改變時，風向傳感器4感應到風向，將信號傳輸給編程控制器發出指令驅動偏航電機12
(5)運轉，使兩轉架基座6(4)連心線保持垂直于波浪水平運動方向，其電能由蓄電池7提供。
[0029]上面以舉例方式對本發明進行了說明，但本發明不限于上述具體實施例，凡基于本發明原理所做的任何改動或變型均屬于本發明要求保護的范圍。
【主權項】
1.一種新型機械式波浪能發電裝置，其特征在于:下平臺傳動機構、第一發電機、齒輪箱、風向傳感器、上平臺、水平轉動機構、蓄電池、下平臺、浮箱套筒、浮箱、平臺支柱和偏航機構等，所述下平臺傳動機構、齒輪箱、第一發電機和蓄電池位于下平臺上，所述偏航機構位于下平臺以上的平臺支柱內，所述水平轉動機構位于偏航機構以上，可實現海流水平方向能量收集，所述風向傳感器位于上平臺上感應風向。2.根據權利要求1所述的下平臺傳動機構，其特征在于:包括豎直導桿、水平導桿、滑桿套筒、滑桿和齒輪盤，所述豎直導桿底端與浮箱鉸接，上端與水平導桿固接，所述水平導桿與滑桿套筒固接，所述滑桿安裝在滑桿套筒內，滑桿兩端與兩齒輪盤鉸接。3.根據權利要求1所述的齒輪箱，其特征在于:主要包括輸入齒輪、輸入軸、輸出軸、三個錐齒輪和兩個單向軸承，所述輸入齒輪與兩齒輪盤均嚙合且與輸入軸固接，所述輸入軸與單向軸承用平鍵同軸連接，所述單向軸承通過平鍵嵌于錐齒輪內圓，兩單向軸承可轉方向相反，所述輸出軸一端與一錐齒輪固接，另一端與第一發電機轉子固接，上述三個錐齒輪可互相嚙合，所述第一發電機固定在下平臺上。4.根據權利要求1所述的水平轉動機構，其主要特征在于:主要包括轉架基座、上轉架、下轉架、平衡齒輪和擋板;所述轉架基座固接在齒圈上，兩基座上下及左右錯開，所述上轉架與下轉架安放在對應基座上，上轉架下部的外齒圈與下轉架的內齒圈分度圓直徑相同以實現同步轉動，其間通過兩個平衡齒輪傳動，所述上轉架的上部內齒圈與輸出齒輪嚙合，實現將轉架動能輸出，所述擋板有兩個槽型滑道，可保證上轉架與下轉架兩對應轉臂在內自由滑動。
【文檔編號】H02K7/116GK105840402SQ201610331097
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年5月18日
【發明人】史益典, 張慧銘, 關世偉, 隋博宇, 張立軍, 劉振東
【申請人】中國石油大學(華東)