雙擺式波浪能發電單元結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及的是一種發電裝置，具體地說是波浪能發電裝置。
【背景技術】
[0002]海洋約占地球表面積的71%，人類不僅在遠洋運輸上需要海洋，在淡水資源日益匱乏的今天更是將更多的目光投向海洋。目前已探明并被我們所熟知的大量海洋能源中不僅包括石油、天然氣、可燃冰等不可再生的化石能源，還包括大量的波浪能、潮流能、溫差能等可再生能源。據統計全世界可再生的海洋能蘊藏的總量約為七百六十多億千瓦。可見海洋中能量的存儲量和其所具有的開發潛能十分驚人。其中波浪能與類似風能和太陽能等一些比較容易提取和利用且技術趨于成熟、商業化程度比較大的可再生能源相比，雖然現階段對波浪能開發和利用的程度還沒有那么廣泛，但其仍具有一些其他可再生能源所不具備的特殊的優勢。波浪能不僅能源分布十分廣泛，而且其平均能量密度也遠大于太陽能和風能，約為太陽能的200倍，風能的50倍，由此可見其能量密度十分巨大。
[0003]由于波浪能具有強烈的隨機性、吸收波浪能的載體輸入的功率很不穩定，甚至是間歇突變的，給能量轉換系統帶來了極大地沖擊，因此目前已經開發研制的擺式波浪能發電裝裝置大多為液壓形式的。
[0004]傳統的箱式擺動波浪能發電裝置均為單體箱式結構，每個箱體均有自己獨立的機械傳動裝置和發電裝置，如申請號CN201210292541.7，名稱為“擺式波浪能發電裝置”通過擺板的擺動帶動凸輪往復轉動，拉動兩根齒條輪流運動，從而帶動與齒條嚙合的齒輪轉動進行發電。此外申請號CN201310573019.X，名稱為“擺式波浪能發電裝置”通過擺板擺動帶動錐齒輪往復轉動，從而帶動與錐齒輪嚙合的兩個同軸棘輪錐齒輪輪流轉動，使得轉軸單向轉動進行發電。申請號CN201410527514.2，名稱為“一種重力擺式波浪能發電裝置”通過擺板直接帶動感應發電裝置的移動部分往復移動，切割磁感線進行發電。以上專利均為每個擺板通過機械傳動后獨立發電，未涉及到運動合成與整合發電，造成了電機資源的浪費、發電功率較低和效率普遍不高的問題。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供可以吸收全波浪作用在擺板上的波浪力，大幅提高轉換效率的雙擺式波浪能發電單元結構。
[0006]本發明的目的是這樣實現的:
[0007]本發明雙擺式波浪能發電單元結構，其特征是:包括第一箱體機構、第一級機械運動傳遞裝置A、第二級機械運動傳遞裝置、中間能量存儲裝置；
[0008]第一箱體機構包括箱體、擺板、擺板支架、擺動轉軸，擺板固定在擺板支架上，擺板轉軸兩端分別用面對面對稱放置的圓柱滾子軸承與箱體上的軸承座連接，擺板支架與擺板轉軸用花鍵連接，擺板轉軸輸出端連接鼓形齒式聯軸器；
[0009]第一級機械運動傳遞裝置A包括超越離合器一齒輪單向裝置，超越離合器一齒輪單向裝置包括輸入軸、輸出軸以及輸入軸上安裝的兩個互為反向的超越離合器齒輪，兩個超越離合器齒輪的內圈與輸入軸相連，兩個超越離合器齒輪的外圈與輸出軸相連；
[0010]第二級機械運動傳遞裝置包括相連的第一輸入端和輸出端，輸出端與發電機轉軸相連；
[0011]中間能量存儲裝置包括通過皮帶漲緊裝置連接的第一中間皮帶輪、第二中間皮帶輪，第一中間皮帶輪與第一級機械運動傳遞裝置A的輸出軸相連，第二中間皮帶輪與第二級機械運動傳遞裝置第一輸入端相連。
[0012]本發明還可以包括:
[0013]1、還包括第二箱體機構、第一級機械運動傳遞裝置B，所述第二箱體機構與第一箱體機構的結構相同、對稱設置，所述第一級機械運動傳遞裝置B與第一級機械運動傳遞裝置A結構相同、對稱設置，所述第二級機械運動傳遞裝置還包括第二輸入端，第二輸入端與輸出端相連，第一中間皮帶輪連與第一級機械運動傳遞裝置B的輸出軸相連，第二中間皮帶輪與第二級機械運動傳遞裝置第二輸入端相連。
[0014]2、擺板支架上安裝空氣阻尼器，箱體里安裝限位塊和緩沖橡膠胎，空氣阻尼器和限位塊配合限制擺板向里擺動的最大角度，緩沖橡膠胎限制擺板向外擺動的最大角度。
[0015]3、擺板上開有泄流長孔。
[0016]本發明的優勢在于:
[0017]1、采用不要求同步擺動的雙擺同時進行波浪能的提取，從而增加了輸出電能的平穩性，減少了發電機的使用，提高了發電的功率和發電效率。
[0018]2、針對提取到的往復擺動需轉換為連續轉動進行發電設計了超越離合器一齒輪單相機構，將大功率的擺動轉換為大功率的單向轉動。
[0019]3、針對提取到的運動能以保證連續穩定，采用了大帶輪作為飛輪來存儲能量保持運動的穩定性，同時皮帶傳動有效的減小了對后續機械傳動裝置和發電裝置的沖擊。
[0020]4、針對不同步的轉動合成問題，采用了差動裝置進行運動合成，不僅保證了兩個轉動合成時不產生干涉，同時在只有一個擺板擺動的情況下仍能正正常發電。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發明的主視圖)
[0022]圖2為本發明的俯視圖(拆去V型帶)；
[0023]圖3為本發明的左視圖；
[0024]圖4為差速機構簡圖；
[0025]圖5為超越離合器一齒輪單項裝置簡圖；
[0026]圖6為超越離合器齒輪結構簡圖拆去前部壓塊和擋圈);
[0027]圖7為俯視圖的局部放大圖(拆去V型帶)。
【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖舉例對本發明做更詳細地描述:
[0029]結合圖1?7，本發明主要包括兩個箱式波浪能提取裝置、兩級機械運動傳遞裝置、中間能量存儲裝置以及最終的能量轉換裝置。箱式波浪能提取裝置與一級機械運動傳遞裝置通過鼓型齒式聯軸器連接。二級機械傳動裝置與發電機通過凸緣聯軸器連接。
[0030]箱式波浪能提取裝置包括箱體和擺板兩部分；箱體部分如圖1、圖2和圖3所示，箱體I整體使用鋼筋混凝土結構搭建，并固定在近海的海岸上。擺板部分主要由擺板2和擺板轉軸14組成，擺板2采用聚氯乙烯制造，上面開有導流孔。擺板2與2個擺板支架6使用12組螺栓組進行連接。擺板支架上用螺栓和螺母橫向連接了空氣阻尼器30。空氣阻尼器30與限位塊28配合使用限制擺板向里擺動的最大角度，緩沖橡膠胎用來限制擺板向外擺動的最大角度。擺板支架6與擺板轉軸14通過花鍵進行連接。擺板轉軸14兩端安裝圓柱滾子軸承，通過軸承端蓋10、軸承端蓋螺栓11、地腳螺栓、六角頭螺母、墊片15和軸承壓蓋29將擺板轉軸14固定于箱體I上。擺板轉軸輸出端通過鼓型齒式聯軸器16和12組螺栓組與超越離合器一齒輪機構20的輸入端連接。當存在波浪時波浪，波浪推動擺板2擺動，擺板2通過擺板支架6帶動擺板轉軸14進行往復擺動。擺板轉軸14的往復擺動通過鼓型齒式聯軸器16傳遞到第一級機械運動傳遞裝置。
[0031]如圖1和圖2所示，機械運動傳遞裝置，該裝置分為兩級，第一級為超越離合器一齒輪機構20，其輸出軸與大帶輪21通過彈性擋圈、彈簧墊圈、六角頭螺栓和普通平鍵26連接。超越離合器一齒輪機構20用地腳螺栓、六角頭螺母和平墊片固定于箱體I上。通過鼓型齒式聯軸器16傳遞過來的往復運動帶動第一級運動傳遞裝置的輸入軸進行往復運動，輸入軸通過機構中的超越離合器齒輪交替轉動，將往復轉動轉化為單向轉動。
[0032]第二級為差速結構22，其輸入軸與小帶輪43通過鉤頭楔鍵42連接。差速機構22用地腳螺栓、六角頭螺母和平墊片固定于箱體I上。當大帶輪21通過帶傳動帶動小帶輪43轉動時，小帶輪通過鉤頭楔鍵42將轉動傳遞到差速機構22的輸入軸。差速機構22的輸入軸末端安裝有錐齒輪，差速機構22左右兩個輸入軸末端的錐齒輪轉動時帶動行星齒輪運動，行星齒輪的運動通過行星架傳遞到差速機構22的輸出端同時起到升速的作用。差速機構22輸出端通過凸緣聯軸器33、普通平鍵34和組螺栓組進行連接。差速機構22輸出端轉動通過凸緣聯軸器33將運動傳遞給發電機32進行發電。
[0033]中間能量存儲裝置主要由大帶輪21、小帶輪43和皮帶張緊裝置38組成。大帶輪21為輪輻式6個V型槽的帶輪，其質量主要分布在四周，具有較大的轉動慣量和蓄能能力。小帶輪43為整體式的帶輪，轉動慣量小，減小傳遞過程中的能量損失。皮帶張緊裝置38通過地腳螺栓、六角頭螺母和平墊片固定在箱體I上。超越離合器一齒輪機構20輸出的單向轉動傳遞到大帶輪21上，帶動大帶輪21轉動。由于大帶輪21具有較大的轉動慣量，能存儲一定的能連，并且保持轉速穩定。大帶輪21的轉動通過6根V型帶傳遞給小帶輪43，大小帶輪配合起到一級升速的所用，使轉速提高。同時帶傳動還能減小波浪沖擊導致的運動沖擊，在一定程度上保護機械運動傳遞裝置和發電裝置。
[0034]本發明以波浪能作為驅動能量。包括兩個鋼筋混凝土結構的箱式波浪能提取裝置、中間能量存儲裝置、分布于能量存儲裝置輸入端和輸出端的兩極機械運動傳遞裝置以及最終的能量轉換裝置。兩個鋼筋混凝土結構的箱式波浪能提取裝置安裝在近海的海岸上，具有耐海水腐蝕能力強，抗海水沖擊的特點。當有波浪出現時，在波浪推力和擺的自身重力共同作用下使擺板產生擺動，同時通過箱體后墻面反射后的波浪與入射波浪發生干涉，在擺板處形成駐點來進一步增強擺板的擺動，使其產生持續性的往復擺動。擺板通過擺板支架將往復運動傳遞給擺板轉軸。擺板轉軸將往復運動進一步傳遞到超越離合器一齒輪單項裝置的輸入端，由單向機構將轉軸的往復運動轉化為單項轉動。超越離