一種新型機(jī)械式波浪能發(fā)電裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及了一種新型機(jī)械式波浪能發(fā)電裝置，它主要包括：下平臺(tái)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、第一發(fā)電機(jī)、齒輪箱、風(fēng)向傳感器、上平臺(tái)、水平轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、蓄電池、下平臺(tái)、浮箱套筒、浮箱、平臺(tái)支柱和偏航機(jī)構(gòu)等，所述下平臺(tái)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、齒輪箱、第一發(fā)電機(jī)和蓄電池位于下平臺(tái)上，所述偏航機(jī)構(gòu)位于下平臺(tái)以上的平臺(tái)支柱內(nèi)，所述水平轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)位于偏航機(jī)構(gòu)以上，可實(shí)現(xiàn)海流水平方向能量收集，所述風(fēng)向傳感器位于上平臺(tái)上感應(yīng)風(fēng)向。本發(fā)明的新型機(jī)械式波浪能發(fā)電裝置相對(duì)于現(xiàn)有的波浪能發(fā)電裝置而言，能多方面、雙向、高效收集波浪能并自動(dòng)適應(yīng)波浪方向。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種新型機(jī)械式波浪能發(fā)電裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種新興能源發(fā)電裝置，特別涉及一種利用海洋波浪來(lái)發(fā)電的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]波浪能屬于取之不盡、用之不竭的綠色新能源。對(duì)波浪能的開(kāi)發(fā)利用能緩解我國(guó)的能源緊缺、降低溫室氣體排放并有利于對(duì)海洋的開(kāi)發(fā)?，F(xiàn)有的振蕩水柱式裝置發(fā)電效率低；聚波水庫(kù)式裝置對(duì)地形要求過(guò)高，適用性不強(qiáng);擺式裝置對(duì)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(dòng)方面，液壓傳動(dòng)不易維修，且捕能效率受限制。此外，多數(shù)捕能裝置只能收集波浪水平或者豎直一個(gè)方面的能量，甚至只能單向收集，且不能根據(jù)波浪方向及時(shí)調(diào)整，極大地影響了海洋波浪的捕能效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明目的:本發(fā)明旨在解決上述問(wèn)題，提供了一種新型機(jī)械式波浪發(fā)電裝置，其能多方面、雙向、高效收集波浪能并自動(dòng)適應(yīng)波浪方向。
[0004]技術(shù)方案:本發(fā)明提供的一種新型機(jī)械式波浪能發(fā)電裝置主要包括:下平臺(tái)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、第一發(fā)電機(jī)、齒輪箱、風(fēng)向傳感器、上平臺(tái)、水平轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、蓄電池、下平臺(tái)、浮箱套筒、浮箱、平臺(tái)支柱和偏航機(jī)構(gòu)等，所述下平臺(tái)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、齒輪箱、第一發(fā)電機(jī)和蓄電池位于下平臺(tái)內(nèi)，所述偏航機(jī)構(gòu)位于下平臺(tái)以上的平臺(tái)支柱內(nèi)，所述風(fēng)向傳感器位于上平臺(tái)上；
[0005]所述平臺(tái)支柱固定于近海風(fēng)浪場(chǎng)的海底，所述浮箱呈圓餅狀，隔著浮箱套筒限定在平臺(tái)支柱上，所述下平臺(tái)固定平臺(tái)支柱上；
[0006]所述下平臺(tái)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括豎直導(dǎo)桿、水平導(dǎo)桿、滑桿套筒、滑桿和齒輪盤(pán)，所述豎直導(dǎo)桿底端與浮箱鉸接，上端與水平導(dǎo)桿固接，所述水平導(dǎo)桿與滑桿套筒固接，所述滑桿安裝在滑桿套筒內(nèi)，滑桿兩端與兩齒輪盤(pán)鉸接；
[0007]所述齒輪箱主要包括輸入齒輪、輸入軸、輸出軸、三個(gè)錐齒輪和兩個(gè)單向軸承，所述輸入齒輪與兩齒輪盤(pán)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(nèi)圓，兩單向軸承可轉(zhuǎn)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(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子固接，上述三個(gè)錐齒輪可互相嚙合，所述第一發(fā)電機(jī)固定在下平臺(tái)上；
[0008]所述偏航機(jī)構(gòu)主要包括偏航電機(jī)、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(jī)轉(zhuǎn)子同軸固連，所述齒圈通過(guò)螺栓固定在平臺(tái)支柱上，所述行星齒輪托板固接在平臺(tái)支柱上空隙內(nèi)，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(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)主要包括轉(zhuǎn)架基座、上轉(zhuǎn)架、下轉(zhuǎn)架、平衡齒輪和擋板;所述轉(zhuǎn)架基座固接在齒圈上，兩基座上下及左右錯(cuò)開(kāi)，所述上轉(zhuǎn)架與下轉(zhuǎn)架安放在對(duì)應(yīng)基座上，上轉(zhuǎn)架下部的外齒圈與下轉(zhuǎn)架的內(nèi)齒圈分度圓直徑相同以實(shí)現(xiàn)同步轉(zhuǎn)動(dòng)，其間通過(guò)兩個(gè)平衡齒輪傳動(dòng)，所述上轉(zhuǎn)架的上部?jī)?nèi)齒圈與輸出齒輪嚙合，實(shí)現(xiàn)將轉(zhuǎn)架動(dòng)能輸出，所述擋板有兩個(gè)槽型滑道，可保證上轉(zhuǎn)架與下轉(zhuǎn)架兩對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)臂在內(nèi)自由滑動(dòng)；
[0010]所述第二發(fā)電機(jī)位于上平臺(tái)內(nèi)部，其轉(zhuǎn)子通過(guò)兩個(gè)錐齒輪與輸出齒輪傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)上述水平傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中動(dòng)能輸出，所述風(fēng)向傳感器固定于上平臺(tái)上部，向當(dāng)風(fēng)向改變時(shí)，風(fēng)向傳感器感應(yīng)到風(fēng)向，將信號(hào)傳輸給編程控制器發(fā)出指令驅(qū)動(dòng)偏航電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，使兩轉(zhuǎn)架基座連心線(xiàn)保持垂直于波浪水平運(yùn)動(dòng)方向，其電能由蓄電池提供。
[0011]有益效果:本發(fā)明提供的新型機(jī)械式波浪能發(fā)電裝置具有如下優(yōu)勢(shì):1、使用風(fēng)向傳感器感應(yīng)風(fēng)向來(lái)確定海流方向，控制偏航裝置自動(dòng)調(diào)整方向，實(shí)現(xiàn)迎流，提高波浪水平方向能量吸收效率;2、采用齒輪箱，實(shí)現(xiàn)將浮箱以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的雙向往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為齒輪箱輸出軸的單向運(yùn)動(dòng)，提高第一發(fā)電機(jī)效率;3、利用偏心同步上、下轉(zhuǎn)架的對(duì)應(yīng)兩轉(zhuǎn)臂的位差在海流迎擊時(shí)產(chǎn)生的壓力差推動(dòng)轉(zhuǎn)架轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)海流能量收集;4、采用直徑與浮箱行程相近的齒輪盤(pán)來(lái)實(shí)現(xiàn)將浮箱直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為齒輪盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，可以有效起到緩沖與加快齒輪箱輸入軸轉(zhuǎn)速的作用。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為本發(fā)明下平臺(tái)內(nèi)局部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖3為本發(fā)明齒輪箱局部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖4為本發(fā)明偏航機(jī)構(gòu)局部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖5為本發(fā)明水平轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)局部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖6為本發(fā)明去掉上平臺(tái)局部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖7為本發(fā)明上平臺(tái)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖8為本發(fā)明偏航控制原理圖。
[0020]符號(hào)說(shuō)明:1、下平臺(tái)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，2、第一發(fā)電機(jī)，3、齒輪箱，4、風(fēng)向傳感器，5、上平臺(tái)，6、水平轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，7、蓄電池，8、下平臺(tái)，9、浮箱套筒，10、浮箱，11、平臺(tái)支柱，12、偏航機(jī)構(gòu)，1(1)、豎直導(dǎo)桿，1(2)、水平導(dǎo)桿，1(3)、滑桿套筒，1(4)、滑桿，1(5)、齒輪盤(pán)，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(fā)電機(jī)，6(1)、下轉(zhuǎn)架，6(2)、同步齒輪，6(3)、上轉(zhuǎn)架，6(4)、轉(zhuǎn)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(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0021 ]下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明:
[0022]如圖1-7所示，本發(fā)明提供的一種新型機(jī)械式波浪能發(fā)電裝置主要包括:下平臺(tái)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)1、第一發(fā)電機(jī)2、齒輪箱3、風(fēng)向傳感器4、上平臺(tái)5、水平轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)6、蓄電池7、下平臺(tái)
8、浮箱套筒9、浮箱10、平臺(tái)支柱11、和偏航機(jī)構(gòu)12，所述下平臺(tái)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)1、齒輪箱3、第一發(fā)電機(jī)2和蓄電池7位于下平臺(tái)8上，所述偏航機(jī)構(gòu)12位于下平臺(tái)8以上的平臺(tái)支柱11內(nèi)，所述風(fēng)向傳感器4位于上平臺(tái)5上；
[0023]所述平臺(tái)支柱11打入于近海風(fēng)浪場(chǎng)的海底，所述浮箱10呈圓餅狀，隔著浮箱套筒9限定在平臺(tái)支柱上，所述下平臺(tái)8固定平臺(tái)支柱11上。浮箱10的翹曲邊緣可以將波浪的水平方向運(yùn)動(dòng)分出部分豎直分量，既可以減少波浪運(yùn)動(dòng)對(duì)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(tái)支柱11會(huì)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(hù)平臺(tái)。
[0024]所述下平臺(tái)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)I包括豎直導(dǎo)桿1(1)、水平導(dǎo)桿1(2)、滑桿套筒1(3)、滑桿I
(4)和齒輪盤(pán)1(5)，所述豎直導(dǎo)桿1(1)底端與浮箱10鉸接，上端與水平導(dǎo)桿1(2)固接，所述水平導(dǎo)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(nèi)，并可以在滑桿套筒1(3)內(nèi)平滑移動(dòng)，滑桿兩端與兩齒輪盤(pán)1(5)鉸接，同側(cè)兩齒輪盤(pán)1(5)的盤(pán)心差應(yīng)與水平導(dǎo)桿1(2)長(zhǎng)度相等，齒輪盤(pán)1(5)的直徑應(yīng)大于浮箱10上下移動(dòng)的行程，來(lái)避免浮箱10帶動(dòng)導(dǎo)桿對(duì)齒輪盤(pán)1(5)沖擊過(guò)猛，以此，齒輪盤(pán)1(5)上與滑桿1(3)連接的牽連點(diǎn)相比于浮箱10在豎直運(yùn)動(dòng)相同的情況下，總運(yùn)動(dòng)路程更長(zhǎng)，便可以適當(dāng)增大齒輪箱3輸入齒輪3(4)的轉(zhuǎn)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(gè)錐齒輪3(3)和兩個(gè)單向軸承3(1)，所述輸入齒輪3(4)與兩齒輪盤(pán)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(nèi)圓，兩單向軸承可轉(zhuǎn)動(dòng)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(fā)電機(jī)2轉(zhuǎn)子固接，上述三個(gè)錐齒輪可互相嚙合，以此，無(wú)論輸入齒輪3(4)正反轉(zhuǎn)均會(huì)轉(zhuǎn)化為輸出軸3
(5)的單向轉(zhuǎn)動(dòng)，所述第一發(fā)電機(jī)2固定在下平臺(tái)8上。
[0026]所述偏航機(jī)構(gòu)12主要包括偏航電機(jī)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(jī)12(5)轉(zhuǎn)子同軸固連，所述齒圈12(1)可在平臺(tái)支柱11上同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所述行星齒輪托板12(4)固定在平臺(tái)支柱11上部孔內(nèi)，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(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)6主要包括轉(zhuǎn)架基座6(4)、上轉(zhuǎn)架6(3)、下轉(zhuǎn)架6(I)、平衡齒輪6
(2)和擋板6(5);所述轉(zhuǎn)架基座6(4)通過(guò)螺栓接在齒圈12(1)上，兩轉(zhuǎn)架基座上下及左右錯(cuò)開(kāi)，所述上轉(zhuǎn)架6 (3)與下轉(zhuǎn)架6(1)安放在對(duì)應(yīng)基座上，上轉(zhuǎn)架6(3)下部的外齒圈與下轉(zhuǎn)架6(I)的內(nèi)齒圈分度圓直徑相同以實(shí)現(xiàn)同步轉(zhuǎn)動(dòng)，其間通過(guò)兩個(gè)平衡齒輪6(2)傳動(dòng)，所述上轉(zhuǎn)架6(3)的上部?jī)?nèi)齒圈與輸出齒輪5 (I)嚙合，實(shí)現(xiàn)將轉(zhuǎn)架動(dòng)能輸出，所述擋板6(5)有兩個(gè)槽型滑道，可保證上轉(zhuǎn)架6(3)與下轉(zhuǎn)架6(1)兩對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)臂自由滑動(dòng)，兩轉(zhuǎn)臂間距離最大時(shí)，波浪正迎擊擋板6(5)，而另一側(cè)兩轉(zhuǎn)臂間距最小，擋板6(5)側(cè)棱正對(duì)波浪，波浪對(duì)兩側(cè)擋板產(chǎn)生壓力差，推動(dòng)轉(zhuǎn)架轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0028]所述第二發(fā)電機(jī)5(3)位于上平臺(tái)5內(nèi)部，其轉(zhuǎn)子通過(guò)兩個(gè)錐齒輪5(2)與輸出齒輪5
(I)傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)上述水平傳動(dòng)機(jī)構(gòu)6中動(dòng)能輸出，所述風(fēng)向傳感器4固定于上平臺(tái)5上部，向當(dāng)風(fēng)向改變時(shí)，風(fēng)向傳感器4感應(yīng)到風(fēng)向，將信號(hào)傳輸給編程控制器發(fā)出指令驅(qū)動(dòng)偏航電機(jī)12
(5)運(yùn)轉(zhuǎn)，使兩轉(zhuǎn)架基座6(4)連心線(xiàn)保持垂直于波浪水平運(yùn)動(dòng)方向，其電能由蓄電池7提供。
[0029]上面以舉例方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明不限于上述具體實(shí)施例，凡基于本發(fā)明原理所做的任何改動(dòng)或變型均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型機(jī)械式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于:下平臺(tái)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、第一發(fā)電機(jī)、齒輪箱、風(fēng)向傳感器、上平臺(tái)、水平轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、蓄電池、下平臺(tái)、浮箱套筒、浮箱、平臺(tái)支柱和偏航機(jī)構(gòu)等，所述下平臺(tái)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、齒輪箱、第一發(fā)電機(jī)和蓄電池位于下平臺(tái)上，所述偏航機(jī)構(gòu)位于下平臺(tái)以上的平臺(tái)支柱內(nèi)，所述水平轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)位于偏航機(jī)構(gòu)以上，可實(shí)現(xiàn)海流水平方向能量收集，所述風(fēng)向傳感器位于上平臺(tái)上感應(yīng)風(fēng)向。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下平臺(tái)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于:包括豎直導(dǎo)桿、水平導(dǎo)桿、滑桿套筒、滑桿和齒輪盤(pán)，所述豎直導(dǎo)桿底端與浮箱鉸接，上端與水平導(dǎo)桿固接，所述水平導(dǎo)桿與滑桿套筒固接，所述滑桿安裝在滑桿套筒內(nèi)，滑桿兩端與兩齒輪盤(pán)鉸接。3.根據(jù)權(quán)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(gè)錐齒輪和兩個(gè)單向軸承，所述輸入齒輪與兩齒輪盤(pán)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(guò)平鍵嵌于錐齒輪內(nèi)圓，兩單向軸承可轉(zhuǎn)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(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子固接，上述三個(gè)錐齒輪可互相嚙合，所述第一發(fā)電機(jī)固定在下平臺(tái)上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其主要特征在于:主要包括轉(zhuǎn)架基座、上轉(zhuǎn)架、下轉(zhuǎn)架、平衡齒輪和擋板;所述轉(zhuǎn)架基座固接在齒圈上，兩基座上下及左右錯(cuò)開(kāi)，所述上轉(zhuǎn)架與下轉(zhuǎn)架安放在對(duì)應(yīng)基座上，上轉(zhuǎn)架下部的外齒圈與下轉(zhuǎn)架的內(nèi)齒圈分度圓直徑相同以實(shí)現(xiàn)同步轉(zhuǎn)動(dòng)，其間通過(guò)兩個(gè)平衡齒輪傳動(dòng)，所述上轉(zhuǎn)架的上部?jī)?nèi)齒圈與輸出齒輪嚙合，實(shí)現(xiàn)將轉(zhuǎn)架動(dòng)能輸出，所述擋板有兩個(gè)槽型滑道，可保證上轉(zhuǎn)架與下轉(zhuǎn)架兩對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)臂在內(nèi)自由滑動(dòng)。
【文檔編號(hào)】H02K7/116GK105840402SQ201610331097
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年5月18日
【發(fā)明人】史益典, 張慧銘, 關(guān)世偉, 隋博宇, 張立軍, 劉振東
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油大學(xué)(華東)