專利名稱：擺式波浪能發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種波浪能發(fā)電裝置，尤其是涉及一種擺式波浪能發(fā)電裝置，屬于海洋能利用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代工業(yè)的蓬勃發(fā)展，能源已成為人類活動的物質(zhì)基礎(chǔ)，由于煤炭、石油、天然氣等一次性常規(guī)能源有限，且不可再生。人們正在著手開發(fā)各種新型能源，例如太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒑Ｑ竽?、生物能等等。其中海洋能全世界理論上可再生的海洋能總量約為766億千瓦，技術(shù)允許利用功率為64億千瓦，約為目前全世界發(fā)電機(jī)容量的2倍，海洋已成為世界上最大的太陽能集熱器和儲能系統(tǒng)。理論上，60萬平方公里的熱帶海洋每天吸收太陽輻射量，相當(dāng)于250億萬桶石油所蘊(yùn)含的能量。盡管海洋能有巨大的發(fā)展?jié)摿?，但人類對波浪能的利用還是比較少的，主要是由 于海洋能的技術(shù)及成本問題，因此，如何把海洋能能轉(zhuǎn)化成可利用的能源是各國相關(guān)人員研究的課題。把海洋能中重要的波浪能轉(zhuǎn)化為電能是一種應(yīng)用方式，具體是將波浪所帶的水動量轉(zhuǎn)化為機(jī)械相對運(yùn)動，進(jìn)而帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電的一個(gè)過程。轉(zhuǎn)化過程中要如何避免能量的損失是一個(gè)重要問題。目前，小型波浪能發(fā)電裝置有多種結(jié)構(gòu)，大致可分為固定式和漂浮式，固定式發(fā)電裝置對于抵抗災(zāi)害性天氣的能力比較差，而且安裝地點(diǎn)也會受到限制，基建成本高，投入比較大。而漂浮式發(fā)電裝置由于漂浮相對運(yùn)動產(chǎn)生則較為困難，致使發(fā)電效率低。對于如何使波浪能發(fā)電裝置產(chǎn)生相對運(yùn)動的能力，并提高發(fā)電效率，是波浪能發(fā)電技術(shù)運(yùn)用的關(guān)鍵。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種擺式波浪能發(fā)電裝置，該擺式波浪能發(fā)電裝置可以吸收全波浪作用在擺板上的波浪力，使轉(zhuǎn)換效率大幅提高，也充分發(fā)揮了波浪能的發(fā)電效率。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種擺式波浪能發(fā)電裝置，包括擺板、對擺板的擺動進(jìn)行傳遞的機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)、固定機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)的底座、以及把機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)中的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能的發(fā)電機(jī)，所述擺板通過擺板軸與機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)相連，所述機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)通過聯(lián)軸器與發(fā)電機(jī)的電機(jī)軸相連。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)包括曲軸、同步帶、兩個(gè)同步帶輪、兩個(gè)曲軸連桿、兩個(gè)齒條及兩個(gè)轉(zhuǎn)動方向相同的單向離合器，所述兩個(gè)同步帶輪通過同步帶相連，所述一同步帶輪安設(shè)在擺板軸上，另一同步帶輪安設(shè)在曲軸上，所述兩個(gè)曲軸連桿的一端均安設(shè)在曲軸上，且曲軸與兩個(gè)曲軸連桿連接處的曲軸軸頸呈180°角，所述兩個(gè)曲軸連桿的另一端分別與兩個(gè)齒條相連，所述每個(gè)齒條分別通過與其配合的單向離合器相連，所述兩個(gè)單向離合器同軸，并與聯(lián)軸器連接，所述齒條安設(shè)在底座上。[0009]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述底座上設(shè)有支座，所述曲軸安設(shè)在支座上。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述底座上設(shè)有兩個(gè)齒條滑槽，所述兩個(gè)齒條分別安設(shè)在兩個(gè)齒條滑槽上。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述每個(gè)單向離合器均包括星輪、外軛、滾柱、彈簧及頂柱，所述外軛置于星輪的外側(cè)，其外周與齒條相嚙合，所述星輪外周為楔形齒結(jié)構(gòu)，且楔形齒兩側(cè)面的長度不同，分為長側(cè)面和短側(cè)面，所述滾柱設(shè)置在星輪的楔形齒間，并與外軛相配合，所述滾柱通過頂柱與彈簧相頂持，所述彈簧的一端安設(shè)在星輪楔形齒的短側(cè)面上，所述星輪通過轉(zhuǎn)軸與聯(lián)軸器相連。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述底座上連接有一支架，所述擺板通過擺板軸安設(shè)在支架上。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述支架的一內(nèi)側(cè)面上設(shè)有水平滑槽及與水平滑槽相配合的水平滑塊，所述擺板的一內(nèi)側(cè)面設(shè)有垂直滑槽及與垂直滑槽相配合的垂直滑 塊，所述水平滑塊與垂直滑塊相互鉸接，所述垂直滑槽的上端安設(shè)有彈簧，所述彈簧的另一端與凸起的碰撞頭相頂持，所述碰撞頭可移動的最下方位置與支架相對應(yīng)。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述發(fā)電機(jī)與整流模塊電連接。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述整流模塊與蓄電池電連接。本實(shí)用新型的有益效果本實(shí)用新型通過作用在擺板上的波浪力，再經(jīng)過機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)可達(dá)到吸收全波浪的效果，轉(zhuǎn)換效率從理論上提高了一倍，從而可以很好地實(shí)現(xiàn)波浪的全面吸收，提高發(fā)電效率。上述說明僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實(shí)用新型的技術(shù)手段，依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本實(shí)用新型的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。

圖I為本實(shí)用新型擺式波浪能發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型擺式波浪能發(fā)電裝置側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實(shí)用新型擺式波浪能發(fā)電裝置另一角度結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本實(shí)用新型單向離合器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本實(shí)用新型擺板上垂直滑塊及碰撞頭的局部放大示意圖。圖示標(biāo)號說明1、底座；11、齒條滑槽；12、支座；13、支座；2、擺板；21、擺板軸；22、垂直滑槽；23、垂直滑塊；24、彈簧；25、碰撞頭；3、機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)；31、同步帶；32、同步帶輪、33、曲軸連桿；34、曲軸'K、曲軸軸頸；B、曲軸軸頸；6A、齒條；6B、齒條；7A、單向離合器；7B、單向離合器；4、發(fā)電機(jī)；5、支架；51、水平滑槽；52、水平滑塊；71、外軛；72、星輪；73、滾柱；74、彈簧；75、頂柱；76、轉(zhuǎn)軸；77、長側(cè)面；78、短側(cè)面；8、聯(lián)軸器。
具體實(shí)施方式
為更進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，
以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對依據(jù)本實(shí)用新型提出的擺式波浪能發(fā)電裝置的體實(shí)施方式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。[0025]如圖I所示，本實(shí)用新型擺式波浪能發(fā)電裝置包括底座I、擺板2、機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)3、發(fā)電機(jī)4及支架5。所述底座I可以固定在岸邊，也可以放置在波浪中，用于固定機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)3，從而使機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)3不發(fā)生移動，進(jìn)一步可以防止機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)3隨波浪而一起運(yùn)動。所述擺板2置于波浪中，隨著波浪運(yùn)動而帶動擺板2進(jìn)行擺動，所述擺板2的擺動通過擺板軸21把能量傳遞給與之相連的機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)3。即利用波浪能推動擺板2擺動，從而把波能裝換成機(jī)械能。如圖2及圖3所示，所述支架5與底座I固定相連，所述擺板2通過擺板軸21安設(shè)在支架5上，所述支架5的一內(nèi)側(cè)面上設(shè)有水平滑槽51及與水平滑槽51相配合的水平滑塊52。如圖5所示，在擺板2的一內(nèi)側(cè)面設(shè)有垂直滑槽22及與垂直滑槽22相配合的垂直滑塊23，所述垂直滑塊23與水平滑塊52相鉸接。所述垂直滑槽22的上端安設(shè)有彈簧 24，所述彈簧24的另一端與凸起的碰撞頭25相頂持，所述凸起的碰撞頭25可移動的最下方位置與支架5相對應(yīng)。當(dāng)擺板2擺動時(shí)，垂直滑塊23沿著擺板2上的垂直滑槽22內(nèi)相對滑動，由于水平滑塊52與垂直滑塊23相鉸接，水平滑塊52在支架5上的水平滑槽51內(nèi)進(jìn)行水平滑移。當(dāng)擺板2以一定速度擺動時(shí),使與碰撞頭25相頂持的彈簧24被壓縮。同時(shí),擺板2會以它的擺板軸21為回轉(zhuǎn)中心開始往復(fù)運(yùn)動，保證擺板2不會超過它的行程范圍，使擺板2可以有效工作。如圖I所示,所述機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)3包括同步帶31、通過同步帶31相連的兩個(gè)同步帶輪32、兩個(gè)曲軸連桿33、一個(gè)曲軸34、兩個(gè)齒條及兩個(gè)同向轉(zhuǎn)動的單向離合器。所述其中一同步帶輪32安設(shè)在擺板軸21上，另一同步帶輪32安設(shè)在曲軸34上。所述兩個(gè)曲軸連桿33的一端均安設(shè)在曲軸34上，曲軸34與兩個(gè)曲軸連桿33連接處為曲軸軸頸A及曲軸軸頸B，兩者呈180度角，所述兩個(gè)曲軸連桿33的另一端分別與兩個(gè)齒條相連，其中一個(gè)齒條6A與其配合的單向離合器7A相嚙合，另一個(gè)齒條6B與其配合的單向離合器7B相嚙合，所述單向離合器7A和單向離合器7B同軸連接，并通過聯(lián)軸器8與電機(jī)軸相連，所述齒條6A及齒條6B均安設(shè)在底座I上。所述底座I上設(shè)有兩個(gè)齒條滑槽11，所述兩個(gè)齒條6A及6B分別安設(shè)在兩個(gè)齒條滑槽11內(nèi)，使齒條6A及齒條6B可以限定在軌道內(nèi)。所述底座I上設(shè)有支座12，所述曲軸34安設(shè)在支座12上，使曲軸34可以順利轉(zhuǎn)動。當(dāng)擺板2在波浪中擺動時(shí)，經(jīng)擺動軸21帶動與擺動軸21相連的同步帶輪32轉(zhuǎn)動，通過同步帶31的傳動,再帶動與曲軸34相連的同步帶輪32轉(zhuǎn)動,進(jìn)而使曲軸34轉(zhuǎn)動，由于兩個(gè)曲軸連桿33與曲軸34連接處的曲軸軸頸A及曲軸軸頸B呈180度角，使兩個(gè)曲軸連桿34帶動的齒條6A及齒條6B作反向等變速直線運(yùn)動。將擺板2的周期性的往復(fù)運(yùn)動的輸出為單向直線運(yùn)動。如圖4所示，所述單向離合器7A及單向離合器7B，均包括外軛71、星輪72、滾柱73、彈簧74、頂柱75及轉(zhuǎn)軸76。所述外軛71外周與齒條相嚙合，并置于星輪72的外部，所述星輪72外側(cè)為楔形齒結(jié)構(gòu)，且楔形齒的兩側(cè)面的長度不同，分為長側(cè)面77和短側(cè)面78，所述滾柱73設(shè)置在星輪72的楔形齒間，并與外軛71相配合，所述滾柱73通過頂柱75與彈簧74相頂持，所述彈簧74的一端安設(shè)在星輪楔形齒的短側(cè)面78上，彈簧74的一端可以安設(shè)在短側(cè)面78的凹槽內(nèi)，也可以安設(shè)在短側(cè)面78的端面。所述星輪72通過其轉(zhuǎn)軸76與聯(lián)軸器8相連，所述底座I上設(shè)有支座13，所述轉(zhuǎn)軸76安設(shè)在支座13上，從而使轉(zhuǎn)軸76可以順利轉(zhuǎn)動。所述單向離合器中的滾柱73在彈簧74的彈簧力作用下，始終與外軛71和星輪72接觸。當(dāng)外軛71逆時(shí)針主動旋轉(zhuǎn)，或星輪72順時(shí)針主動旋轉(zhuǎn)時(shí)，單向離合器均進(jìn)入楔合狀態(tài)，即工作狀態(tài)；反之，單向離合器為脫開狀態(tài)。當(dāng)動力源驅(qū)動被動元件時(shí)只能單一方向傳動，若動力源轉(zhuǎn)變方向時(shí)，如順時(shí)針變?yōu)槟鏁r(shí)針方向，被動元件則會自動脫離不產(chǎn)生任何動力傳送的功能。單向離合器的滾柱73在滾道內(nèi)能自由轉(zhuǎn)動，磨損后仍能保持圓形 ，而且滾柱73與星輪72及外軛71的接觸點(diǎn)在楔緊和分離時(shí)并不相同，磨損均勻；當(dāng)過載時(shí)，滾柱73滑動，單向離合器不會受到破壞，離合器仍能鎖緊，恢復(fù)正常工作狀態(tài)。當(dāng)然，單向離合器工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)動方向也可以是外軛71順時(shí)針主動旋轉(zhuǎn)，只要改變楔形齒的安裝方向即可。如圖I所示，當(dāng)曲軸連桿33帶動齒條6A從圖中向右運(yùn)動，單向離合器7A外軛的齒輪便會被帶動作順時(shí)針的轉(zhuǎn)動，此時(shí)單向離合器7A空轉(zhuǎn)不工作，同時(shí)曲軸軸頸B帶動齒條6B向左運(yùn)動，單向離合器7B外軛的齒輪便會被帶動作逆時(shí)針的轉(zhuǎn)動，此時(shí)單向離合器7B工作帶動轉(zhuǎn)軸76轉(zhuǎn)動，通過聯(lián)軸器從而使電機(jī)軸轉(zhuǎn)動使得發(fā)電機(jī)發(fā)電；同理當(dāng)齒條6A在圖中向左運(yùn)動，齒條6B向右運(yùn)動時(shí)，此時(shí)單向離合器7B空轉(zhuǎn)不工作，單向離合器7A工作帶動轉(zhuǎn)軸76轉(zhuǎn)動使得發(fā)電機(jī)發(fā)電，轉(zhuǎn)軸76轉(zhuǎn)動的方向與第一種情況一樣，這樣不論齒條作往復(fù)運(yùn)動時(shí)的方向如何，齒條帶動相應(yīng)的外軛做周期運(yùn)動，使兩個(gè)同軸同向的單向離合器中的一個(gè)工作，將往復(fù)直線運(yùn)動轉(zhuǎn)化為輸出端相同、轉(zhuǎn)動方向相同的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。利用單向離合器只能一個(gè)方向轉(zhuǎn)動的特性，機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)3吸收了全波浪作用在擺板2上的波浪力，因此轉(zhuǎn)換效率從理論上提高了一倍，可以實(shí)現(xiàn)全波吸收。通過單向離合器輸出單向轉(zhuǎn)動，與發(fā)電機(jī)4相連，可以保證正常發(fā)電。所述發(fā)電機(jī)4發(fā)出的電先經(jīng)過三相整流電路將交流電轉(zhuǎn)換成直流電，再經(jīng)過直流電壓調(diào)節(jié)后給蓄電池充電，即把發(fā)動機(jī)4發(fā)出的交流電變?yōu)橹绷麟姴⒋鎯Φ叫铍姵刂?。這樣可以更有效地利用波能和穩(wěn)定壓力，也可以再經(jīng)過DC/DC變化器把直流電轉(zhuǎn)化為交流電供用戶使用。DC/DC變化器的主要作用是用于調(diào)節(jié)卸荷負(fù)載回路的負(fù)載大小，從而實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)輸出功率和蓄電池充放電的調(diào)節(jié)控制。發(fā)電機(jī)輸出多余的電能由卸荷負(fù)載負(fù)責(zé)消耗，從而維持系統(tǒng)能量的平衡，保護(hù)波浪能裝置中的發(fā)電機(jī)組。凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種擺式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于包括擺板、對擺板的擺動進(jìn)行傳遞的機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)、固定機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)的底座、以及把機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)中的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能的發(fā)電機(jī)，所述擺板通過擺板軸與機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)相連，所述機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)通過聯(lián)軸器與發(fā)電機(jī)的電機(jī)軸相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的擺式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于所述機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)包括曲軸、同步帶、兩個(gè)同步帶輪、兩個(gè)曲軸連桿、兩個(gè)齒條及兩個(gè)轉(zhuǎn)動方向相同的單向離合器，所述兩個(gè)同步帶輪通過同步帶相連，所述一同步帶輪安設(shè)在擺板軸上，另一同步帶輪安設(shè)在曲軸上，所述兩個(gè)曲軸連桿的一端均安設(shè)在曲軸上，且曲軸與兩個(gè)曲軸連桿連接處的曲軸軸頸呈180°角，所述兩個(gè)曲軸連桿的另一端分別與兩個(gè)齒條相連，所述每個(gè)齒條分別通過與其配合的單向離合器相連，所述兩個(gè)單向離合同軸，并與聯(lián)軸器連接，所述齒條安設(shè)在底座上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的擺式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于所述底座上設(shè)有支座，所述曲軸安設(shè)在支座上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的擺式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于所述底座上設(shè)有兩個(gè)齒條滑槽，所述兩個(gè)齒條分別安設(shè)在兩個(gè)齒條滑槽上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的擺式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于所述每個(gè)單向離合器均包括星輪、外軛、滾柱、彈簧及頂柱，所述外軛置于星輪的外側(cè)，其外周與齒條相嚙合，所述星輪外側(cè)為楔形齒結(jié)構(gòu)，且楔形齒兩側(cè)面的長度不同，分為長側(cè)面和短側(cè)面，所述滾柱設(shè)置在星輪的楔形齒間，并與外軛相配合，所述滾柱通過頂柱與彈簧相頂持，所述彈簧的一端安設(shè)在星輪楔形齒的短側(cè)面上，所述星輪通過轉(zhuǎn)軸與聯(lián)軸器相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的擺式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于所述底座上連接有一支架，所述擺板通過擺板軸安設(shè)在支架上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的擺式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于所述支架的一內(nèi)側(cè)面上設(shè)有水平滑槽及與水平滑槽相配合的水平滑塊，所述擺板的一側(cè)面設(shè)有垂直滑槽及與垂直滑槽相配合的垂直滑塊，所述水平滑塊與垂直滑塊相互鉸接，所述垂直滑槽的上端安設(shè)有彈簧，所述彈簧的另一端與凸起的碰撞頭相頂持，所述碰撞頭可移動的最下方位置與支架相對應(yīng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的擺式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于所述發(fā)電機(jī)與整流模塊電連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的擺式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于所述整流模塊與蓄電池電連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種波浪能發(fā)電裝置，尤其是涉及一種擺式波浪能發(fā)電裝置，屬于海洋能利用技術(shù)領(lǐng)域。其結(jié)構(gòu)包括擺板、對擺板的擺動進(jìn)行傳遞的機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)、固定機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)的底座、以及把機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)中的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能的發(fā)電機(jī)，所述擺板通過擺板軸與機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)相連，所述機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)通過聯(lián)軸器與發(fā)電機(jī)的電機(jī)軸相連。本實(shí)用新型通過作用在擺板上的波浪力，再經(jīng)過機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)可達(dá)到吸收全波浪的效果，轉(zhuǎn)換效率大幅提高，可以很好地實(shí)現(xiàn)波浪的全面吸收，提高發(fā)電效率。
文檔編號F03B13/14GK202707354SQ20122040722
公開日2013年1月30日 申請日期2012年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月16日
發(fā)明者曹守啟, 付淑漫, 韓彥嶺, 趙洋, 吳子岳 申請人:上海海洋大學(xué)