隨機(jī)運(yùn)動(dòng)與空間直線運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)換裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種能量轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)裝置，具體涉及一種集多自由度搖擺驅(qū)動(dòng)裝置。一種隨機(jī)運(yùn)動(dòng)與空間直線運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)換裝置，其技術(shù)方案是，四根伸縮桿（2）的兩端通過萬向節(jié)連接在平臺(tái)A（1）與平臺(tái)B（4）上，伸縮桿（2）與平臺(tái)A（1）或平臺(tái)B（4）上的連接點(diǎn)均位于同一圓周線上；在兩個(gè)圓周線的中心位置設(shè)置兩根串聯(lián)連接的被動(dòng)伸縮桿（3），兩根被動(dòng)伸縮桿（3）之間通過萬向節(jié)連接。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)隨機(jī)運(yùn)動(dòng)與空間直線運(yùn)動(dòng)的相互轉(zhuǎn)換，可作為波浪能的提取以及集多種多自由度搖擺驅(qū)動(dòng)裝置。
【專利說明】隨機(jī)運(yùn)動(dòng)與空間直線運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)換裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及ー種能量轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)裝置，具體涉及ー種集多自由度搖擺驅(qū)動(dòng)裝置?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]礦物燃料是不可再生資源，加上全球變暖和氣候變化，使人類越發(fā)急迫對(duì)可再生清潔能源進(jìn)行探索，海洋能則是巨大的可再生能源之一，中國(guó)具有豐富的海洋資源，充分利用海洋資源是我國(guó)解決能源危機(jī)和環(huán)境問題重要方法之一。目前現(xiàn)有技術(shù)中海洋能的利用主要有潮汐提取海水勢(shì)能發(fā)電，波浪能直接驅(qū)動(dòng)渦輪發(fā)電和振蕩水柱式發(fā)電等。潮汐發(fā)電受到地域很大的限制，同時(shí)海岸線海浪能量的損失比較大；渦輪直接發(fā)電只要配置合適的錨泊系統(tǒng)就可以擺脫地域的限制，但要準(zhǔn)確地捕捉無規(guī)律海浪的運(yùn)動(dòng)卻是一個(gè)艱巨的挑戰(zhàn)；振蕩水柱式發(fā)電則需要固定結(jié)構(gòu)，巨大海浪會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)造成很大的破壞，同時(shí)振蕩水柱式發(fā)電是利用空氣的相對(duì)流動(dòng)推動(dòng)渦輪發(fā)電，其功率較小。
[0003]運(yùn)動(dòng)工作臺(tái)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于船舶、航空航天、駕駛訓(xùn)練等領(lǐng)域中，而搖擺臺(tái)是運(yùn)動(dòng)工作臺(tái)中最常見的ー種，搖擺臺(tái)常常用來測(cè)試船舶抗搖擺性能以及用作減搖抗振阻尼等方面的模擬研究，常見的有三自由度、四自由度和六自由度搖擺臺(tái)，三自由度應(yīng)用的較多，自由度越多，搖擺臺(tái)的運(yùn)行軌跡就越難控制，精度就越低，因此在滿足試驗(yàn)或研究需要的情況下盡量使用自由度少的搖擺臺(tái)，但目前還未有實(shí)現(xiàn)多種自由度運(yùn)動(dòng)集成的搖擺臺(tái)來滿足不同的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是，提供一種隨機(jī)運(yùn)動(dòng)與空間直線運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)換裝置，該裝置可以將隨機(jī)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榭臻g直線運(yùn)動(dòng)，具體的說可以使變化無常的波浪能轉(zhuǎn)化為可用的壓カ能，還可以作為ー種可調(diào)自由度的多功能搖擺驅(qū)動(dòng)裝置。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種隨機(jī)運(yùn)動(dòng)與空間直線運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)換裝置，它包括:平臺(tái)A、伸縮桿、被動(dòng)伸縮桿與平臺(tái)B ；
[0006]伸縮桿的數(shù)量有四根，四根伸縮桿的兩端通過萬向節(jié)連接在平臺(tái)A與平臺(tái)B上，イ申縮桿與平臺(tái)A或平臺(tái)B上的連接點(diǎn)均位于同一圓周上；在兩個(gè)圓周的中心位置設(shè)置兩根串聯(lián)連接的被動(dòng)伸縮桿，兩根被動(dòng)伸縮桿之間通過萬向節(jié)連接。
[0007]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)隨機(jī)運(yùn)動(dòng)與空間直線運(yùn)動(dòng)的相互轉(zhuǎn)換，可作為波浪能的提取以及集多種多自由度搖擺驅(qū)動(dòng)裝置。當(dāng)本裝置作為波浪能的提取裝置時(shí)，平臺(tái)所作的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)作為驅(qū)動(dòng)裝置，實(shí)現(xiàn)能量的輸入，伸縮桿作為被動(dòng)裝置，實(shí)現(xiàn)能力的輸出，通過控制被動(dòng)伸縮桿可使裝置適應(yīng)不同海況的變化，最大限度的提取波浪能；而當(dāng)本裝置作為搖擺臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置時(shí)，伸縮桿作為動(dòng)カ驅(qū)動(dòng)裝置，平臺(tái)則作為運(yùn)動(dòng)輸出裝置，通過控制被動(dòng)伸縮桿可以實(shí)現(xiàn)多種自由度平臺(tái)集于一體的搖擺驅(qū)動(dòng)裝置，滿足不同的需求和控制精度。【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖2為本發(fā)明作為波浪能量吸收轉(zhuǎn)換裝置時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖3為本發(fā)明三自由度搖擺運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖4為本發(fā)明四自由度搖擺運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖5為本發(fā)明六自由度搖擺運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]其中，1-平臺(tái)A、2-伸縮桿、3-被動(dòng)伸縮桿、4-平臺(tái)B。
【具體實(shí)施方式】
[0014]參見附圖1，一種隨機(jī)運(yùn)動(dòng)與空間直線運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)換裝置，它包括:平臺(tái)Al、伸縮桿2、被動(dòng)伸縮桿3與平臺(tái)B4 ；
[0015]伸縮桿2的數(shù)量有四根，四根伸縮桿2的兩端通過萬向節(jié)連接在平臺(tái)Al與平臺(tái)B4上，伸縮桿2與平臺(tái)Al或平臺(tái)B4上的連接點(diǎn)均位于同一圓周上；在兩個(gè)圓周的中心位置設(shè)置兩根串聯(lián)連接的被動(dòng)伸縮桿3，兩根所述被動(dòng)伸縮桿3之間通過萬向節(jié)連接。
[0016]參見附圖2，本發(fā)明作為波浪能量吸收轉(zhuǎn)換裝置，平臺(tái)Al與平臺(tái)B4固定連接浮箱，將浮箱與本發(fā)明一起放置于海面上，當(dāng)海面形成波浪吋，波浪起伏和流動(dòng)形成的浮力或沖擊カ作用于浮箱上，無論海浪的運(yùn)動(dòng)多么復(fù)雜，只要浪高和波長(zhǎng)達(dá)到一定程度，波浪的綜合作用力就會(huì)推動(dòng)兩浮箱間上下起伏或左右擺動(dòng)等相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因此平臺(tái)Al與平臺(tái)B4也跟隨產(chǎn)生一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)?？刂粕炜s桿2的長(zhǎng)度，平臺(tái)Al與平臺(tái)B4間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)就會(huì)迫使一部分伸縮桿2作拉伸運(yùn)動(dòng)，而另一部分伸縮桿2作壓縮運(yùn)動(dòng)，周而復(fù)始，伸縮桿2 —直在作空間直線運(yùn)動(dòng)。當(dāng)采用液壓缸作為伸縮桿3吋，活塞桿就會(huì)在缸體內(nèi)作相對(duì)直線運(yùn)動(dòng)，從而推動(dòng)缸內(nèi)液壓油流出或流入，也就是說這種運(yùn)動(dòng)可以將波浪無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗茌敵?，這些液壓能就作為發(fā)電機(jī)或其他用途的動(dòng)カ源，實(shí)現(xiàn)波浪能的提取。
[0017]根據(jù)海況實(shí)時(shí)的控制被動(dòng)伸縮桿3長(zhǎng)度來控制兩浮箱間的距離和相對(duì)運(yùn)動(dòng)中心點(diǎn)，可以在不同波長(zhǎng)或級(jí)別上最大限度的提取波浪能，提高工作效率；
[0018]參見附圖3，本發(fā)明作為搖擺運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，可實(shí)現(xiàn)集多種自由度于一體滿足多種搖擺工作臺(tái)的需求以及控制精度。平臺(tái)Al、作為固定結(jié)構(gòu)，平臺(tái)B4作為工作搖擺臺(tái)，伸縮桿2作為動(dòng)カ輸入，被動(dòng)伸縮桿3作為被動(dòng)支撐結(jié)構(gòu)，當(dāng)兩根被動(dòng)伸縮桿3壓縮并在理想最短位置固定時(shí)，其萬向節(jié)將無限接近于平臺(tái)B4，固定被動(dòng)伸縮桿3的長(zhǎng)度，通過控制伸縮桿2的動(dòng)カ輸入，平臺(tái)B4就可以做橫蕩、縱蕩、以及艏搖的三自由度搖擺運(yùn)動(dòng)。
[0019]參見附圖4，當(dāng)其中一根被動(dòng)伸縮桿3壓縮并在理想最短位置固定時(shí)，其上的萬向節(jié)將無限接近于平臺(tái)B4，另ー根被動(dòng)伸縮桿3的長(zhǎng)度沒施加約束時(shí)，通過控制伸縮桿2的動(dòng)カ輸入，平臺(tái)B4就可以做橫蕩、縱蕩、艏搖和縱蕩的四自由度搖擺運(yùn)動(dòng)。
[0020]參見附圖5，當(dāng)對(duì)兩根被動(dòng)伸縮桿3長(zhǎng)度均實(shí)施無約束時(shí)，通過控制伸縮桿2的動(dòng)カ輸入，平臺(tái)B4就可以實(shí)現(xiàn)空間垂蕩、縱蕩、橫蕩、縱搖、橫搖和艏搖的六自由度搖擺運(yùn)動(dòng)。同樣也可將平臺(tái)B4作為固定結(jié)構(gòu)，平臺(tái)Al作為工作搖擺臺(tái)。
【權(quán)利要求】
1.一種隨機(jī)運(yùn)動(dòng)與空間直線運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)換裝置，其特征是，它包括:平臺(tái)A(l)、伸縮桿(2)、被動(dòng)伸縮桿(3)與平臺(tái)B (4)； 所述伸縮桿(2)的數(shù)量有四根，四根所述伸縮桿(2)的兩端通過萬向節(jié)連接在所述平臺(tái)A (I)與所述平臺(tái)B (4)上，所述伸縮桿(2)與所述平臺(tái)A (I)或所述平臺(tái)B (4)上的連接點(diǎn)均位于同一圓周上；在兩個(gè)所述圓周的中心位置設(shè)置兩根串聯(lián)連接的所述被動(dòng)伸縮桿(3 )，兩根所述被動(dòng)伸縮桿(3 )之間通過萬向節(jié)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的ー種隨機(jī)運(yùn)動(dòng)與空間直線運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)換裝置，其特征是，作為波浪能量吸收轉(zhuǎn)換裝置時(shí)，所述平臺(tái)A (I)與所述平臺(tái)B (4)固定連接浮箱。
3.如權(quán)利要求1所述的ー種隨機(jī)運(yùn)動(dòng)與空間直線運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)換裝置，其特征是，作為搖擺運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置時(shí)，所述平臺(tái)A (I)、所述平臺(tái)B (4)—個(gè)作為固定結(jié)構(gòu)，另ー個(gè)作為工作搖擺臺(tái)，所述伸縮桿(2)作為動(dòng)カ輸入，所述被動(dòng)伸縮桿(3)作為被動(dòng)支撐結(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】F03B13/20GK103498756SQ201310424120
【公開日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2013年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月17日
【發(fā)明者】提文猛, 邵成, 袁曉宇, 麻昔, 柳軍飛, 張光普, 王同春 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一〇研究所, 青島海山海洋裝備有限公司