本技術(shù)屬于水域領(lǐng)域，尤其涉及一種波浪能單向發(fā)電裝置及海洋檢測(cè)浮標(biāo)。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)有的水域檢測(cè)、海洋檢測(cè)、海洋航行等領(lǐng)域，都需要大量的電源實(shí)現(xiàn)持續(xù)性供電，尤其在于一些海洋檢測(cè)系統(tǒng)中，由于海域遠(yuǎn)離大陸，且海洋檢測(cè)設(shè)備往往是無(wú)人狀態(tài)下的運(yùn)行，又需要實(shí)現(xiàn)持續(xù)性的實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)于電源的持續(xù)性要求特別高，現(xiàn)有技術(shù)中，通常采用光伏發(fā)電作為系統(tǒng)的輸入能源，然而一旦遇到天氣惡劣的情況，容易導(dǎo)致發(fā)電量不足，基于此，設(shè)計(jì)者試圖增加多元的發(fā)電途徑，例如利用水浪的波動(dòng)起伏實(shí)現(xiàn)動(dòng)能發(fā)電，從而補(bǔ)充海洋設(shè)備的用電需求。然而現(xiàn)有的設(shè)計(jì)方式，往往結(jié)構(gòu)復(fù)雜、裝配較為困難，復(fù)雜的結(jié)構(gòu)在各配合環(huán)節(jié)中容易發(fā)生故障，一旦設(shè)備故障或損壞需要花較大工作量進(jìn)行維修和更換，使得這種輔助性發(fā)電裝置如同雞肋，效果不佳。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型的第一目的在于提供可直接利用波浪能量實(shí)現(xiàn)發(fā)電的、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝配簡(jiǎn)易、穩(wěn)定性強(qiáng)的波浪能單向發(fā)電裝置；

2、本實(shí)用新型的第二目的在于提供一種使用上述波浪能單向發(fā)電裝置實(shí)現(xiàn)發(fā)電的、裝配簡(jiǎn)單易行、穩(wěn)定性強(qiáng)的海洋檢測(cè)浮標(biāo)；

3、本實(shí)用新型的第三目的在于提供上述波浪能單向發(fā)電裝置應(yīng)用領(lǐng)域。

4、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種波浪能單向發(fā)電裝置，包括一浮筒、一棘輪組件以及一發(fā)電組件；

5、所述浮筒為柱體形，其外壁至少設(shè)有一條縱向齒條，以及與縱向齒條平行設(shè)置的至少一條限位導(dǎo)軌，所述限位導(dǎo)軌用于在應(yīng)用平臺(tái)上被限位裝置限位，實(shí)現(xiàn)浮筒在應(yīng)用平臺(tái)的上下縱向限位；

6、所述棘輪組件包括一轉(zhuǎn)軸，以及套置于轉(zhuǎn)軸的外齒輪、內(nèi)棘輪和第一皮帶輪，所述外齒輪受力可以轉(zhuǎn)軸為軸心轉(zhuǎn)動(dòng)，所述內(nèi)棘輪和第一皮帶輪與轉(zhuǎn)軸緊密配合，同步轉(zhuǎn)動(dòng)；所述外齒輪設(shè)為環(huán)狀，中空為一容置空間，所述內(nèi)棘輪位于容置空間內(nèi)，且外齒輪上設(shè)有一軸轉(zhuǎn)動(dòng)的棘爪，所述棘爪從外齒輪延伸頂靠至內(nèi)棘輪的輪齒的指定受力方向上，使得外齒輪在此受力方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可通過(guò)棘爪帶動(dòng)內(nèi)棘輪同向轉(zhuǎn)動(dòng)；所述棘爪被設(shè)計(jì)為當(dāng)外齒輪在相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，棘爪與內(nèi)棘輪的輪齒脫離，不產(chǎn)生干涉，從而不帶動(dòng)內(nèi)棘輪轉(zhuǎn)動(dòng)；

7、所述發(fā)電組件至少包括一第二皮帶輪，以及一受第二皮帶輪驅(qū)動(dòng)發(fā)電的發(fā)電機(jī)；

8、所述棘輪組件的外齒輪與浮筒的縱向齒條嚙合，所述第一皮帶輪與第二皮帶輪通過(guò)一皮帶連接；所述浮筒在波浪水域中受到波浪起伏上下時(shí)，可帶動(dòng)外齒輪來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)一步通過(guò)皮帶帶動(dòng)第二皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使得發(fā)電機(jī)發(fā)電。

9、進(jìn)一步，所述浮筒為圓柱體形，其外壁設(shè)有一條縱向齒條以及三條限位導(dǎo)軌，所述縱向齒條和限位導(dǎo)軌均勻分布于圓柱體形的外壁，所述應(yīng)用平臺(tái)上的限位裝置與三條限位導(dǎo)軌一一配合限位。

10、進(jìn)一步，所述限位導(dǎo)軌的上、下端皆設(shè)有向外或向側(cè)邊伸出的擋位凸塊。

11、進(jìn)一步，所述棘輪組件包括一棘輪底座，所述轉(zhuǎn)軸設(shè)置于棘輪底座上。

12、進(jìn)一步，所述外齒輪設(shè)有一穿過(guò)軸心的橫向軸，所述橫向軸可轉(zhuǎn)動(dòng)的套置于轉(zhuǎn)軸。

13、進(jìn)一步，所述棘爪包括兩側(cè)回軸臂及端部勾條，所述兩側(cè)回軸臂軸向轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)于外齒輪上，所述兩側(cè)回軸臂呈現(xiàn)回勾形態(tài)，前端部橫向設(shè)有端部勾條，所述端部勾條頂靠于內(nèi)棘輪的輪齒的指定受力方向上的對(duì)應(yīng)位置。

14、進(jìn)一步，所述內(nèi)棘輪的所有輪齒，在內(nèi)棘輪外圍間隔分布。

15、進(jìn)一步，所述發(fā)電組件設(shè)有發(fā)電底座，所述第二皮帶輪與發(fā)電機(jī)皆設(shè)置于發(fā)電底座，進(jìn)而通過(guò)發(fā)電底座固定于應(yīng)用平臺(tái)。

16、進(jìn)一步，所述內(nèi)棘輪的所有輪齒設(shè)置為平均分布于內(nèi)棘輪外圍的同向三角形態(tài)，其中每一輪齒的第一斜面與對(duì)應(yīng)切線(xiàn)的夾角稱(chēng)之為內(nèi)斜角α，所述α的角度范圍為25°≤α≤45°；每一輪齒的第二斜面與對(duì)應(yīng)切線(xiàn)的外夾角稱(chēng)之為外斜角β，所述β的角度范圍為60°≤β≤90°所述第二斜面的外力受力方向即為所述內(nèi)棘輪的輪齒指定受力方向；所述棘爪頂靠于其中任一外斜角β內(nèi)，隨著外齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)順勢(shì)對(duì)輪齒的第二斜面施加外力；當(dāng)外齒輪在相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，所述棘爪從所在輪齒的第一斜面脫離，不與輪齒產(chǎn)生干涉，此時(shí)，外齒輪帶動(dòng)棘爪空轉(zhuǎn)，不帶動(dòng)內(nèi)棘輪轉(zhuǎn)動(dòng)。

17、一種海洋檢測(cè)浮標(biāo)，作為應(yīng)用平臺(tái)使用上述波浪能單向發(fā)電裝置進(jìn)行全部或局部供電。

18、所述海洋檢測(cè)浮標(biāo)上設(shè)有一固定板，所述固定板設(shè)有一鏤空孔，所述鏤空孔上設(shè)有上述波浪能單向發(fā)電裝置的限位導(dǎo)軌一一對(duì)應(yīng)的限位裝置，所述浮筒穿過(guò)鏤空孔，浮筒下部置于下方水域內(nèi)，通過(guò)限位裝置與限位導(dǎo)軌一一對(duì)應(yīng)限位，實(shí)現(xiàn)浮筒在固定板的鏤空孔內(nèi)上下縱向移動(dòng)的同時(shí)被限位于其內(nèi)；所述棘輪組件和發(fā)電組件安裝于固定板，與浮筒實(shí)現(xiàn)動(dòng)作連動(dòng)。

19、采用本專(zhuān)利后，由于本專(zhuān)利的結(jié)構(gòu)組成比較簡(jiǎn)單，僅僅通過(guò)浮筒、棘輪組件和發(fā)電組件的優(yōu)化配合，則可利用海浪的起伏能量實(shí)現(xiàn)發(fā)電需求，尤其在于，在單向受力、單向發(fā)電的設(shè)計(jì)方案上，無(wú)需對(duì)海浪的雙向沖擊力進(jìn)行利用，因此，我方專(zhuān)利無(wú)需復(fù)雜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在組裝方面容易進(jìn)行，尤其適用于，海域監(jiān)測(cè)等無(wú)人值守、地處偏遠(yuǎn)的監(jiān)測(cè)環(huán)境，因，機(jī)器故障或是維護(hù)，都需要專(zhuān)門(mén)輪船（船只）派出專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行維修或維護(hù)，更有甚者，若是遇到發(fā)電裝置的相關(guān)零配件損壞，還需要至少兩趟來(lái)回進(jìn)行更替維修，因此，這種情況下的發(fā)電裝置的設(shè)計(jì)優(yōu)先考慮簡(jiǎn)單、易裝配以及性能穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)，因此該專(zhuān)利相比于現(xiàn)有的其他專(zhuān)利，有著十分突出的優(yōu)勢(shì)。該專(zhuān)利可應(yīng)用于水域監(jiān)測(cè)、水域航行、水域救援等各式可利用海浪、波浪能量的領(lǐng)域。

技術(shù)特征：

1.一種波浪能單向發(fā)電裝置，其特征在于：包括一浮筒、一棘輪組件以及一發(fā)電組件；

2.如權(quán)利要求1所述的一種波浪能單向發(fā)電裝置，其特征在于：

3.如權(quán)利要求1所述的一種波浪能單向發(fā)電裝置，其特征在于：所述限位導(dǎo)軌的上、下端皆設(shè)有向外或向側(cè)邊伸出的擋位凸塊。

4.如權(quán)利要求1所述的一種波浪能單向發(fā)電裝置，其特征在于：所述棘輪組件包括一棘輪底座，所述轉(zhuǎn)軸設(shè)置于棘輪底座上。

5.如權(quán)利要求1所述的一種波浪能單向發(fā)電裝置，其特征在于：所述外齒輪設(shè)有一穿過(guò)軸心的橫向軸，所述橫向軸可轉(zhuǎn)動(dòng)的套置于轉(zhuǎn)軸。

6.如權(quán)利要求1所述的一種波浪能單向發(fā)電裝置，其特征在于：所述棘爪包括兩側(cè)回軸臂及端部勾條，所述兩側(cè)回軸臂軸向轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)于外齒輪上，所述兩側(cè)回軸臂呈現(xiàn)回勾形態(tài)，前端部橫向設(shè)有端部勾條，所述端部勾條頂靠于內(nèi)棘輪的輪齒的指定受力方向上的對(duì)應(yīng)位置。

7.如權(quán)利要求1所述的一種波浪能單向發(fā)電裝置，其特征在于：所述內(nèi)棘輪的所有輪齒，在內(nèi)棘輪外圍間隔分布。

8.如權(quán)利要求1所述的一種波浪能單向發(fā)電裝置，其特征在于：所述發(fā)電組件設(shè)有發(fā)電底座，所述第二皮帶輪與發(fā)電機(jī)皆設(shè)置于發(fā)電底座，進(jìn)而通過(guò)發(fā)電底座固定于應(yīng)用平臺(tái)。

9.如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的一種波浪能單向發(fā)電裝置，其特征在于：所述內(nèi)棘輪的所有輪齒設(shè)置為平均分布于內(nèi)棘輪外圍的同向三角形態(tài)，其中每一輪齒的第一斜面與對(duì)應(yīng)切線(xiàn)的夾角稱(chēng)之為內(nèi)斜角α，所述α的角度范圍為25°≤α≤45°；每一輪齒的第二斜面與對(duì)應(yīng)切線(xiàn)的外夾角稱(chēng)之為外斜角β，所述β的角度范圍為60°≤β≤90°所述第二斜面的外力受力方向即為所述內(nèi)棘輪的輪齒指定受力方向；所述棘爪頂靠于其中任一外斜角β內(nèi)，隨著外齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)順勢(shì)對(duì)輪齒的第二斜面施加外力；當(dāng)外齒輪在相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，所述棘爪從所在輪齒的第一斜面脫離，不與輪齒產(chǎn)生干涉，此時(shí)，外齒輪帶動(dòng)棘爪空轉(zhuǎn)，不帶動(dòng)內(nèi)棘輪轉(zhuǎn)動(dòng)。

10.一種海洋檢測(cè)浮標(biāo)，其特征在于：作為應(yīng)用平臺(tái)使用權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述波浪能單向發(fā)電裝置進(jìn)行全部或局部供電。

11.如權(quán)利要求10所述的一種海洋檢測(cè)浮標(biāo)，其特征在于：其上設(shè)有一固定板，所述固定板設(shè)有一鏤空孔，所述鏤空孔上設(shè)有與權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述波浪能單向發(fā)電裝置的限位導(dǎo)軌一一對(duì)應(yīng)的限位裝置，所述浮筒穿過(guò)鏤空孔，浮筒下部置于下方水域內(nèi)，通過(guò)限位裝置與限位導(dǎo)軌一一對(duì)應(yīng)限位，實(shí)現(xiàn)浮筒在固定板的鏤空孔內(nèi)上下縱向移動(dòng)的同時(shí)被限位于其內(nèi)；所述棘輪組件和發(fā)電組件安裝于固定板，與浮筒實(shí)現(xiàn)動(dòng)作連動(dòng)。

技術(shù)總結(jié)
一種波浪能單向發(fā)電裝置及其應(yīng)用，包括一浮筒、一棘輪組件以及一發(fā)電組件；所述棘輪組件包括套置于轉(zhuǎn)軸的外齒輪、內(nèi)棘輪和第一皮帶輪，所述外齒輪受力可以轉(zhuǎn)軸為軸心轉(zhuǎn)動(dòng)，所述內(nèi)棘輪和第一皮帶輪與轉(zhuǎn)軸緊密配合，同步轉(zhuǎn)動(dòng)；外齒輪上設(shè)有一軸轉(zhuǎn)動(dòng)的棘爪，外齒輪在受力方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可通過(guò)棘爪帶動(dòng)內(nèi)棘輪同向轉(zhuǎn)動(dòng)；所述發(fā)電組件包括第二皮帶輪以及一發(fā)電機(jī)；第一皮帶輪與第二皮帶輪通過(guò)一皮帶連接；所述浮筒受到波浪沖擊起伏上下時(shí)，可帶動(dòng)外齒輪來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)一步通過(guò)皮帶帶動(dòng)第二皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使得發(fā)電機(jī)發(fā)電。由于本專(zhuān)利的結(jié)構(gòu)組成比較簡(jiǎn)單，僅僅通過(guò)浮筒、棘輪組件和發(fā)電組件的優(yōu)化配合，則可利用海浪的起伏能量實(shí)現(xiàn)發(fā)電需求，有著十分突出的優(yōu)勢(shì)。

技術(shù)研發(fā)人員：顏志斌,湯新華
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廈門(mén)轉(zhuǎn)識(shí)成智海洋科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240430
技術(shù)公布日：2024/12/26