裝在裝置的前側(cè)與后側(cè)邊緣。 螺旋槳兩側(cè)各有一支撐桿（內(nèi)置滾珠軸承）使之與裝置機(jī)身連接，螺旋槳兩側(cè)的支撐桿上各 有一根與裝置機(jī)身相連的液壓桿，螺旋槳可由這兩根液壓桿實(shí)現(xiàn)升降，從而進(jìn)行工作方式 的切換。而螺旋槳采用皮帶輪進(jìn)行傳動(dòng)，由水流帶動(dòng)螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)皮帶輪把運(yùn)動(dòng)傳遞到 發(fā)電機(jī)軸，最終帶動(dòng)發(fā)電機(jī)工作。 波浪收集結(jié)構(gòu)與水流收集結(jié)構(gòu)是互不影響、互不干涉的(但只能單一工作，不可同時(shí)工 作)，雖然兩種結(jié)構(gòu)的傳動(dòng)使用同一根轉(zhuǎn)軸，但是兩種結(jié)構(gòu)各裝有棘輪結(jié)構(gòu)，形成了雙向轉(zhuǎn) 軸，即單一方式工作時(shí)不會(huì)帶動(dòng)另一結(jié)構(gòu)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)一起運(yùn)轉(zhuǎn)，保證了能量的不必要損失。 2、 機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)
[0009] 機(jī)械傳動(dòng)部分是氣囊袋擺體的上一級(jí)機(jī)械結(jié)構(gòu)。通過(guò)巧妙的結(jié)合曲柄搖桿結(jié)構(gòu)、 棘輪組結(jié)構(gòu)、鏈帶結(jié)構(gòu)、不同型號(hào)的齒輪嚙合的齒輪組結(jié)構(gòu)等，最終使得擺體部分收集到的 波浪能以最小損耗、最大的傳送效率傳遞到發(fā)電機(jī)。 ⑤氣囊袋擺體層是本作品的突出亮點(diǎn)之一，它與現(xiàn)有的所有波浪發(fā)電結(jié)構(gòu)不同，采用 了一種新穎的結(jié)構(gòu)，可自動(dòng)改變大小，它是由五行四列整齊排布的20個(gè)氣囊袋組成，每5個(gè) 氣囊袋由一根固定轉(zhuǎn)軸從最小端面的正中處穿插而過(guò)，由此將氣囊袋固定于整體支架上從 而可達(dá)到氣囊袋隨波浪上下擺動(dòng)而擺動(dòng)的效果。 ②機(jī)械傳動(dòng)層是通過(guò)氣囊袋兩端面的曲柄與氣囊袋擺體層進(jìn)行連接，當(dāng)氣囊袋隨波浪 上下擺動(dòng)時(shí)，就帶動(dòng)兩個(gè)曲柄規(guī)律性轉(zhuǎn)動(dòng)，由曲柄帶動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)層的轉(zhuǎn)輪做圓周運(yùn)動(dòng)，為避 免由于波浪擺動(dòng)的不定時(shí)性、不確定性而導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)"相撞"的現(xiàn)象，轉(zhuǎn)輪采用棘輪結(jié)構(gòu)進(jìn)行 協(xié)調(diào)，從而避免上述現(xiàn)象所帶來(lái)的阻礙作用。 五行四列的20個(gè)氣囊袋都是以相同的形式進(jìn)行傳動(dòng)，每個(gè)氣囊袋的運(yùn)動(dòng)又曲柄傳送 到轉(zhuǎn)輪后，轉(zhuǎn)輪的運(yùn)動(dòng)又通過(guò)與之同軸的大齒輪傳送到小齒輪，有小齒輪帶動(dòng)皮帶輪組，為 避免傳送之間發(fā)生干擾，機(jī)械傳動(dòng)層采用雙向傳動(dòng)形式進(jìn)行傳動(dòng)，即由皮帶輪組分雙方向 (前軸與后軸）將20個(gè)氣囊袋的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行匯總，再用皮帶輪將前轉(zhuǎn)軸后轉(zhuǎn)軸連接，最后再通 過(guò)一對(duì)齒輪結(jié)構(gòu)把運(yùn)動(dòng)傳到發(fā)電機(jī)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)工作。 3、 智能控制與電路結(jié)構(gòu)
[0010] 該裝置的智能控制中心是整個(gè)裝置的核心，主要是采用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)對(duì) 工作環(huán)境進(jìn)行波浪大小、水位監(jiān)測(cè)、水流流速監(jiān)測(cè)。根據(jù)波浪大小監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)改變氣囊袋氣 壓，使得裝置能改變氣囊袋大小收集不同程度大小的波浪；根據(jù)水位監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)改變裝置 裝置支架的高度，以獲取最佳收集波浪高度；根據(jù)水流監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)裝置的工作方式進(jìn)行切 換，如由原先的波浪能收集狀態(tài)轉(zhuǎn)換到水流能收集狀態(tài)。 發(fā)電機(jī)的選擇
[0011] 發(fā)電機(jī)是將海波動(dòng)能最終轉(zhuǎn)化為電能的裝置。發(fā)電機(jī)與鏈帶相連實(shí)現(xiàn)最終轉(zhuǎn)化。 但由于海波頻率不穩(wěn)定和發(fā)電機(jī)組的機(jī)械部分的傳遞造成最終轉(zhuǎn)化出的電壓不穩(wěn)定，需要 特殊電路來(lái)校正，從而得到穩(wěn)定電流，并儲(chǔ)存起來(lái)。 而發(fā)電機(jī)的選擇要根據(jù)裝置的工作環(huán)境而定，該裝置選用交流發(fā)電機(jī)，因?yàn)樵撗b置具 有在不同區(qū)域工作的特點(diǎn)，因此其發(fā)電機(jī)功率要滿足各種情況的需求，所以該裝置設(shè)計(jì)是 綜合考慮到了電機(jī)更換問(wèn)題，根據(jù)需要，用戶可輕易換裝不同功率的發(fā)電機(jī)，以滿足裝置工 作需求。 1.功率分析
[0012] 該裝置功率的大小主要是根據(jù)波浪能、水流能的大小而定的，因此在裝置結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)過(guò)程中，我們要盡可能減少能量在傳輸過(guò)程中的不必要損失，改成盡可能的優(yōu)化了傳動(dòng) 結(jié)構(gòu)，保證能量能以最小損失傳送到發(fā)電機(jī)。 而功率的計(jì)算，主要是根據(jù)裝置裝置上電流表、電壓表測(cè)量到的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，功率的 計(jì)算公式如下： P =1. 732XUXIXCOS 式中：p--發(fā)電機(jī)功率，kw; U--電壓，kv； I一一電流，A ; Cos一一功率因數(shù)，小于1。 2、受力分析
[0013]靜力分析分析計(jì)算在固定不變的載荷作用下結(jié)構(gòu)效應(yīng)，它不考慮慣性和阻尼的影 響，如結(jié)構(gòu)受時(shí)間變化載荷的情況。可是，靜力分析可以計(jì)算那些固定不變的慣性載荷對(duì)結(jié) 構(gòu)的影響，以及那些可以近似為等價(jià)靜力作用的隨時(shí)間變化載荷。 而在該裝置中，用到大量的齒輪、皮帶輪進(jìn)行傳動(dòng)，因此，選準(zhǔn)合適齒輪組、皮帶輪很關(guān) 鍵，因此必須對(duì)其進(jìn)行分析(如圖3、圖4所示)。 工作時(shí)，該裝置在足夠波浪(水流）條件下即可正常工作，即使在波浪(水流）頻率不穩(wěn) 定的水面區(qū)域，因其的強(qiáng)大蓄電能力，亦可正常工作，在波浪發(fā)生時(shí)，它就會(huì)自動(dòng)工作，收集 波浪，將波浪能轉(zhuǎn)變成電能，并儲(chǔ)存起來(lái)，待波浪較小時(shí)，就可以使用之前儲(chǔ)存的電量。 該裝置的擺體部分是直接與波浪接觸的，擺體部分是有整齊排列的二十個(gè)充氣氣囊板 塊組成，當(dāng)使用時(shí)，給氣囊板充足空氣即可，不使用時(shí)放出氣囊袋的氣體，可大大減小裝置 的體積，搬運(yùn)十分方便。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種智能波浪發(fā)電裝置，其特征是：包括由下至上的波浪收集機(jī)構(gòu)、與波浪收集機(jī) 構(gòu)連接的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和智能控制發(fā)電機(jī)構(gòu)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能波浪發(fā)電裝置，其特征是：還設(shè)有水流收集機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu) 分別設(shè)置在波浪收集機(jī)構(gòu)的前、后兩端，根據(jù)環(huán)境變化改變自身工作方式，在波浪微小，不 足以利用，而水流條件足夠的情況下，自動(dòng)檢測(cè)并自動(dòng)切換工作形式，由波浪收集形式轉(zhuǎn)換 到水流收集形式。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能波浪發(fā)電裝置，其特征是：所述波浪收集機(jī)構(gòu)由整齊排 布的多個(gè)氣囊袋順序連接構(gòu)成，其運(yùn)動(dòng)形式相同，每個(gè)氣囊袋均由分別設(shè)置在氣囊袋兩端 面的固定轉(zhuǎn)軸連接并固定在支架上，固定轉(zhuǎn)軸與機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的曲柄搖桿連接，氣囊袋與 波浪直接接觸，使氣囊袋隨著波浪繞固定軸上下擺動(dòng)，其擺動(dòng)方向統(tǒng)一。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能波浪發(fā)電裝置，其特征是：所述氣囊袋為五行四列整齊 排列構(gòu)成；氣囊袋呈長(zhǎng)方體形狀，通過(guò)與波浪的接觸而阻礙波浪的正常傳播，從而與波浪產(chǎn) 生相對(duì)運(yùn)動(dòng)"吸取"波浪中的動(dòng)能并向上傳遞給機(jī)械傳動(dòng)部分，可通過(guò)改變內(nèi)部壓強(qiáng)來(lái)改變 氣囊袋大小，從而能夠收集到不同程度大小的波浪。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能波浪發(fā)電裝置，其特征是：所述機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括相連 的曲柄搖桿、棘輪組、鏈帶和齒輪組，氣囊袋通過(guò)固定轉(zhuǎn)軸與曲柄搖桿連接，曲柄搖桿與棘 輪組連接，棘輪通過(guò)與之同軸的大齒輪傳遞到小齒輪，通過(guò)齒輪嚙合由小齒輪帶動(dòng)皮帶輪 組。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能波浪發(fā)電裝置，其特征是：所述機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用雙向 傳動(dòng)形式進(jìn)行傳動(dòng)，即由皮帶輪組分雙向?qū)⒚總€(gè)氣囊袋的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行匯總，再通過(guò)皮帶輪將 前轉(zhuǎn)軸和后轉(zhuǎn)軸連接，最后再通過(guò)一對(duì)齒輪組將運(yùn)動(dòng)傳到發(fā)電機(jī)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)工作。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能波浪發(fā)電裝置，其特征是：所述水流收集裝置由兩組六 葉的螺旋槳構(gòu)成，分別設(shè)置在裝置的前側(cè)、后側(cè)邊緣，螺旋槳兩側(cè)各設(shè)有一內(nèi)置滾珠軸承的 支撐桿，通過(guò)支撐桿與支架連接，支撐桿上還分別設(shè)有與支架相連的液壓桿，螺旋槳通過(guò)皮 帶輪傳動(dòng)，由水流帶動(dòng)螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)皮帶輪把運(yùn)動(dòng)傳遞到發(fā)電機(jī)軸，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)工作。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能波浪發(fā)電裝置，其特征是：所述波浪收集機(jī)構(gòu)與水流收 集機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)均采用同一根轉(zhuǎn)軸，且兩者分別設(shè)有棘輪，形成雙向轉(zhuǎn)軸，兩者只能單一工 作，不可同時(shí)工作。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能波浪發(fā)電裝置，其特征是：所述智能控制發(fā)電機(jī)構(gòu)為發(fā) 電機(jī)，發(fā)電機(jī)與鏈帶相連。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能波浪發(fā)電裝置，其特征是：所述發(fā)電機(jī)是將海波動(dòng)能最 終轉(zhuǎn)化為電能的裝置，為交流發(fā)電機(jī)。
【專利摘要】一種智能波浪發(fā)電裝置，包括由下至上的波浪收集機(jī)構(gòu)、與波浪收集機(jī)構(gòu)連接的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和智能控制發(fā)電機(jī)構(gòu)。該裝置能夠在海洋中巨大波浪環(huán)境下工作，收集劇烈波浪產(chǎn)生的能量，也能有效的在內(nèi)陸中江、河、湖中正常工作，收集較小波浪產(chǎn)生的能量，還能在足夠水流條件的河流上工作?？筛鶕?jù)工作環(huán)境的不同，自動(dòng)轉(zhuǎn)換其工作方式。
【IPC分類】F03B15/00, F03B13/00, F03B13/14
【公開號(hào)】CN105065180
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510417639
【發(fā)明人】董永明, 李祖裕
【申請(qǐng)人】董永明
【公開日】2015年11月18日
【申請(qǐng)日】2015年7月16日