一種波浪能量收集系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種能量收集裝置，具體涉及一種波浪能量收集系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]波浪能是指海洋表面波浪所具有的動能和勢能。利用波浪進行發(fā)電具有環(huán)保、燃料、低噪音、無廢氣、無廢料、無污水和無輻射等優(yōu)點。波浪的能量是海洋能源中能量最不穩(wěn)定的一種能源，不同地域、不同時間的波浪能量差異很大。波浪能量的不穩(wěn)定性使得它不適合于直接轉化為電能提供給用戶使用，此外，由于海水腐蝕、壓力破環(huán)等使得輸電線的成本很高，因此如何實現波浪能的收集，并將收集到的波浪能進行適當的處理(如轉換和存儲)，使得能量更加穩(wěn)定地被利用，是當前波浪能利用所要解決的關鍵問題。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種波浪能量收集系統(tǒng)，其能夠將波浪能轉換為電能，并進行存儲后使用。
[0004]為解決上述問題，本實用新型是通過以下技術方案實現的:
[0005]—種波浪能量收集系統(tǒng)，由波浪能量轉換單元和電能存儲單元構成。波浪能量轉換單元包括質量塊、彈簧、繩索、雙向變單向旋轉運動裝置和發(fā)電機；其中雙向變單向旋轉運動裝置安裝在船體上，雙向變單向旋轉運動裝置的輸入軸伸出船體外，并經繩索連接在彈簧的一端上，該彈簧的另一端連接質量塊，質量塊放置于水下，并隨著波浪做上下運動；雙向變單向旋轉運動裝置的輸出軸連接發(fā)電機的輸入軸。電能存儲單元包括輸入DC/DC轉換器、超級電容器和輸出DC/DC轉換器；其中輸入DC/DC轉換器的輸入端與發(fā)電機的輸出軸相連，輸入DC/DC轉換器的輸出端連接超級電容器的輸入端，超級電容器的輸出端連接輸出DC/DC轉換器的輸入端。
[0006]上述方案中，所述雙向變單向旋轉運動裝置由輸入軸系、第一軸系、第二軸系和傳動軸系構成；輸入軸系、第一軸系、第二軸系和傳動齒輪的軸線方向相互平行；
[0007]輸入軸系包括輸入杠桿和輸入齒輪；輸入杠桿的一端伸出船體外，并經繩索和彈簧連接質量塊，輸入杠桿的另一端與輸入齒輪的轉軸的徑向側壁相固連；質量塊的上下運動通過輸入杠桿傳遞到輸入齒輪，并帶動輸入齒輪發(fā)生逆時針或順時針方向的轉動；
[0008]第一軸系和第二軸系完全相同，均包括主動齒輪、超越離合器和從動齒輪；主動齒輪的轉軸與超越離合器的主動軸相連，從動齒輪與超越離合器的從動軸相連；
[0009]第一軸系的主動齒輪嗤合于輸入齒輪和第二軸系的主動齒輪之間，即:第一軸系的主動齒輪與輸入齒輪相嗤合，且第一軸系的主動齒輪與輸入齒輪的轉向相反；第二軸系的主動齒輪與第一軸系的主動齒輪相嚙合，且第二軸系的主動齒輪與第一軸系的主動齒輪的轉向相反；第二軸系的主動齒輪與輸入齒輪的轉向一致；
[0010]第一軸系的超越離合器和第二軸系的超越離合器相間隔，且這2個超越離合器的轉向均與發(fā)電機輸入軸的轉向相一致；
[0011]傳動齒輪嗤合于第一軸系的從動齒輪和第二軸系的從動齒輪之間，第一軸系的從動齒輪和第二軸系的從動齒輪相互間隔；
[0012]發(fā)電機的輸入軸連接在第一軸系的從動齒輪或第二軸系的從動齒輪上。
[0013]與現有技術相比，本實用新型通過波浪能量轉換單元采集波浪能，并通過電能存儲單元存儲波浪能。在波浪能量轉換單元中，采用雙向變單向旋轉運動裝置將輸入的往復運動或搖擺運動變成反順旋轉運動，再變成單向旋轉運動而輸出做功，以用于波浪發(fā)電等需要這種傳動方式的機械之中，具有簡單、傳動效率高和生產成本低的特點。在電能存儲單元中，采用輸入和輸出均采用能夠實現降壓和升壓的DC/DC轉換器與超級電容相配合，使得輸出電壓能夠穩(wěn)定。本實用新型結構簡單，投資規(guī)模靈活，技術性能高度集中利用超級電容收集波浪轉換的電能，利用升降低壓電路適應波浪的不穩(wěn)定性，具有小巧易于推廣使用的特點。
【附圖說明】
[0014]圖1為一種波浪能量收集系統(tǒng)的結構示意圖。
[0015]圖2為雙向變單向旋轉運動裝置的結構示意圖。
[0016]圖3為電能存儲單元的原理框圖。
[0017]圖中標號:1、質量塊；2、彈簧；3、繩索；4、雙向變單向旋轉運動裝置；41、輸入軸系；411、輸入杠桿；412、輸入齒輪；42、第一軸系；43、第二軸系；431、主動齒輪；432、超越離合器；433、從動齒輪；44、傳動齒輪；5、發(fā)電機。
【具體實施方式】
[0018]一種波浪能量收集系統(tǒng)，由波浪能量轉換單元和電能存儲單元構成。
[0019]波浪能量轉換單元包括質量塊1、彈簧2、繩索3、雙向變單向旋轉運動裝置4和發(fā)電機5。其中雙向變單向旋轉運動裝置4安裝在船體上，雙向變單向旋轉運動裝置4的輸入軸伸出船體外，并經繩索3連接在彈簧2的一端上，該彈簧2的另一端連接質量塊1，質量塊I放置于水下，并隨著波浪做上下運動。雙向變單向旋轉運動裝置4的輸出軸連接發(fā)電機5的輸入軸。參見圖1。由于條件限制，在淺海海域，利用單船體接收波浪能量，波浪能量轉換單元的主體部分和電能存儲單元均封閉在箱內，可以安裝在船體的任意位置。質量塊I放于水下即可，隨著波浪的推動，帶動質量塊I上下運動，通過彈簧2拉拽繩索3使得雙向變單向旋轉運動裝置4產生上下運動。雙向變單向旋轉運動裝置4能將輸入的往復運動或搖擺運動變成反順旋轉運動，再變成單向旋轉運動而輸出做功，以用于波浪發(fā)電等需要這種傳動方式的機械之中。使得發(fā)電機5所在的軸系轉動，產生電能。發(fā)電機5選用的是無刷三相電機，輸出電壓為9?14V。
[0020]所述雙向變單向旋轉運動裝置4由輸入軸系41、第一軸系42、第二軸系43和傳動軸系構成。輸入軸系41、第一軸系42、第二軸系43和傳動齒輪44的軸線方向相互平行。輸入軸系41包括輸入杠桿411和輸入齒輪412。輸入杠桿411的一端伸出船體外，并經繩索3和彈簧2連接質量塊1，輸入杠桿411的另一端與輸入齒輪412的轉軸的徑向側壁相固連。質量塊I的上下運動通過輸入杠桿411傳遞到輸入齒輪412，并帶動輸入齒輪412發(fā)生逆時針或順時針方向的轉動。第一軸系42和第二軸系43完全相同，均包括主動齒輪431、超越離合器432和從動齒輪433。主動齒輪431的轉軸與超越離合器432的主動軸相連，從動齒輪433與超越離合器432的從動軸相連。第一軸系42的主動齒輪431嚙合于輸入齒輪412和第二軸系43的主動齒輪431之間，即:第一軸系42的主動齒輪431與輸入齒輪412相嚙合，且第一軸系42的主動齒輪431與輸入齒輪412的轉向相反。第二軸系43的主動齒輪431與第一軸系42的主動齒輪431相嚙合，且第二軸系43的主動齒輪431與第一軸系42的主動齒輪431的轉向相反。第二軸系43的主動齒輪431與輸入齒輪412的轉向一致。第一軸系42的超越離合器432和第二軸系43的超越離合器432相間隔，且這2個超越離合器432的轉向均與發(fā)電機5輸入軸的轉向相一致。傳動齒輪44嗤合于第一軸系42的從動齒輪433和第二軸系43的從動齒輪433之間，第一軸系42的從動齒輪433和第二軸系43的從動齒輪433相互間隔。發(fā)電機5的輸入軸連接在第一軸系42的從動齒輪433或第二軸系43的從動齒輪433上。參見圖2。
[0021]若發(fā)電機5的輸入軸連接在第一軸系42的從動齒輪433上，且發(fā)電機5要求為逆時針轉動時，才能進行發(fā)電。此時第一軸系42的超越離合器432和第二軸系43的超越離合器432均選用逆時針旋轉型的超越離合器432。當質量塊I在水中浮沉時，通過輸入杠桿411帶