一種慣性振子波浪能發(fā)電裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種慣性振子波浪能發(fā)電裝置，包括振子、擺臂、動滑輪、兩個永磁動子、兩組定子繞組、兩個彈簧、導(dǎo)軌、裝置固定架、一根傳動繩和用來支撐、改變傳動繩方向的兩組定滑輪。本實用新型裝置安裝于浮標(biāo)、船舶等小型浮式結(jié)構(gòu)上，基于慣性原理，裝置振子能有效吸收載體平臺六自由度運動中蘊含能量最大的垂蕩和橫搖機械能；不與海水直接接觸，避免了海水腐蝕及波浪載荷的沖擊破壞，可靠性和使用壽命得到提高；裝置簡單，安裝靈活，攜帶方便，可作為一個獨立封閉整體或者陣列化安裝于合適位置為電子儀器設(shè)備供電。
【專利說明】
一種慣性振子波浪能發(fā)電裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種發(fā)電裝置，具體涉及一種慣性振子波浪能發(fā)電裝置，屬于海洋能利用技術(shù)領(lǐng)域，可以將波浪運動機械能通過永磁直線電機轉(zhuǎn)化為電能?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]隨著國家海洋開發(fā)戰(zhàn)略的不斷深入，對海洋環(huán)境監(jiān)測提出了更高的要求。因此，種類各樣的海洋監(jiān)測裝備被廣泛的投入使用，如浮標(biāo)、航標(biāo)等。該類海洋裝備平臺上搭載了眾多的儀器設(shè)備，能夠?qū)Ω浇Ｓ虻乃臍庀笠剡M(jìn)行長期連續(xù)觀測，在海洋預(yù)報、防災(zāi)減災(zāi)、海洋資源開發(fā)、海上交通、海上軍事活動等發(fā)揮著越來越重要的作用。
[0003]電源是支持海洋監(jiān)測電子儀器設(shè)備工作的能源，是監(jiān)測系統(tǒng)能夠在海上長期穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)。蓄電池或者太陽能與蓄電池組合供電是現(xiàn)階段在海洋觀測裝備上常用的供電方式，該供電方式存在著以下弊端:1)單純蓄電池供電的續(xù)航時間受限，不能保證長時間連續(xù)觀測;2)太陽能供電方式受天氣影響較大，遇到長時間陰雨天氣，系統(tǒng)正常供電將會得不到保障；3)太陽能電池板裸露在裝備外部，極有可能在惡劣海況條件下發(fā)生故障或者被過往船只碰撞破壞;4)隨著海洋開發(fā)的不斷深入，需要觀測的海洋動力和生態(tài)環(huán)境等參數(shù)逐漸增多，浮式觀測平臺所搭載的測量儀器設(shè)備越來越多，這對供電系統(tǒng)提出了更高的要求。 現(xiàn)有的海洋觀測裝備的供電問題嚴(yán)重限制了其觀測能力的進(jìn)一步發(fā)展，亟需一種新型能源供給平臺。
[0004]我國海岸線長，近海波浪能資源豐富。波浪能的開發(fā)利用可通過較小的裝置實現(xiàn)、 價格低廉、亦可在已有工程設(shè)施的基礎(chǔ)上安裝建設(shè)，受晝夜、季節(jié)影響小，無地域限制，是世界上實用化與商業(yè)化程度較高的海洋可再生能源。在我國海域運行的海洋監(jiān)測裝備采用波浪能供電，可實現(xiàn)電源供給的“就地取能”，是潛在能源供給方案的首選。但常見的波浪能發(fā)電裝置通常與海水直接接觸，易受風(fēng)浪侵蝕，可靠性和穩(wěn)定性差。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點，而提供一種慣性振子波浪能發(fā)電裝置，基于慣性原理，通過振子的擺動，激勵永磁直線電機的永磁動子相對定子繞組做直線往復(fù)運動，從而將波浪能轉(zhuǎn)化為電能；該裝置可以陣列化安裝布置，不與海水直接接觸，具有結(jié)構(gòu)簡單、能量轉(zhuǎn)化率高、可靠性高等優(yōu)點。
[0006]本實用新型是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0007]—種慣性振子波浪能發(fā)電裝置，包括振子、擺臂、動滑輪、兩個永磁動子、兩組定子繞組、兩個彈簧、導(dǎo)軌和裝置固定架;其特征在于，所述的振子通過擺臂吊掛于動滑輪的下方;所述的動滑輪安裝于導(dǎo)軌上，沿著導(dǎo)軌上下運動;所述的導(dǎo)軌上端固定于裝置固定架的中間位置;所述的兩組定子繞組分別固定于裝置固定架的兩端、且位于導(dǎo)軌的兩側(cè);所述的兩組定子繞組，每個定子繞組內(nèi)部均包括一個彈簧和一個永磁動子，彈簧提供回復(fù)力且保持永磁動子的平衡狀態(tài);所述的彈簧，頂端與裝置固定架相連、底端與永磁動子相連。
[0008]優(yōu)選的，本發(fā)明所述的發(fā)電裝置還包括一根傳動繩和用來支撐、改變傳動繩方向的兩組定滑輪;定滑輪通過連接橫撐固定于導(dǎo)軌上。
[0009]優(yōu)選的，所述的定滑輪和動滑輪通過傳動繩連接，依靠傳動繩與滑輪表面的接觸摩擦實現(xiàn)傳動。
[0010]優(yōu)選的，所述的振子為不銹鋼制成的質(zhì)量塊，可以依靠慣性而振動。
[0011]優(yōu)選的，所述的擺臂材質(zhì)為不銹鋼，擺臂的底端與振子固定在一起、頂端與動滑輪的中心固定連接。
[0012]優(yōu)選的，所述的發(fā)電裝置通過裝置固定架安裝于浮標(biāo)、船舶等小型浮式載體平臺裝置的內(nèi)部，不與海水直接接觸。
[0013]本實用新型的原理是:本發(fā)明裝置安裝于浮標(biāo)、船舶等小型浮式載體平臺裝置的內(nèi)部，在波浪的作用下，浮式載體上下左右等起伏運動，本發(fā)明裝置也會發(fā)生六自由度的響應(yīng)運動，當(dāng)然，振子也會隨之發(fā)生垂蕩和橫搖運動。振子通過擺臂與動滑輪的中心相連，振子運動，帶動動滑輪沿著導(dǎo)軌上下起伏運動，振子的擺動也會帶動動滑輪在平面內(nèi)繞其中心發(fā)生搖擺運動。振子的運動和擺動帶動動滑輪上下起伏或者繞中心搖擺，從而能夠帶動圍繞動滑輪周圍的傳動繩運動，通過定滑輪的支撐和改變方向作用，傳動繩頂端可以發(fā)生上下運動，傳動繩的上下運動又會帶動永磁動子與定子繞組發(fā)生相對運動，從而切割磁感線產(chǎn)生電能，實現(xiàn)機械能轉(zhuǎn)化為電能。因此，振子在單方向擺動時，可帶動對應(yīng)側(cè)永磁動子的運動，從而保證其往復(fù)擺動都能進(jìn)行電能轉(zhuǎn)換，提高了發(fā)電效率。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:本實用新型裝置安裝于浮標(biāo)、船舶等小型浮式結(jié)構(gòu)上，基于慣性原理，裝置振子能有效吸收載體平臺六自由度運動中蘊含能量最大的垂蕩和橫搖機械能;不與海水直接接觸，避免了海水腐蝕及波浪載荷的沖擊破壞，可靠性和使用壽命得到提高;裝置簡單，安裝靈活，攜帶方便，可作為一個獨立封閉整體或者陣列化安裝于合適位置為電子儀器設(shè)備供電。【附圖說明】
[0015]圖1:本實用新型慣性振子波浪能發(fā)電裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]其中:1.振子、2.擺臂、3.動滑輪、4.定滑輪、5.永磁動子、6.定子繞組、7傳動繩、8.彈簧、9.導(dǎo)軌、10.裝置固定架、11.連接橫撐?！揪唧w實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本實用新型的慣性振子波浪能發(fā)電裝置進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0018]本實用新型的原理是:本發(fā)明裝置安裝于浮標(biāo)、船舶等小型浮式載體平臺裝置的內(nèi)部，在波浪的作用下，浮式載體上下左右等起伏運動，本發(fā)明裝置也會發(fā)生六自由度的響應(yīng)運動，當(dāng)然，振子1也會隨之發(fā)生垂蕩和橫搖運動。振子1通過擺臂2與動滑輪3的中心相連，振子運動，帶動動滑輪沿著導(dǎo)軌上下起伏運動，振子的擺動也會帶動動滑輪在平面內(nèi)繞其中心發(fā)生搖擺運動。振子的運動和擺動帶動動滑輪上下起伏或者繞中心搖擺，從而能夠帶動圍繞動滑輪周圍的傳動繩7運動，通過定滑輪4的支撐和改變方向作用，傳動繩頂端可以發(fā)生上下運動，傳動繩的上下運動又會帶動永磁動子5與定子繞組6發(fā)生相對運動，從而切割磁感線產(chǎn)生電能，實現(xiàn)機械能轉(zhuǎn)化為電能。因此，振子在單方向擺動時，可帶動對應(yīng)側(cè)永磁動子的運動，從而保證其往復(fù)擺動都能進(jìn)行電能轉(zhuǎn)換，提高了發(fā)電效率。
[0019]—種慣性振子波浪能發(fā)電裝置，包括振子1、擺臂2、動滑輪3、兩個永磁動子5、兩組定子繞組6、兩個彈簧8、導(dǎo)軌9、裝置固定架10、一根傳動繩7和用來支撐、改變傳動繩方向的兩組定滑輪4,發(fā)電裝置通過裝置固定架安裝于浮標(biāo)、船舶等小型浮式載體平臺裝置的內(nèi)部，如圖1所示:
[0020]振子1通過擺臂2吊掛于動滑輪3的下方，即擺臂的底端與振子固定在一起、頂端與動滑輪的中心固定連接。動滑輪安裝于導(dǎo)軌9上，可以沿著導(dǎo)軌上下運動，而導(dǎo)軌的上端固定于裝置固定架10的中間位置。兩組定子繞組6分別固定于裝置固定架的兩端、且位于導(dǎo)軌的兩側(cè);永磁動子5位于定子繞組6的內(nèi)部，二者發(fā)生相對運動可以切割磁感線產(chǎn)生電能。永磁動子通過彈簧8與裝置固定架相連，彈簧提供回復(fù)力，保持永磁動子5的平衡狀態(tài)。定滑輪通過連接橫撐11固定于導(dǎo)軌上。
[0021]定滑輪4和動滑輪3通過傳動繩連接，依靠傳動繩與滑輪表面的接觸摩擦實現(xiàn)傳動。[〇〇22]振子1為不銹鋼質(zhì)量塊，可以依靠慣性而振動。擺臂2為不銹鋼材質(zhì)。
[0023]本實用新型裝置不與海水直接接觸，具有較高的安全性和可靠性;裝置安裝靈活方便，可作為一個獨立封閉整體或者陣列化安裝于合適位置。
[0024]上述實例只是為說明本實用新型的技術(shù)構(gòu)思以及技術(shù)特點，并不能以此限制本實用新型的保護范圍。凡根據(jù)本實用新型的實質(zhì)所做的等效變換或修飾，都應(yīng)該涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種慣性振子波浪能發(fā)電裝置，包括振子(1)、擺臂(2)、動滑輪(3)、兩個永磁動子 (5)、兩組定子繞組(6)、兩個彈簧(8)、導(dǎo)軌(9)和裝置固定架(10);其特征在于，所述的振子 (1)通過擺臂(2)吊掛于動滑輪(3)的下方;所述的動滑輪安裝于導(dǎo)軌(9)上，沿著導(dǎo)軌上下 運動;所述的導(dǎo)軌上端固定于裝置固定架(10)的中間位置;所述的兩組定子繞組(6)分別固 定于裝置固定架(10)的兩端、且位于導(dǎo)軌的兩側(cè);所述的兩組定子繞組，每個定子繞組內(nèi)部 均包括一個彈簧(8)和一個永磁動子(5);所述的彈簧(8)，頂端與裝置固定架相連、底端與 永磁動子相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電裝置，其特征在于，所述的發(fā)電裝置還包括一根傳動繩 (7)和用來支撐、改變傳動繩方向的兩組定滑輪(4);所述的定滑輪通過連接橫撐(11)固定 于導(dǎo)軌上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電裝置，其特征在于，所述的定滑輪(4)和動滑輪(3)通過傳 動繩連接，依靠傳動繩與滑輪表面的接觸摩擦實現(xiàn)傳動。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電裝置，其特征在于，所述的振子(1)為不銹鋼質(zhì)量塊，可以 依靠慣性而振動。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電裝置，其特征在于，所述的擺臂(2)材質(zhì)為不銹鋼材料，擺 臂的底端與振子(1)固定在一起、頂端與動滑輪(3)的中心固定連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電裝置，其特征在于，所述的發(fā)電裝置通過裝置固定架(10) 安裝于小型浮式載體平臺裝置的內(nèi)部。
【文檔編號】F03B13/18GK205605353SQ201620027191
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年1月13日
【發(fā)明人】孫金偉, 趙環(huán)宇, 柴輝, 張繼明, 李玄群
【申請人】山東省科學(xué)院海洋儀器儀表研究所