專利名稱：浮標(biāo)用直線式磁極靜止型波浪能發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種浮標(biāo)用直線式磁極靜止型波浪能發(fā)電裝置，特別是一種利用海洋中的波浪能，能隨海浪中浪與涌波動(dòng)的周期為浮標(biāo)提供非正弦的正負(fù)交變電能的裝置，屬于海洋浮標(biāo)的自發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
海洋浮標(biāo)是在海洋氣候環(huán)境監(jiān)測(cè)和權(quán)益保護(hù)觀測(cè)領(lǐng)域廣泛使用的一種數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，需要保持連續(xù)供電，其電能來(lái)源于蓄電池。利用海洋波浪發(fā)電供給海洋浮標(biāo)，已成為海洋浮標(biāo)供電設(shè)備的發(fā)展方向。目前的相關(guān)技術(shù)，如中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公布號(hào)CN102269103A所公開的一種“曲軸式浮標(biāo)用波浪能發(fā)電裝置”、中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公布號(hào)CN101021200A所公開的一種“浪涌蓄能自發(fā)電浮標(biāo)”、以及中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公布號(hào) CN102287312A所公開的一種“液壓式波浪能發(fā)電裝置”，還有其它許多利用波浪能發(fā)電的專利申請(qǐng)和文獻(xiàn)等，均以各種方式將海浪中浪與涌的波動(dòng)轉(zhuǎn)換為機(jī)械旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，再通過(guò)機(jī)械旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。在上述運(yùn)動(dòng)形式轉(zhuǎn)換過(guò)程中，會(huì)隨之產(chǎn)生機(jī)械能量損耗，降低波浪能發(fā)電裝置的效率，同時(shí)增加機(jī)械故障幾率和維護(hù)工作量。鑒于上述情況，有必要取消以獲得機(jī)械旋轉(zhuǎn)為目的的運(yùn)動(dòng)形式轉(zhuǎn)換過(guò)程，直接將海浪中浪和涌自然起伏形成的上下直線運(yùn)動(dòng)形式轉(zhuǎn)化為電能。由于電力電子技術(shù)的發(fā)展，可以將多種形式的電能存儲(chǔ)到蓄電池，不必苛求發(fā)電裝置輸出標(biāo)準(zhǔn)的交流電或直流電，下面所作的技術(shù)說(shuō)明是基于這個(gè)前提。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的任務(wù)在于提供一種供海洋浮標(biāo)使用的，電樞直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，磁極靜止，無(wú)機(jī)械旋轉(zhuǎn)的浮標(biāo)用直線式磁極靜止型波浪能發(fā)電裝置。本實(shí)用新型的任務(wù)是這樣來(lái)完成的，一種浮標(biāo)用直線式磁極靜止型波浪能發(fā)電裝置，其特點(diǎn)是包括受力體、原動(dòng)體、活塞、活塞桿、聯(lián)軸器、復(fù)原彈簧、發(fā)電體、傳動(dòng)桿、N極磁極、S極磁極、電樞、A導(dǎo)線和B導(dǎo)線，所述活塞桿的中部與活塞固定并且穿過(guò)活塞的軸向中心、活塞桿的一端在穿過(guò)復(fù)原彈簧的中心和原動(dòng)體頂部安裝的原動(dòng)體滑動(dòng)軸承后其上連接有聯(lián)軸器、活塞桿的另一端在穿過(guò)原動(dòng)體底部的通孔后伸展至原動(dòng)體的下方并且與所述的受力體固定；所述的活塞置于原動(dòng)體內(nèi)且與所述原動(dòng)體的腔壁之間構(gòu)為滑動(dòng)密封連接；所述的復(fù)原彈簧同樣置于原動(dòng)體內(nèi)，復(fù)原彈簧的一端與活塞的上平面相抵觸、復(fù)原彈簧的另一端與原動(dòng)體頂部的內(nèi)壁相抵觸；所述傳動(dòng)桿的中部固定在所述的電樞上并且穿過(guò)電樞的軸向中心、傳動(dòng)桿的一端在穿過(guò)發(fā)電體頂部安裝的發(fā)電體頂部滑動(dòng)軸承后探出所述的發(fā)電體外、傳動(dòng)桿的另一端在穿過(guò)發(fā)電體底部安裝的發(fā)電體底部滑動(dòng)軸承后與所述的聯(lián)軸器連接；所述的N極磁極和S極磁極的形狀和大小相同且彼此呈面對(duì)面設(shè)置在所述發(fā)電體的型腔內(nèi)，并且位于電樞的兩側(cè)，同時(shí)與電樞之間保持一定的間隙；所述的電樞隨受力體產(chǎn)生上下往復(fù)位移，在N極磁極和S極磁極之間的縫隙中作上下直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)而無(wú)任何機(jī)械旋轉(zhuǎn)；所述的發(fā)電體上分別設(shè)置有發(fā)電體接線A端子和發(fā)電體接線B端子；所述的電樞上分別設(shè)置有電樞集電A端子和電樞集電B端子；所述A導(dǎo)線的一端與發(fā)電體接線A端子連接、A導(dǎo)線的另一端與電樞集電A端子連接，所述B導(dǎo)線的一端與發(fā)電體接線B端子連接、B導(dǎo)線的另一端與電樞集電B端子連接。在本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例中，所述的電樞為一矩形印刷電路板，其兩面均勻分布有多組線圈，多組線圈進(jìn)行任意的串聯(lián)和/或并聯(lián)組合后，兩端分別連接在矩形印刷電路板的電樞集電A端子和電樞集電B端子上，由電樞集電A端子和電樞集電B端子輸出的隨波浪周期變化的正反向電流，經(jīng)A導(dǎo)線和B導(dǎo)線，通過(guò)發(fā)電體接線A端子和發(fā)電體接線B端子向海洋浮標(biāo)提供電能。在本實(shí)用新型的另一個(gè)具體實(shí)施例中，所述的A導(dǎo)線和B導(dǎo)線均為彈性螺線管形，可隨電樞上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)而拉伸或收縮。在本實(shí)用新型的再一個(gè)具體實(shí)施例中，所述的電樞上形成有電樞繞組切割磁力線 區(qū)域，所述電樞繞組切割磁力線區(qū)域的寬度與所述的N極磁極和S極磁極的寬度相一致，所述電樞繞組切割磁力線區(qū)域的高度小于所述的N極磁極和S極磁極的高度。在本實(shí)用新型的又一個(gè)具體實(shí)施例中，所述的受力體與活塞桿的一端之間還設(shè)置有支架，所述支架的一端焊接在活塞桿上，支架的另一端焊接在受力體上。在本實(shí)用新型的進(jìn)而一個(gè)具體實(shí)施例中，所述的原動(dòng)體頂部的壁體上還開設(shè)有用于與外界空氣相通的通氣孔。本實(shí)用新型在利用海浪起伏發(fā)電的過(guò)程中，沒有向機(jī)械旋轉(zhuǎn)變換的環(huán)節(jié)，因此與已有技術(shù)相比機(jī)械能量損耗減小，可提高波浪能發(fā)電裝置的效率，同時(shí)降低機(jī)械故障幾率和減輕維護(hù)工作量。

圖I為本實(shí)用新型的一個(gè)具體的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。圖2為圖I的A-A剖視圖。圖3為本實(shí)用新型的電樞的一實(shí)施例平面結(jié)構(gòu)圖。圖中1.受力體；2.支架；3.原動(dòng)體；4.活塞；5.活塞桿；6.原動(dòng)體滑動(dòng)軸承；
7.聯(lián)軸器；8.通氣孔；9.復(fù)原彈簧；10.發(fā)電體；11. N極磁極；12.電樞集電A端子；13. A導(dǎo)線；14.發(fā)電體接線A端子；15.發(fā)電體頂部滑動(dòng)軸承；16.傳動(dòng)桿；17.發(fā)電體接線B端子；18. B導(dǎo)線；19.電樞集電B端子；20. S極磁極；21.電樞；22.發(fā)電體底部滑動(dòng)軸承；23.線圈；24.電樞繞組切割磁力線區(qū)域。
具體實(shí)施方式
為了使專利局的審查員尤其是公眾能夠更加清楚地理解本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)和有益效果，申請(qǐng)人將在下面以實(shí)施例的方式結(jié)合附圖作詳細(xì)說(shuō)明，但是對(duì)實(shí)施例的描述均不是對(duì)本實(shí)用新型方案的限制，任何依據(jù)本實(shí)用新型構(gòu)思所作出的僅僅為形式上的而非實(shí)質(zhì)性的等效變換都應(yīng)視為本實(shí)用新型的技術(shù)方案范疇。請(qǐng)參見圖I、圖2和圖3，本實(shí)用新型一種浮標(biāo)用直線式磁極靜止型波浪能發(fā)電裝置，包括受力體I、支架2、原動(dòng)體3、活塞4、活塞桿5、原動(dòng)體滑動(dòng)軸承6、聯(lián)軸器7、通氣孔8、復(fù)原彈簧9、發(fā)電體10、N極磁極11、電樞集電A端子12、A導(dǎo)線13、發(fā)電體接線A端子14、發(fā)電體頂部滑動(dòng)軸承15、傳動(dòng)桿16、發(fā)電體接線B端子17、B導(dǎo)線18、電樞集電B端子19,S極磁極20、電樞21、發(fā)電體底部滑動(dòng)軸承22、線圈23和電樞繞組切割磁力線區(qū)域24。所述活塞桿5的中部與活塞4固定并且穿過(guò)活塞4的軸向中心、活塞桿5的一端在穿過(guò)復(fù)原彈簧9的中心和原動(dòng)體3頂部安裝的原動(dòng)體滑動(dòng)軸承6后其上連接有聯(lián)軸器7、活塞桿5的另一端在穿過(guò)原動(dòng)體3底部的通孔后伸展至原動(dòng)體3的下方并且與所述的受力體I固定，所述的活塞桿5的一端與原動(dòng)體滑動(dòng)軸承6之間構(gòu)成滑動(dòng)連接。所述的受力體I與活塞桿5的一端之間還設(shè)置有支架2，所述支架2的一端焊接在活塞桿5上，支架2的另一端焊接在受力體I上，通過(guò)支架2將受力體I固定在活塞桿5的一端。所述的活塞4置于原動(dòng)體3內(nèi)且與所述原動(dòng)體3的腔壁之間構(gòu)為滑動(dòng)密封連接。所述的復(fù)原彈簧9同樣置于原動(dòng)體3內(nèi)，復(fù)原彈簧9的一端與活塞4的上平面相抵觸、復(fù)原彈簧9的另一端與原動(dòng)體3頂部的內(nèi)壁相抵觸。所述傳動(dòng)桿16的中部固定在所述的電樞21上并且穿過(guò)電樞21的軸向中心、傳動(dòng)桿16的一端在穿過(guò)發(fā)電體10頂部安裝的發(fā)電體頂部滑動(dòng)軸承15后探出所述的發(fā)電體10外、傳動(dòng)桿16的另一端在穿過(guò)發(fā)電體10底部安裝的發(fā)電體底部滑動(dòng)軸承22后與所述的聯(lián)軸器7連接，所述的傳動(dòng)桿16分別與發(fā)電體頂部滑動(dòng)軸承15、發(fā)電體底部滑動(dòng)軸承22之間構(gòu)為滑動(dòng)連接。所述原動(dòng)體3頂部的壁體上還開設(shè)有用于與外界空氣相通的 通氣孔8。所述的N極磁極11和S極磁極20的形狀和大小相同且彼此呈面對(duì)面固定在所述發(fā)電體10的型腔內(nèi)，并且位于電樞21的兩側(cè)，同時(shí)與電樞21之間保持一定的間隙，電樞21在N極磁極11和S極磁極20之間的縫隙中作上下直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，無(wú)任何機(jī)械旋轉(zhuǎn)。所述的發(fā)電體10在高度方向的頂部?jī)蓚?cè)分別設(shè)置有發(fā)電體接線A端子14和發(fā)電體接線B端子17。所述的電樞21同樣在高度方向的頂部分別設(shè)置有電樞集電A端子12和電樞集電B端子19。所述A導(dǎo)線13的一端與發(fā)電體接線A端子14連接、A導(dǎo)線13的另一端與電樞集電A端子12連接，所述B導(dǎo)線18的一端與發(fā)電體接線B端子17連接、B導(dǎo)線18的另一端與電樞集電B端子19連接，A導(dǎo)線13和B導(dǎo)線18均為彈性螺線管形，可隨電樞21上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)而拉伸或收縮。本實(shí)用新型所述的電樞12為一矩形印刷電路板，其兩面均勻分布有多組線圈23，多組線圈23以印刷電路的工藝制作在電路板上，多組線圈23之間可以進(jìn)行任意的串聯(lián)和/或并聯(lián)組合后，兩端分別連接在矩形印刷電路板的電樞集電A端子12和電樞集電B端子19上。所述電樞21的矩形印刷電路板上還形成有電樞繞組切割磁力線區(qū)域24，所述電樞繞組切割磁力線區(qū)域24的寬度與所述的N極磁極11和S極磁極20的寬度相一致，所述電樞繞組切割磁力線區(qū)域24的高度小于所述的N極磁極11和S極磁極20的高度。請(qǐng)繼續(xù)參閱圖I、圖2和圖3敘述本實(shí)用新型的工作原理首先，將原動(dòng)體3和發(fā)電體10固定于海洋浮標(biāo)，受力體I浸在海面，受力體I在波浪和復(fù)原彈簧9的共同作用下垂直往復(fù)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)波峰經(jīng)過(guò)受力體I時(shí)，受力體I在浮力的作用下向上運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)活塞桿5、活塞4、聯(lián)軸器7、傳動(dòng)桿16和電樞21整體向上運(yùn)動(dòng)，電樞21上的多組線圈23切割N極磁極11和S極磁極20之間的磁力線，經(jīng)電樞集電A端子12和電樞集電B端子19輸出正向電流，復(fù)原彈簧9被活塞4壓縮，活塞4與原動(dòng)體3內(nèi)壁間的空氣從通氣孔8排出。當(dāng)波谷經(jīng)過(guò)受力體I時(shí)，受力體I在自身重力和復(fù)原彈簧9的彈性作用力下向下運(yùn)動(dòng)，拉動(dòng)活塞桿
5、活塞4、聯(lián)軸器7、傳動(dòng)桿16和電樞21整體向下運(yùn)動(dòng)，電樞21上的若干組線圈23切割N極磁極11和S極磁極20之間的磁力線，經(jīng)電樞集電A端子12和電樞集電B端子19輸出反向電流，復(fù)原彈簧9隨活塞4向下運(yùn)動(dòng)被釋放，空氣從通氣孔8吸入活塞4與原動(dòng)體3內(nèi)壁間的空間。由電樞集電A端子12和電樞集電B端子19輸出的隨波浪周期變化的正反向電流，經(jīng)A導(dǎo)線13和B導(dǎo)線18，通過(guò)發(fā)電體接線A端子14和發(fā)電體接線B端子17向海洋浮標(biāo)提供電能。 綜上所述，采用了以上技術(shù)方案后，克服了已有技術(shù)中的欠缺，達(dá)到了發(fā)明目的，體現(xiàn)了申請(qǐng)人所述的技術(shù)效果。
權(quán)利要求1.一種浮標(biāo)用直線式磁極靜止型波浪能發(fā)電裝置，其特征在于包括受力體(I)、原動(dòng)體(3)、活塞(4)、活塞桿(5)、聯(lián)軸器(7)、復(fù)原彈簧(9)、發(fā)電體(10)、傳動(dòng)桿(16)、N極磁極(11)、S極磁極(20)、電樞(21)、A導(dǎo)線(13)和B導(dǎo)線(18)，所述活塞桿(5)的中部與活塞(4)固定并且穿過(guò)活塞(4)的軸向中心、活塞桿(5)的一端在穿過(guò)復(fù)原彈簧(9)的中心和原動(dòng)體(3)頂部安裝的原動(dòng)體滑動(dòng)軸承(6)后其上連接有聯(lián)軸器(7)、活塞桿(5)的另一端在穿過(guò)原動(dòng)體(3)底部的通孔后伸展至原動(dòng)體(3)的下方并且與所述的受力體(I)固定；所述的活塞(4)置于原動(dòng)體(3)內(nèi)且與所述原動(dòng)體(3)的腔壁之間構(gòu)為滑動(dòng)密封連接；所述的復(fù)原彈簧(9)同樣置于原動(dòng)體(3)內(nèi)，復(fù)原彈簧(9)的一端與活塞(4)的上平面相抵觸、復(fù)原彈簧(9)的另一端與原動(dòng)體(3)頂部的內(nèi)壁相抵觸；所述傳動(dòng)桿(16)的中部固定在所述的電樞(21)上并且穿過(guò)電樞(21)的軸向中心、傳動(dòng)桿(16)的一端在穿過(guò)發(fā)電體(10)頂部安裝的發(fā)電體頂部滑動(dòng)軸承(15)后探出所述的發(fā)電體(10)外、傳動(dòng)桿(16)的另一端在穿過(guò)發(fā)電體(10)底部安裝的發(fā)電體底部滑動(dòng)軸承(22)后與所述的聯(lián)軸器(7)連接；所述的N極磁極(11)和S極磁極(20)的形狀和大小相同且彼此呈面對(duì)面設(shè)置在所述發(fā)電體(10)的型腔內(nèi)，并且位于電樞(21)的兩側(cè)，同時(shí)與電樞(21)之間保持一定的間隙，所述的電樞(21)隨受力體(I)產(chǎn)生上下往復(fù)位移，在N極磁極(11)和S極磁極(20)之間的縫隙中作上下直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)而無(wú)任何機(jī)械旋轉(zhuǎn)；所述的發(fā)電體(10)上分別設(shè)置有發(fā)電體接線A端子(14)和發(fā)電體接線B端子(17);所述的電樞(21)上分別設(shè)置有電樞集電A端子(12)和電樞集電B端子(19);所述A導(dǎo)線(13)的一端與發(fā)電體接線A端子(14)連接、A導(dǎo)線(13)的另一端與電樞集電A端子(12)連接，所述B導(dǎo)線(18)的一端與發(fā)電體接線B端子(17)連接、B導(dǎo)線(18)的另一端與電樞集電B端子(19)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的浮標(biāo)用直線式磁極靜止型波浪能發(fā)電裝置，其特征在于所述的電樞(21)為一矩形印刷電路板，其兩面均勻分布有多組線圈(23)，多組線圈(23)進(jìn)行任意的串聯(lián)和/或并聯(lián)組合后，兩端分別連接在矩形印刷電路板的電樞集電A端子(12)和電樞集電B端子(19)上，由電樞集電A端子(12)和電樞集電B端子(19)輸出的隨波浪周期變化的正反向電流，經(jīng)A導(dǎo)線(13)和B導(dǎo)線(18)，通過(guò)發(fā)電體接線A端子(14)和發(fā)電體接線B端子(17)向海洋浮標(biāo)提供電能。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的浮標(biāo)用直線式磁極靜止型波浪能發(fā)電裝置，其特征在于所述的A導(dǎo)線(13)和B導(dǎo)線(18)均為彈性螺線管形，可隨電樞(21)上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)而拉伸或收縮。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的浮標(biāo)用直線式磁極靜止型波浪能發(fā)電裝置，其特征在于所述的電樞(21)上形成有電樞繞組切割磁力線區(qū)域(24)，所述電樞繞組切割磁力線區(qū)域(24)的寬度與所述的N極磁極(11)和S極磁極(20)的寬度相一致，所述電樞繞組切割磁力線區(qū)域(24)的高度小于所述的N極磁極(11)和S極磁極(20)的高度。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的浮標(biāo)用直線式磁極靜止型波浪能發(fā)電裝置，其特征在于所述的受力體(I)與活塞桿(5)的一端之間還設(shè)置有支架(2)，所述支架(2)的一端焊接在活塞桿(5)上，支架(2)的另一端焊接在受力體(I)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的浮標(biāo)用直線式磁極靜止型波浪能發(fā)電裝置，其特征在于所述的原動(dòng)體(3)頂部的壁體上還開設(shè)有用于與外界空氣相通的通氣孔(8)。
專利摘要一種浮標(biāo)用直線式磁極靜止型波浪能發(fā)電裝置，屬于海洋浮標(biāo)的自發(fā)電裝置。包括受力體、原動(dòng)體、活塞、活塞桿、聯(lián)軸器、復(fù)原彈簧、發(fā)電體、傳動(dòng)桿、N和S極磁極、電樞、A和B導(dǎo)線，活塞桿的中部與活塞固定、一端連接聯(lián)軸器、另一端與受力體固定；活塞置于原動(dòng)體內(nèi)；復(fù)原彈簧的一端與活塞抵觸、另一端與原動(dòng)體抵觸；傳動(dòng)桿的中部固定在電樞上、一端探出發(fā)電體外、另一端與聯(lián)軸器連接;N和S極磁極設(shè)置在發(fā)電體內(nèi),且位于電樞的兩側(cè)；A導(dǎo)線的一端與發(fā)電體接線A端子連接、另一端與電樞集電A端子連接，B導(dǎo)線的一端與發(fā)電體接線B端子連接、另一端與電樞集電B端子連接。優(yōu)點(diǎn)提高發(fā)電裝置的效率，降低機(jī)械故障幾率和減輕維護(hù)工作量。
文檔編號(hào)H02K7/18GK202789307SQ201220512028
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月8日
發(fā)明者李智超, 徐本連, 羅野 申請(qǐng)人:常熟理工學(xué)院