浮体绳轮波浪能采集系统技术方案

浮体绳轮波浪能采集系统。本发明专利技术涉及一种波浪能采集系统，一根主绳缆/锁链一端系锚上，另一端通过浮体底部的导绳器后通向主卷筒/摩擦轮组/链轮后，向下通过浮体底部的另一个导绳器后，向下延伸连接配重。本发明专利技术的浮体绳轮波浪能采集系统，可以提高收绳的拉力，避免了原有的绳索的弯曲变形导致的有效做功行程损失问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种波浪能采集系统，属于波浪发电领域。
技术介绍
波浪能转换机(WaveEnergyConverter，简称WEC)，截止目前没有一个商业化。问题在于成本高、效率低、抗灾害风浪能力差，US20130200626、CN103423074A是最接近的技术。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种浮体绳轮波浪能采集系统，它采用配重或滑轮收绳，有比较好的防止采能索弯曲变形能力，从而具有更高的采集效率。本专利技术的技术方案：一种浮体绳轮波浪能采集系统(简称浮体绳轮WEC)，包括浮体、重力锚、直线旋转转换传动机构、主轴、配重/拉簧；浮体漂浮在海面上，重力锚在浮体的下方的水下；直线旋转转换传动机构有三种：主卷筒+主绳缆+副卷筒+副绳缆，或摩擦轮+绳索，或滚链轮+滚子链；对于卷筒+主绳缆式+副卷筒+副绳缆，浮体绳轮波浪能采集系统的结构是：一根主绳缆一端系在重力锚上，另一端向上通过安装在浮体底部的导缆器/双滚轮导缆钳后继续向上延伸，最后缠绕并末端固定在主卷筒上，主卷筒的主轴通过轴承、轴承座安装在浮体上，主卷筒与副卷筒通过主轴轴连或通过齿轮/链式传动机构联动，副卷筒上固定并缠有副绳缆，副绳缆的另一端向下延伸系在一配重上；副绳缆的拉力与主绳缆的拉力对主轴产生的扭矩是相反的；主卷筒通过其轴向外输出旋转动力；对于摩擦轮+绳索式的，浮体绳轮波浪能采集系统的结构是：一根绳索一端系在重力锚上，另一端向上通过安装在浮体底部的导缆器/双滚轮导缆钳后向上延伸，绕过摩擦轮后向下延伸，然后系在一配重；摩擦轮为车有凹槽的轮,凹槽表面摩擦系数大；摩擦轮通过主轴向外输出旋转动力，主轴通过轴承、轴承座安装在浮体上；摩擦轮+绳索也可替换为环链轮+锁链；对于滚链轮+滚子链式的，浮体绳轮波浪能采集系统的结构是：浮体为只有底面开孔的半封闭壳体，一根竖立的直管，该直管的上端口与浮体底部的开孔对接后密封焊接，直管的底端开口处安装有导缆器/双滚轮导缆钳，直管内有一根滚链，其一端系在一根绳索的一端上，该绳索另一端向下通过所述导缆器/双滚轮导缆钳后系在下方的重力锚上，所述滚链另一端向上绕过一链轮后，然后向下延伸连接在一配重上，所述配重在直管内并与直管内壁存在一定间隙，配重上设有竖直通孔，所述绳索从该竖直通孔中穿过，所述链轮通过主轴向外输出旋转动力，该主轴通过轴承、轴承座安装在浮体上，直管也可视为浮体的一部分；以上三种浮体绳轮波浪能采集系统，配重也可以替换为拉簧，即副绳缆/绳索/滚链系在拉簧一端，拉簧的另一端固定在浮体上；主绳缆、重力锚与摩擦轮/环链轮/滚链轮之间区段的绳索/环链/滚子链统称为采能索，而副绳缆、配重与摩擦轮/环链轮/滚链轮之间区段的绳索/环链/滚子链统称为复位索。以上为浮体绳轮波浪能采集系统的核心系统。对于使用配重收绳的核心系统，优选的：配重通过第二拉簧与复位索连接，即第二拉簧一端连接配重，第二拉簧另一端连接复位索；优选的：所述第二拉簧的螺旋线材外套橡胶管；优选的：所述第二拉簧与一根绳子并联，即第二拉簧一端与绳子的一端连接，第二拉簧另一端与所述绳子另一端连接，绳子长度等于第二拉簧被允许拉伸到最大时的长度。对于核心系统，优选的：还包括硬直管，采能索从硬直管中穿过；该硬直管顶端通过通过橡胶管与浮体底孔对接，即硬直管顶端口与橡胶管一端口对接，橡胶管的另一端口与浮体底孔对接；或，所述硬直管顶端通过绳子连接浮体底面，即硬直管上端口左右两侧分别连接两根绳子的一端，所述两根绳子叉分开，所述两根绳子的另一端连接到浮体底面上；硬直管底端与锚基之间要留出一段距离；优选的：主绳缆/绳索/锁链从所述硬直管底端开口处安装的导缆器/双滚轮导缆钳中穿出；在硬直管内某处也可安装双滚轮导缆钳/直线滚珠轴承；所述硬直管也可替换为伸缩多级套筒，主绳缆/绳索/锁链从伸缩多级套筒中穿过，伸缩多级套筒顶端通过橡胶管与浮体底面对接，即：伸缩多级套筒顶端与橡胶管一端对接，该橡胶管另一端与浮体底面对接，所述伸缩多级套筒也可通过绳子连接到浮体底面，即：伸缩多级套筒的上端口左右两侧分别连接两根绳子的一端，该两根绳子叉分开，该两根绳子的另一端连接到浮体底面上；伸缩多级套筒底端口也可采用同样的方式，即通过橡胶管对接或通过绳子连接到所述重力锚上；优选的，对于伸缩多级套筒，采能索从伸缩多级套筒顶底两端入口处安装导缆器/双滚轮导缆钳中穿过。对于核心系统，优选的：还包括去除浮体表面附着物装置，具体结构为：浮体为回转体外形，一与浮体同轴线的旋转轴承，其内环紧套在浮体表面上，其外环上固结一刮条，该刮条的形状为细长形，贴近浮体外表面延伸，并与浮体外表面保持一定间隙；优选的：所述刮条仅在半圆柱面内延伸；优选的：刮条如在其旋转周向上投影面积小，可再与一周向上投影面积大的受浪板固结；优选的：去除附着物机构的装置也可以为：浮体为回转体外形，一与浮体同轴线的旋转轴承的内环，紧套在浮体表面上，该轴承外环固结一曲轴，该曲轴的形状为细长形，贴近浮体外表面、并在浮体的一轴截面内、且只在轴线一侧延伸；在曲轴上的直线段处套有滚筒刷，滚筒刷可在曲轴上自由旋转，并贴近浮体外表面；优选的：在曲轴上固结一受浪板，该受浪板在周向上投影面积大。对于核心系统，优选的：还包括去除主绳缆/绳索/锁链的海洋附着物装置，具体结构为：一管状的滑筒，套在主绳缆/绳索/锁链上，滑筒的比重大于水，滑筒的上端面外缘连接一细绳，该细绳斜向一侧向上延伸，其另一端固定在浮体上，或者是所述细绳的另一端固定并缠绕在一微型卷扬机的卷筒上，该微型卷扬机固定在浮体上，微型卷扬机的电机受单片机/PLC控制；优选的：滑筒内安装导缆器/双滚轮导缆钳/刷毛；对于核心系统，优选的：所述摩擦轮可以为2个，以组成摩擦轮组，即：摩擦轮与齿轮轴连，摩擦轮、齿轮、轴及其轴承座构成一个摩擦轮齿轮单元，轴通过轴承、轴承座安装在浮体机架上，2个同样的摩擦轮齿轮单元轴线平行、同向、端面对齐且紧挨的安装在机架上，两个摩擦轮齿轮单元的齿轮啮合，但每个摩擦轮大小小于齿轮，所以摩擦轮之间并不干涉；摩擦轮组的其中一个单元的轴输出动力，绳索依次蜿蜒绕过每个摩擦轮齿轮单元的摩擦轮，所谓蜿蜒绕过是指，绳索在前行中绕第一个摩擦轮方向与其绕第二个摩擦轮方向是相反的；优选的：再依次添加一至几个同样的摩擦齿轮单元，均按上述规则安装，每个摩擦齿轮单元的齿轮均只跟前一个摩擦齿轮单元的齿轮啮合，一根绳索依啮合次序蜿蜒绕过每个摩擦齿轮单元的摩擦轮，整个摩擦轮组仍只有一个摩擦齿轮单元的轴输出动力；对于核心系统，优选的：多个这样的波浪能采集系统一起工作时，WEC所驱动的发电机的壳体，外敷绝缘层以对浮体绝缘，发电机壳体与其某一侧的总线用导线连通，发电机轴通过两侧互相绝缘的联轴器接受外部驱动，发电机可以是直流也可以是交流的，具体为：发电机如果为直流发电机，则其并联一功率二极管，二极管P极与发电机负极接在一起，多个波浪能采集系统的直流发电机与二极管组成的并联支路，按同一方向串联在总线上；发电机如果为交流发电机，则其输出端接整流桥，多个波浪能采集系统的交流发电机的整流桥的输出端，按照同一方向串联在总线上；优选的：所述整流桥的+-输出端可并联滤波电容。对于核心系统，优选的：对于配重收绳的、非本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种浮体绳轮波浪能采集系统，其特征在于：包括浮体、重力锚、直线旋转转换传动机构、主轴、配重/拉簧；浮体漂浮在海面上，重力锚在浮体的下方的水下；直线旋转转换传动机构有三种：主卷筒+主绳缆+副卷筒+副绳缆，或摩擦轮+绳索，或滚链轮+滚子链；对于卷筒+主绳缆式+副卷筒+副绳缆，浮体绳轮波浪能采集系统的结构是：一根主绳缆一端系在重力锚上，另一端向上通过安装在浮体底部的导缆器/双滚轮导缆钳后继续向上延伸，最后缠绕并末端固定在主卷筒上，主卷筒的主轴通过轴承、轴承座安装在浮体上，主卷筒与副卷筒通过主轴轴连或通过齿轮/链式传动机构联动，副卷筒上固定并缠有副绳缆，副绳缆的另一端向下延伸系在一配重上；副绳缆的拉力与主绳缆的拉力对主轴产生的扭矩是相反的；主卷筒通过其轴向外输出旋转动力；对于摩擦轮+绳索式，浮体绳轮波浪能采集系统结构是：一根绳索一端连接重力锚，另一端向上通过安装在浮体底部的导缆器/双滚轮导缆钳后，向上延伸，绕过摩擦轮后向下延伸，然后系一配重；摩擦轮为车有凹槽的轮,凹槽表面摩擦系数大；摩擦轮通过主轴输出旋转动力，主轴通过轴承、轴承座安装在浮体上；摩擦轮+绳索也可替换为环链轮+锁链；对于滚链轮+滚子链式的，浮体绳轮波浪能采集系统的结构是：浮体为只有底端开孔的半封闭壳体，一根竖立的直管，该直管的上端口与浮体底面的开孔对接后密封焊接，直管的底端开口处安装有导缆器/双滚轮导缆钳，直管内有一根滚链，其一端系在一根绳索的一端上，该绳索另一端向下通过所述导缆器/双滚轮导缆钳后系在下方的重力锚上，所述滚链另一端向上绕过一链轮后，然后向下延伸连接在一配重上，所述配重在直管内并与直管内壁存在一定间隙，配重上设有竖直通孔，所述绳索从该竖直通孔中穿过，所述链轮通过主轴向外输出旋转动力，该主轴通过轴承、轴承座安装在浮体上；以上三种浮体绳轮波浪能采集系统，配重也可以替换为拉簧，即副绳缆/绳索/滚链系在拉簧一端，拉簧的另一端固定在浮体上；主绳缆、重力锚与摩擦轮/环链轮/滚链轮之间区段的绳索/环链/滚子链统称为采能索，而副绳缆、配重与摩擦轮/环链轮/滚链轮之间区段的绳索/环链/滚子链统称为复位索。...

【技术特征摘要】
2015.07.18 CN 2015104249412;2015.07.27 CN 201510451.一种浮体绳轮波浪能采集系统，其特征在于：包括浮体、重力锚、直线旋转转换传动机构、主轴、配重/拉簧；浮体漂浮在海面上，重力锚在浮体的下方的水下；直线旋转转换传动机构有三种：主卷筒+主绳缆+副卷筒+副绳缆，或摩擦轮+绳索，或滚链轮+滚子链；对于卷筒+主绳缆式+副卷筒+副绳缆，浮体绳轮波浪能采集系统的结构是：一根主绳缆一端系在重力锚上，另一端向上通过安装在浮体底部的导缆器/双滚轮导缆钳后继续向上延伸，最后缠绕并末端固定在主卷筒上，主卷筒的主轴通过轴承、轴承座安装在浮体上，主卷筒与副卷筒通过主轴轴连或通过齿轮/链式传动机构联动，副卷筒上固定并缠有副绳缆，副绳缆的另一端向下延伸系在一配重上；副绳缆的拉力与主绳缆的拉力对主轴产生的扭矩是相反的；主卷筒通过其轴向外输出旋转动力；对于摩擦轮+绳索式，浮体绳轮波浪能采集系统结构是：一根绳索一端连接重力锚，另一端向上通过安装在浮体底部的导缆器/双滚轮导缆钳后，向上延伸，绕过摩擦轮后向下延伸，然后系一配重；摩擦轮为车有凹槽的轮,凹槽表面摩擦系数大；摩擦轮通过主轴输出旋转动力，主轴通过轴承、轴承座安装在浮体上；摩擦轮+绳索也可替换为环链轮+锁链；对于滚链轮+滚子链式的，浮体绳轮波浪能采集系统的结构是：浮体为只有底端开孔的半封闭壳体，一根竖立的直管，该直管的上端口与浮体底面的开孔对接后密封焊接，直管的底端开口处安装有导缆器/双滚轮导缆钳，直管内有一根滚链，其一端系在一根绳索的一端上，该绳索另一端向下通过所述导缆器/双滚轮导缆钳后系在下方的重力锚上，所述滚链另一端向上绕过一链轮后，然后向下延伸连接在一配重上，所述配重在直管内并与直管内壁存在一定间隙，配重上设有竖直通孔，所述绳索从该竖直通孔中穿过，所述链轮通过主轴向外输出旋转动力，该主轴通过轴承、轴承座安装在浮体上；以上三种浮体绳轮波浪能采集系统，配重也可以替换为拉簧，即副绳缆/绳索/滚链系在拉簧一端，拉簧的另一端固定在浮体上；主绳缆、重力锚与摩擦轮/环链轮/滚链轮之间区段的绳索/环链/滚子链统称为采能索，而副绳缆、配重与摩擦轮/环链轮/滚链轮之间区段的绳索/环链/滚子链统称为复位索。2.根据权利要求1所述的一种浮体绳轮波浪能采集系统，其特征在于：配重通过第二拉簧与复位索连接，即第二拉簧一端连接配重，第二拉簧另一端连接复位索。优选的：第二拉簧的螺旋线材外套橡胶管；优选的：第二拉簧与一根绳子并联，即第二拉簧一端与绳子的一端连接，第二拉簧另一端与所述绳子另一端连接，绳子长度等于第二拉簧被允许拉伸到最大时的长度。3.根据权利要求1所述的浮体绳轮波浪能采集系统，其特征在于：还包括硬直管，采能索从硬直管中穿过；该硬直管顶端口通过通过橡胶管与浮体底孔对接，即硬直管顶端口与橡胶管一端口对接，橡胶管的另一端口与浮体底孔对接；或，所述硬直管顶端通过绳子连接浮体底面，即硬直管上端口左右两侧分别连接两根绳子的一端，所述两根绳子叉分开，所述两根绳子的另一端连接到浮体底面上；硬直管底端与锚基之间要留出一段距离；所述硬直管也可替换为伸缩多级套筒，主绳缆/绳索/锁链从伸缩多级套筒中穿过，伸缩多级套筒顶端口通过橡胶管与浮体底孔对接，即：伸缩多级套筒顶端口与橡胶管一端对接，该橡胶管另一端口与浮体底孔对接，所述伸缩多级套筒也可通过绳子连接到浮体底面，即：伸缩多级套筒的上端口左右两侧分别连接两根绳子的一端，该两根绳子叉分开，该两根绳子的另一端连接到浮体底面上；伸缩多级套筒底端口也可采用同样的方式，即通过橡胶管对接或通过绳子连接到所述重力锚上。4.根据权利要求1所述的浮体绳轮波浪能采集系统，其特征在于：还包括去除浮体表面附着物装置，具体结构为：浮体为回转体外形，一与浮体同轴线的旋转轴承，其内环紧套在浮体表面上，其外环上固结一刮条，该刮条的形状为细长形，贴近浮体外表面延伸，并与浮体外表面保持一定间隙，；去除附着物机构的装置也可以为：浮体为回转体外形，一与浮体同轴线的旋转轴承的内环，紧套在浮体表面上，该轴承外环固结一曲轴，该曲轴的形状为细长形，贴近浮体外表面、并在浮体的同一轴截面内、且只在轴线一侧延伸；在曲轴上的直线段处套有滚筒刷，滚筒刷可在曲轴上自由旋转，并贴近浮体外表面。5.根据权利要求1所述的浮体绳轮波浪能采集系统，其特征在于：还包括去除主绳缆/绳索/锁链的海洋附着物装置，具体结构为：一管状的滑筒，套在主绳缆/绳索/锁链上，滑筒的比重大于水，滑筒的上端面外缘连接一细绳，该细绳斜向一侧向上延伸，其另一端固定在浮体上，或者是所述细绳的另一端固定并缠绕在一微型卷扬机的卷筒上，该微型卷扬机固定在浮体上，微型卷扬机的电机受单片机/PLC控制。6.根据权利要求1所述的浮体绳轮波浪能采集系统，其特征在于：所述摩擦轮可以为2个，以组成摩擦轮组，具体为：摩擦轮与齿轮轴连，摩擦轮、齿轮、轴及其轴承座构成一个摩擦轮齿轮单元，轴通过轴承、轴承座安装在浮体上的机架上，2个同样的摩擦轮齿轮单元轴线平行、同向、端面对齐且紧挨的安装在机架上，两个摩擦轮齿轮单元的齿轮啮合，但每个摩擦轮大小小于齿轮，所以摩擦轮之间并不干涉；摩擦轮组的其中一个单元的轴输出动力，绳索依次蜿蜒绕过每个摩擦轮齿轮单元的摩擦轮，所谓蜿蜒绕过是指，绳索在前行中绕第一个摩擦轮方向与其绕第二个摩擦轮方向是相反的；优选的：再依次添加1至几个同样的摩擦齿轮单元，均按照上述规则安装，每个摩擦齿轮单元的齿轮均只跟前一个摩擦齿轮单元的齿轮啮合，一根绳索依添加次序蜿蜒绕过每个摩擦齿轮单元的摩擦轮，整个摩擦轮组仍只有一个摩擦齿轮单元的轴输出动力。7.根据权利要求1所述的浮体绳轮波浪能采集系统，其特征在于：多个波浪能采集系统一起工作，它们所驱动的发电机壳体外敷绝缘层以对浮体绝缘，发电机壳体与其某一侧的总线用电缆连通，发电机轴通过两侧互相绝缘的联轴器接受外部驱动，而对于发电机，具体为：发电机如果为直流发电机，则其并联一功率二极管，二极管P极与发电机负极接在一起，多个波浪能采集系统的直流发电机与二极管组成的并联支路，按同一方向串联在总线上；发电机如果为交流发电机，则其输出端接整流桥，多个波浪能采集系统的交流发电机的整流桥的输出端，按照同一方向串联在总线上。8.根据权利要求1所述的浮体绳轮波浪能采集系统，其特征在于：对于配重收绳的、非滚链直线旋转转换机构的浮体绳轮波浪能采集系统，则在浮体上安装另一导缆器/双滚轮导缆钳，复位索从所述导缆器/双滚轮导缆钳中穿过；还包括防双绳缠绕机构，具体有如下几种结构：一，潜标侧拉式：一根缆绳一端连接所述配重，另一端向下向一侧延伸，然后绕过一滑轮后向上延伸，最后连接一水下浮子，所述滑轮的滑轮架通过绳子连接另一锚基；或者是省掉所述配重，即从浮体下来的复位索直接与一根缆绳一端连接，该缆绳另一端向下向一侧延伸，然后绕过一滑轮后，最后连接一水下浮子，滑轮的滑轮架通过绳子连接到另一锚基；二，单悬链侧拉式：一根悬锚链一端系在配重上，另一端向下向一侧延伸，最后连接到一抓地锚上，该悬链也可替换为一段缆绳，缆绳中间系重块；三，旁浮标处侧拉式：在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲言明，
申请(专利权)人：曲言明，
类型：发明
国别省市：山东;37