一种波浪能收集装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种波浪能收集装置，包括可调频套摆系统、传动系统、壳体和与传动系统连接的电磁发电系统；可调频套摆系统包括转动设置的主轴，沿主轴的周向固定安装有至少两个质量摆，且所有质量摆均与主轴可拆卸连接；质量摆与传动系统连接，主轴连接于壳体上。可以通过调整质量摆的数量以及质量摆的安装位置来改变可调频套摆系统的质量、偏心距或转动惯量，从而对可调频套摆系统的固有频率进行调整，直至可调频套摆系统的固有频率与目标海域的海浪频率相同，从而可以对不同海域的波浪能进行高效的收集，避免了波浪能收集装置的个性化定制，减少了生产成本。

A Wave Energy Collection Device

The invention discloses a wave energy collecting device, which comprises a frequency-adjustable sleeve pendulum system, a transmission system, a shell and an electromagnetic power generation system connected with the transmission system; a frequency-adjustable sleeve pendulum system comprises a rotating spindle with at least two mass pendulums fixed along the circumference of the spindle, and all mass pendulums are detachably connected with the spindle; a mass pendulum is connected with the transmission system and the spindle is connected with the spindle. On the shell. The mass, eccentricity or moment of inertia of FM sleeve pendulum system can be changed by adjusting the number of mass pendulum and the installation position of mass pendulum, so that the natural frequency of FM sleeve pendulum system can be adjusted until the natural frequency of FM sleeve pendulum system is the same as the wave frequency of target sea area, thus the wave energy in different sea areas can be collected efficiently and avoided. The individualized customization of wave energy collection device reduces the production cost.

【技术实现步骤摘要】
一种波浪能收集装置
本专利技术涉及海洋能源开发
，更具体地说，涉及一种波浪能收集装置。
技术介绍
波浪能是指海洋表面波浪所具有的动能和势能。波浪能收集目前主要有两种类型：一种是能量收集装置直接与海水接触，通过运动的海水直接驱动能量收集装置将海水的动能和势能转换为电能；另一种是能量收集装置集成在搭载平台内部，通过搭载平台受到波浪作用产生的振动能量，间接地收集波浪能。现有技术中对于通过运动的海水直接驱动与海水接触的能量收集装置，进而收集能源的研究和应用已经有较多的技术类型，如直接机械传动、低压水力传动、高压液压传动和气动传动等，但是大多都分布于沿海或近海地区，且装置体积巨大。间接收集波浪能的装置发展较晚，现有技术中一般采用电磁发电和摩擦发电两种类型。电磁发电一般采用弹簧振子结构，搭载平台受海浪作用随海洋波浪运动而振动，从而带动固定在弹簧活动端的磁体产生某个方向的振动，与此同时固定在能量收集器上的感应线圈切割磁感线产生电能输出。由于海洋波浪振动具有频率低、空间中振动波形复杂的特点，这种电磁发电能量收集装置的磁体振动频率低，且只能单一方向运动，使得磁通量的变化率较小，影响了发电输出。摩擦式发电类型是通过两种材料的表面相互接触和分离，根据摩擦生电和静电感应的耦合来实现电能输出。一般是在波浪振动产生的外力作用下，通过某种方式，如利用在平面上自由滚动小球相互撞击摩擦等，使两种不同的材料表面产生接触和分离，产生电能并输出。同样由于海洋中波浪振动的频率较低、空间中振动波形复杂的原因，使得摩擦材料表面的接触和分离的频率较低，且刚体相互间撞击会损失大量能量，摩擦使结构的寿命缩短，所以输出的电能较低且使用寿命不长。由于海洋中海浪振动具有频率极低的特点，一般小于5Hz，甚至在1Hz以下，且不同海域的差别极大。现有的电磁发电、摩擦发电等类型的能量收集装置输出功率很大程度上取决于振动频率的高低，超低频振动环境下很难实现高功率密度输出和较高的能量转换效率，且因其振动频率单一，频带较窄，响应激励程度有限，其余部分的海洋波浪能只能白白浪费，所以只能针对特定海域做专门化设计，并不能保证响应大多数海域的激励。综上所述，如何提供一种可适应不同海域且波浪能转换效率高的波浪能收集装置，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种波浪能收集装置，可以针对不同海域的不同海浪频率对自身的固定频率进行调节。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种波浪能收集装置，包括可调频套摆系统、传动系统、壳体和与所述传动系统连接的电磁发电系统；所述可调频套摆系统包括转动设置的主轴，沿所述主轴的周向固定安装有至少两个质量摆，且所有所述质量摆均与所述主轴可拆卸连接；所述质量摆与所述传动系统连接，所述主轴连接于所述壳体上。优选的，所述可调频套摆系统还包括可拆卸的安装于所述质量摆上的质量块。优选的，所述质量块包括质量、尺寸均不相同的第一质量块和第二质量块。优选的，所述质量摆上设置有用于安装所述质量块的第三凹槽。优选的，所述质量摆包括主质量摆和若干副质量摆，所述主质量摆上设置有用于套装于所述主轴外部的空心结构，所述空心结构的外周部设置有用于安装所述副质量摆的第一凸台，所述副质量摆上设置有与所述第一凸台配合扣合的第一凹槽。优选的，所述主质量摆和所述副质量摆均为扇形结构，且所述主质量摆和所述副质量摆的圆心角的角度和外圆半径均相同。优选的，所述主质量摆的左右两侧设置有用于与所述副质量摆配合安装的第二凸台，所述副质量摆中设置有与所述第二凸台配合的第二凹槽。优选的，所述第一凸台垂直于所述主质量摆高度方向的截面形状为梯形结构，所述梯形结构的长底边位于所述第一凸台的上端面；和/或所述第二凸台垂直于所述主质量摆高度方向的截面形状为梯形结构，所述梯形结构的长底边位于所述第二凸台的上端面。优选的，所述传动系统包括套装于所述主轴上的第一齿轮以及与所述第一齿轮啮合的第二齿轮，且所述第一齿轮与所述质量摆连接，所述第二齿轮转动设置以使所述电磁发电系统将动能转化为电能。优选的，所述壳体包括底座和与所述底座连接的顶盖，所述顶盖上设置有用于安装所述主轴的第一圆孔以及用于使所述电磁发电系统与所述第二齿轮连接的第二圆孔，且所述第一圆孔的中心轴线与所述第二圆孔的中心轴之间的距离等同于所述第一齿轮与所述第二齿轮的中心距。本专利技术提供的波浪能收集装置包括可调频套摆系统、传动系统、壳体和与传动系统连接的电磁发电系统；可调频套摆系统包括转动设置的主轴，沿主轴的周向固定安装有至少两个质量摆，且所有质量摆均与主轴可拆卸连接；质量摆与传动系统连接，主轴连接于壳体上。在使用的过程中，由于主轴的周向可拆卸的固定安装有至少两个质量摆，因此可以通过调整质量摆的数量以及质量摆的安装位置来改变可调频套摆系统的质量、偏心距或转动惯量，从而对可调频套摆系统的固有频率进行调整，直至可调频套摆系统的固有频率与目标海域的海浪频率相同或相近。然后，将波浪能收集装置置于海上检测工具中，当海浪产生振动时，由于可调频套摆系统的固有频率与海浪频率相同，因此极容易产生共振现象，使可调频套摆系统产生大角度的摆动或转动，从而产生较多的动能和势能。具体来讲，可调频套摆系统的固有频率与目标海域的海浪频率相同是指：在搭载平台静止时，可调频套摆系统受到重力及主轴的扭矩而处于静止平衡状态；当搭载平台受到海浪频率的激励作用时，因可调频套摆系统的质心并不位于转动中心处，质量摆会发生摆动甚至转动。当然，可调频套摆系统的固有频率可以与目标海域的海浪频率相近，此时，可调频套摆系统也会发生较大角度的摆动或转动。由于质量摆与传动系统连接，传动系统与电磁发电系统连接，因此，可调频套摆系统在发生大角度的摆动或转动时所产生的动能和势能会通过传动系统传递给电磁发电系统，电磁发电系统将其转化为电能输出。由于可调频套摆系统的固有频率可以根据目标海域的海浪频率进行调节，因此，本专利技术所提供的波浪能收集装置可以对不同海域的波浪能进行高效的收集，避免了波浪能收集装置的个性化定制，减少了生产成本。另外，由于可调频套摆系统的固有频率可以调至与目标海域的海浪频率相同或相近的数值，因此，在相同的海浪振动频率的情况下，可调频套摆系统的摆动角度与转动幅度较大，可以实现波浪能的高效转换和高密度输出。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术所提供的波浪能收集装置的结构示意图；图2为质量摆的结构示意图；图3为壳体的结构示意图；图4为主质量摆的结构示意图；图5为主质量摆另一角度的结构示意图；图6为一种副质量摆的结构示意图；图7为另一种副质量摆的结构示意图；图8为波浪能收集装置设置于检测工具中的结构示意图。图1-8中：1为质量摆、11为主质量摆、12为副质量摆、13为质量块、111为第二凸台、112为第一凸台、113为第一凹槽、2为主轴、21为轴承、3为第一齿轮、4为第二齿轮、5为电磁发电系统、6为壳体、61为顶盖、62为底座。具体实施方式下面将结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种波浪能收集装置，其特征在于，包括可调频套摆系统、传动系统、壳体(6)和与所述传动系统连接的电磁发电系统(5)；所述可调频套摆系统包括转动设置的主轴(2)，沿所述主轴(2)的周向固定安装有至少两个质量摆(1)，且所有所述质量摆(1)均与所述主轴(2)可拆卸连接；所述质量摆(1)与所述传动系统连接，所述主轴(2)连接于所述壳体(6)上。

【技术特征摘要】
1.一种波浪能收集装置，其特征在于，包括可调频套摆系统、传动系统、壳体(6)和与所述传动系统连接的电磁发电系统(5)；所述可调频套摆系统包括转动设置的主轴(2)，沿所述主轴(2)的周向固定安装有至少两个质量摆(1)，且所有所述质量摆(1)均与所述主轴(2)可拆卸连接；所述质量摆(1)与所述传动系统连接，所述主轴(2)连接于所述壳体(6)上。2.根据权利要求1所述的波浪能收集装置，其特征在于，所述可调频套摆系统还包括可拆卸的安装于所述质量摆(1)上的质量块(13)。3.根据权利要求2所述的波浪能收集装置，其特征在于，所述质量块(13)包括质量、尺寸均不相同的第一质量块和第二质量块。4.根据权利要求3所述的波浪能收集装置，其特征在于，所述质量摆(1)上设置有用于安装所述质量块(13)的第三凹槽。5.根据权利要求4所述的波浪能收集装置，其特征在于，所述质量摆(1)包括主质量摆(11)和若干副质量摆(12)，所述主质量摆(11)上设置有用于套装于所述主轴(2)外部的空心结构，所述空心结构的外周部设置有用于安装所述副质量摆(12)的第一凸台(112)，所述副质量摆(12)上设置有与所述第一凸台(112)配合扣合的第一凹槽(113)。6.根据权利要求5所述的波浪能收集装置，其特征在于，所述主质量摆(11)和所述副质量摆(12)均为扇形结构，且所述主质量摆(11)和所述副质量摆(12)的圆心...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘会聪，李云飞，陈涛，杨湛，孙立宁，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32