本发明专利技术涉及一种高效双向海洋能水力发电收集装置，基本构成为发电模块、肌肉组合、可调节浮子位于外壳内部，储能模块以及悬浮模块则位于外壳外部。发电模块交错排列安装于外壳内部，每一排与每一列通过肌肉组合相连与发电模块的连接轴相连；运动模块以及传感器位于滑动轴上，可拆卸联动轴一头与滑动模块相连，另一头伸出外壳与浮子相连，两侧安装，分别用于收集海洋潮汐能或波浪能，联动轴及浮子之间互不形成干涉，独立跟随洋流运动。在洋流推动下，浮子会带动发电模块与肌肉模块运动，产生形变进而发电。本装置结构精巧、装拆便捷、成本低廉、无污染、模块组合能量收集范围广、小洋流推动高效能发电。
A High Efficiency Bidirectional Ocean Energy Hydropower Collection Device
【技术实现步骤摘要】
一种高效双向海洋能水力发电收集装置
本专利技术涉及到一种基于智能材料的海洋能收集装置，具体来说是一种基于压电纳米发电机的潮汐能与波浪能综合的高效发电装置。
技术介绍
随着资源匮乏与环境污染问题的日益严峻，新能源的开发成为当前的一种趋势。电能作为人类生活中比不可缺的能源形式，其获取途径越来越重要。传统的发电方式，如火力发电、风力发电等，其发电方式不免存在一些弊端，例如火力发电需要燃料会对环境造成污染；风力发电或对地形要求较高，需要平原地区等等。同时，传统的发电方式都要求有合适的地理位置来建设相应的发电设施，对于人口日益增长的土地也是一种负担。因此迫切需要一种便捷化、绿色环保的电能收集方式进行能量的收集。在地球上，海洋面积占地球表面积的约70％，若对潮汐能与波浪能进行有效收集，可以大大缓解能源问题。近年来，采用智能新材料进行能量的收集成为学术圈的热点问题，纳米发电机出现对能量的收集是一种创新的思路；区别摩擦纳米发电机，压电纳米发电机的结构简单、发电效率高、成本低，特别是能够满足各类形变要求制造一些发电装置，成为能量收集的优选。同时，一些大型的海洋能收集装置，结构复杂、重量大、成本高昂、能量收集率低，这些问题限制了装置的进一步推广。因此，基于压电纳米发电机，提出一种结构精巧、装拆便捷、成本低廉、无污染、能量收集范围广泛且适用于不同洋流推动高效的能量收集装置，意义重大。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种结构精巧、装拆便捷、成本低廉、无污染、功能综合、应用广泛、高效能的发电装置。本专利技术的目的是这样实现的：本专利技术是一种高效双向海洋能水力发电收集装置，其特征是：包含了发电模块、肌肉组合、可调节浮子、储能模块、外壳以及悬浮模块。其中，发电模块包含滑动轴、固定端、连接轴、运动模块以及传感器；肌肉组合模块包含发电片、绝缘片、弹性夹层；可调节浮子包括可拆卸联动轴以及可拆卸浮子；悬浮模块是一种通过给排水来改变浮力从而实现上浮、下潜或悬浮的悬浮仓。具体来说，发电模块、肌肉组合、可调节浮子位于外壳内部，是发电的主要部分，储能模块以及悬浮模块则位于外壳外部。发电模块交错排列安装于外壳内部，每一排通过肌肉组合相连，而每一列则通过发电模块中的连接轴相连。运动模块以及传感器位于滑动轴上，同时可拆卸联动轴一头与滑动模块相连，另一头伸出外壳与浮子相连，且其安装方向有两个，分别对应海洋浅水区的水平洋流以及深水区的竖直洋流。由于发电模块交错排列，因此联动轴及浮子之间互不形成干涉，能够独立跟随洋流运动。悬浮装置相应置于装置两侧。装置置于海洋中时，浮子跟随洋流运动，通过联动轴带动相应的发电模块运动。此时由于肌肉组合一端连接于滑动模块，另一端连接于固定模块，因此产生形变，整体呈现波浪形。在滑动轴上设有相应距离的突起，防止运动幅度过大对肌肉组合及其他材料产生强度破坏。发电片发生形变进而发电。同时装置运动模块之中每一列均相互之间通过连接轴连接，即可实现整体运动，使得发电效率大大提高。本专利技术适用于海洋的任意位置，不论在浅水区或深水区均可。储电模块位于外壳外部，各级弹性夹层单独通过导线与之相连，汇集到储电模块处；需要注意，储电模块是采用新型智能材料制成的微型装置，降低整体装置的重量和体积。悬浮模块位于外壳两侧，通过给排水实现浮力的调节，进而实现装置在水中的悬浮。同时，悬浮模块的对称结构有利于装置在水中保持整体稳定，最大效率进行工作。实际使用时，可选取海洋内适宜位置，通过调节悬浮仓数据来保证本装置的所处水面下位置及深度，然后安装对应方向的联动轴以及浮子，之后即可将本装置置于水下。由于洋流作用，浮子会带动发电模块、肌肉模块运动，产生形变进而发电；当需要更换零部件位置或更换新零件时，只需将零部件拆下更换即可。各级结构之间互不形成干涉，确保装置的稳定性；此外，装置内部多个发电模块交错排列的设置，保证了装置的持续性与高效性。本专利技术的优势在于：①本专利技术采用模块化的组合结构，装拆便捷、应用范围广泛，可实现潮汐能与波浪能的多功能综合收集；②本专利技术内部多级结构相连，以及多层卡槽的设置，基于压电纳米功能发电机作为收集单元，具有智能化与高效能的优势；③本专利技术对于发电条件要求低，几乎可用于任何天气、任意位置；④本专利技术占地面积小，对于日益增长的土地压力可以起到一定的缓解作用，同时客服了大型收集装备的显著缺陷；⑤本专利技术区别于传统的发电形式，是一种新型的绿色无污染的发电途径；⑥本专利技术造价较低，成本相对低廉，同时方便更换零部件，适合大批量生产及使用，社会效益深远。附图说明图1是本专利技术整体结构示意图图2是发电模块及肌肉组合结构示意图图3是浮子及联动轴结构示意图图4是单个运动单元的结构示意图图5是本专利技术整体内部多级发电结构示意图图6是单级发电结构示意图图7是肌肉组合结构示意图具体实施方式下面结合结构示意图通过具体实施方式对本专利技术进行说明。结合图1～7，本专利技术一种高效双向海洋能水力发电收集装置，其特征为：基本结构为发电模块、肌肉组合、可调节浮子，均位于外壳内部，是主要发电部分，储能模块以及悬浮模块则位于外壳外部。发电模块交错排列安装于外壳内部，每一排通过肌肉组合相连，而每一列则通过发电模块中的连接轴相连。运动模块以及传感器位于滑动轴上，同时可拆卸联动轴一头与滑动模块相连，另一头伸出外壳与浮子相连，且其安装方向有两个，分别对应海洋浅水区的水平洋流以及深水区的竖直洋流。由于发电模块交错排列，因此联动轴及浮子之间互不形成干涉，能够独立跟随洋流运动。悬浮装置相应置于装置两侧。本装置的发电原理为：装置置于海洋中时，浮子跟随洋流运动，通过联动轴带动相应的发电模块运动。此时由于肌肉组合一端连接于滑动模块，另一端连接于固定模块，因此产生形变，整体呈现波浪形。在滑动轴上设有相应距离的突起，防止运动幅度过大对肌肉组合及其他材料产生强度破坏。发电片发生形变进而发电。同时装置运动模块之中每一列均相互之间通过连接轴连接，即可实现整体运动，使得发电效率大大提高。以下是装置各个部分的组成结构及工作原理：如下图1～6所示，本专利技术主要包含发电模块I、肌肉组合II、可调节浮子III、储能模块IV、外壳以及悬浮模块V。发电模块I与肌肉组合是整个装置的核心部分，用于形变产生电能，主要包含发电片、绝缘片、固定模块、固定夹、连接轴、滑动轴、滑动模块、固定轴；可调节浮子负责跟随洋流运动，将外力传导带动滑动模块运动，主要包含可拆卸浮子以及可拆卸联动轴；外壳采用新型耐腐蚀材料，有效延长整体装置的使用寿命；储电模块采用新型智能材料制成的微型装置，用于储存装置产生的电能；悬浮模块采用给排水方式保证浮力，对称位于装置的两侧。结合图1、2、5，悬浮仓1位于外壳两侧，呈对称分布，通过螺丝及卡槽固定于外壳上。外壳2采用新型耐腐蚀材料，可有效延长整体装置的使用寿命，同时质量较轻，便于装置整体在水中悬浮。另外，外壳上设有运动槽3，可以控制浮子9以及联动轴8的运动范围。外壳2的内壁上有规则阵列的安装孔，用于安装固定轴12以及滑动轴10。通过整体图1可以看出，发电部分多级有序排列于箱体内部，彼此之间既有部分联动，整体互不干涉。本专利技术发电模块I、肌肉组合II结构及工作原理如下：本专利技术中，发电模块和肌肉组合是整个装置的核心部分用于产生电能，主要包含了发电片1本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高效双向海洋能水力发电收集装置，其特征为：基本结构为发电模块、肌肉组合、可调节浮子位于外壳内部，是发电的主要部分，储能模块以及悬浮模块则位于外壳外部，发电模块交错排列安装于外壳内部，每一排通过肌肉组合相连，而每一列则通过发电模块中的连接轴相连，运动模块以及传感器位于滑动轴上，同时可拆卸联动轴一头与滑动模块相连，另一头伸出外壳与浮子相连，且其安装方向有两个，分别对应海洋浅水区的水平洋流以及深水区的竖直洋流，由于发电模块交错排列，联动轴及浮子之间互不形成干涉，能够独立跟随洋流运动，悬浮装置相应置于装置两侧，装置置于海洋中时，浮子跟随洋流运动，通过联动轴带动相应的发电模块运动，由于肌肉组合一端连接于滑动模块，另一端连接于固定模块，产生形变使得整体呈现波浪形，在滑动轴上设有相应距离的突起，防止运动幅度过大对肌肉组合及其他材料产生强度破坏，发电片发生形变进而发电，同时装置运动模块之中每一列均相互之间通过连接轴连接，即可实现整体运动，使得发电效率大大提高。
【技术特征摘要】
1.一种高效双向海洋能水力发电收集装置，其特征为：基本结构为发电模块、肌肉组合、可调节浮子位于外壳内部，是发电的主要部分，储能模块以及悬浮模块则位于外壳外部，发电模块交错排列安装于外壳内部，每一排通过肌肉组合相连，而每一列则通过发电模块中的连接轴相连，运动模块以及传感器位于滑动轴上，同时可拆卸联动轴一头与滑动模块相连，另一头伸出外壳与浮子相连，且其安装方向有两个，分别对应海洋浅水区的水平洋流以及深水区的竖直洋流，由于发电模块交错排列，联动轴及浮子之间互不形成干涉，能够独立跟随洋流运动，悬浮装置相应置于装置两侧，装置置于海洋中时，浮子跟随洋流运动，通过联动轴带动相应的发电模块运动，由于肌肉组合一端连接于滑动模块，另一端连接于固定模块，产生形变使得整体呈现波浪形，在滑动轴上设有相应距离的突起，防止运动幅度过大对肌肉组合及其他材料产生强度破坏，发电片发生形变进而发电，同时装置运动模块之中每一列均相互...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙壮志，王振宇，宋文龙，
申请(专利权)人：东北林业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23
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