三维四杆球式海浪能吸收和转换装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种三维四杆球式海浪能吸收和转换装置，包括：固定平台、平面四杆机构、二维球面机构、浮筒、传动平行四边形机构、空间RSSR变向传动机构以及配重，所述固定平台作为装置的机架，所述平面四杆机构末端与所述二维球面机构固定连接，所述二维球面机构与浮筒通过转动副连接，二维球面机构分别通过传动平行四边形机构、空间RSSR变向传动机构与机架相连，配重固定在平面四杆机构的曲柄上。发电过程中，浮筒的三维运动转化为机架上绕三个平行的固定轴的转动，三个固定轴带动柱塞杆，将机械能转化为液压能，产生的高压油储存在蓄能器中。高压油驱动液压马达带动发电机，液压能转化为电能。

【技术实现步骤摘要】
三维四杆球式海浪能吸收和转换装置
本专利技术涉及新能源装备领域，具体是一种三维四杆球式海浪能吸收和转换装置。
技术介绍
目前海上波浪发电仅注重某些分量能量的收集，能量利用率低、单机功率不高。我国在波浪能发电技术和研究方面与国际先进水平存在较大差距，从长远解决我国能源失衡的实际需要出发，开展大功率、高效率的海上波浪发电装备能量收集机构的设计开发和样机实验，具有重大的理论意义和应用价值。
技术实现思路
针对现有技术中单机功率不高的缺点，本专利技术将提供一种三维四杆球式海浪能吸收和转换装置。该装置将液压能转化为电能，且具有大功率，转换效率高，便于维护的特点。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种三维四杆球式海浪能吸收和转换装置，包括：固定平台、平面四杆机构、二维球面机构、浮筒、传动平行四边形机构、空间RSSR变向传动机构以及配重，所述固定平台作为装置的机架，所述平面四杆机构前端与所述二维球面机构固定连接，所述二维球面机构与浮筒通过转动副连接，二维球面机构分别通过传动平行四边形机构、空间RSSR变向传动机构与机架相连，配重固定在平面四杆机构的曲柄上，浮筒在海浪的作用下产生三维运动，竖直方向的移动带动平面四杆机构运动，平面四杆机构后端与机架相连，从而将浮筒竖直方向的移动转化为机架上的转动，水平方向的转动通过球面二维机构转化为绕轴X和Y的转动，X转动通过传动平行四边形机构传递到机架上，Y转动首先通过空间RSSR变向传动机构转化为X方向的转动，然后通过传动平行四边形机构传递到机架上，从而实现将浮筒的三维运动转化为机架上的三个固定平行轴的转动。所述传动平行四边形机构是由五个平行四边形单元组成，分别为第一～第五平行四边形单元，其位置和连接关系是：第三平行四边形单元后端通过转动副与机架相连，前端与第二平行四边形单元固定相连，第一平行四边形单元后端与第二平行四边形单元固定相连，前端与二维球面机构固定相连，第五平行四边形单元后端与机架通过转动副相连，前端与第四平行四边形单元固定相连。X转动通过传动平行四边形机构中的第一、第二、第三平行四边形单元传递到机架上，Y转动首先通过空间RSSR变向传动机构转化为X方向的转动，然后通过传动平行四边形机构中的第四、第五平行四边形单元传递到机架上。所述平行四边形单元主要由4个转动副和4根连杆组成，其中4根连杆中相对的两根连杆平行并相等，构成平行四边形结构，4个转动副轴线平行，分别位于平行四边形的4个顶点上。所述空间RSSR变向传动机构主要由三个连杆、两个球副和两个转动副组成，第一连杆通过转动副与机架相连，通过球副与第二连杆相连，第三连杆通过球副与第二连杆相连，通过转动副与机架相连，这样的连接方式使得第一连杆和第三连杆能够绕不同方向的轴线转动，从而改变所传递转动特征的轴线方向。所述二维球面机构主要由外围框架、两个曲线连杆和一个方形连杆构成，第一曲线连杆通过两个共线的转动副与浮筒连接，通过一个垂直的转动副与第二曲线连杆连接，第二曲线连杆通过两个共线的转动副与外围框架连接，方形连杆通过两组垂直的转动副分别与浮筒和外围框架连接，这样的连接方式使得浮筒能够相对于外围框架做二维转动。所述平面四杆机构后端与机架固定相连，前端与二维球面机构固定相连，二维球面机构通过两组方向垂直的转动副与浮筒相连，传动平行四边形机构通过转动副安装在平面四杆机构或二维球面机构上，空间RSSR变向传动机构通过转动副安装在二维球面机构上。所述配重安装在平面四杆机构曲柄的一端，用来匹配包括浮筒、平面四杆机构、传动平行四边形机构、空间RSSR变向传动机构在内的设备的重力及转动惯量。所述固定平台与海浪发电厂的大平台固定连接，多个所述装置按一定的方式排列组成海浪发电厂。该专利技术装置将海浪能量转化为液压能储存在蓄能器中，高压油驱动液压马达带动发电机发电，转化为电能。本专利技术与现有技术相比，具有以下技术特点：(1)本专利技术提供了一套海浪能量吸收转化装置，可以将无规则、不稳定的波浪能高效转化为稳定可吸收的、规则的能量。(2)本专利技术提供的海浪能吸收转化装置可以吸收海浪的多维运动，提高了单机功率。(3)本专利技术提供的海浪能吸收转化装置多采用连杆机构，避免使用齿轮，降低了海上漏油污染的风险，便于维护保养。(4)本专利技术提供的海浪能吸收转化装置采用液压能转化方法，可以与风力发电共用发电机，便于系统的扩展和维护。附图说明图1为本专利技术装置的结构示意图；图2是空间RSSR机构的结构示意图；图3是二维球面机构的结构示意图。图中：1-固定平台、2-第三平行四边形单元、3-配重、4-平面四杆机构、5-第五平行四边形单元、6-第二平行四边形单元、7-空间RSSR变向传动机构、8-第四平行四边形单元、9-第一平行四边形单元、10-二维球面机构、11-浮筒、12-第一连杆、13-第二连杆、14-第三连杆、15-外围框架，16-第一曲线连杆，17-第二曲线连杆，18-方形连杆。具体实施方式下面结合说明书附图和具体实施例对本专利技术技术方案做一详细的描述。如图1所示，本实施提供了一种三维四杆球式海浪能量吸收和转换装置，固定平台1作为整个装置的机架，与海浪发电厂大平台固定连接，平面四杆机构4以固定平台1为机架，末端与二维球面机构10固定连接，二维球面机构10与浮筒11通过转动副连接。二维球面机构10分别通过第一平行四边形单元9、第二平行四边形单元6、第三平行四边形单元2和空间RSSR变向传动机构7、第四平行四边形单元8、第五平行四边形单元5与机架相连。配重3固定在平面四杆机构的曲柄上。固定平台与海浪发电厂的大平台固定连接，多个海浪能吸收转化装置按一定的方式排列组成海浪发电厂。海浪能转换装置中，浮筒11通过一套二维球面机构与平面四杆机构连接在固定平台上，该装置中的浮筒可以做三维运动：竖直方向的移动和水平方向的二维转动。传动平行四边形机构中的第一平行四边形单元9、第二平行四边形单元6、第三平行四边形单元2分别与机架、二维球面机构10、平面四杆机构4连接，作为传动机构将二维球面机构10的一个转动传递到机架上。传动平行四边形机构中的第四平行四边形单元8、第五平行四边形单元5和空间RSSR变向传动机构7分别与机架、二维球面机构10、平面四杆机构4连接，将二维球面机构10吸收的另外一个转动转化传递到机架正交轴上的转动。图2所示，空间RSSR变向传动机构7主要由三个连杆、两个球副和两个转动副组成。第一连杆12通过转动副与机架相连，通过球副与第二连杆13相连，第三连杆14通过球副与第二连杆13相连，通过转动副与机架相连，这样的连接方式使得第一连杆12和第三连杆14能够绕不同方向的轴线转动，从而改变所传递转动特征的轴线方向。图3所示，二维球面机构10主要由外围框架15、两个曲线连杆和一个方形连杆构成。第一曲线连杆16通过两个共线的转动副与浮筒连接，通过一个垂直的转动副与第二曲线连杆17连接，第二曲线连杆17通过两个共线的转动副与外围框架15连接，方形连杆18通过两组垂直的转动副分别与浮筒11和外围框架15连接，这样的连接方式使得浮筒能够相对于外围框架做二维转动。配重3安装在平面四杆机构曲柄的一端，用来匹配包括浮筒、平面四杆机构、6套传动机构在内的设备的重力及转动惯量。本实施例的工作原理如下：浮筒在海浪的作用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维四杆球式海浪能吸收和转换装置，其特征在于，包括：固定平台、平面四杆机构、二维球面机构、浮筒、传动平行四边形机构、空间RSSR变向传动机构以及配重，所述固定平台作为装置的机架，所述平面四杆机构前端与所述二维球面机构固定连接，所述二维球面机构与浮筒通过转动副连接，二维球面机构分别通过传动平行四边形机构、空间RSSR变向传动机构与机架相连，配重固定在平面四杆机构的曲柄上，浮筒在海浪的作用下产生三维运动，竖直方向的移动带动平面四杆机构运动，平面四杆机构后端与机架相连，从而将浮筒竖直方向的移动转化为机架上的转动，水平方向的转动通过球面二维机构转化为绕轴X和Y的转动，X转动通过传动平行四边形机构传递到机架上，Y转动首先通过空间RSSR变向传动机构转化为X方向的转动，然后通过传动平行四边形机构传递到机架上，从而实现将浮筒的三维运动转化为机架上的三个固定平行轴的转动。

【技术特征摘要】
1.一种三维四杆球式海浪能吸收和转换装置，其特征在于，包括：固定平台、平面四杆机构、二维球面机构、浮筒、传动平行四边形机构、空间RSSR变向传动机构以及配重，所述固定平台作为装置的机架，所述平面四杆机构前端与所述二维球面机构固定连接，所述二维球面机构与浮筒通过转动副连接，二维球面机构分别通过传动平行四边形机构、空间RSSR变向传动机构与机架相连，配重固定在平面四杆机构的曲柄上，浮筒在海浪的作用下产生三维运动，竖直方向的移动带动平面四杆机构运动，平面四杆机构后端与机架相连，从而将浮筒竖直方向的移动转化为机架上的转动，水平方向的转动通过二维球面机构转化为绕轴X和Y的转动，X转动通过传动平行四边形机构传递到机架上，Y转动首先通过空间RSSR变向传动机构转化为X方向的转动，然后通过传动平行四边形机构传递到机架上，从而实现将浮筒的三维运动转化为机架上的三个固定平行轴的转动。2.根据权利要求1所述的三维四杆球式海浪能吸收和转换装置，其特征在于，所述传动平行四边形机构是由五个平行四边形单元组成，分别为第一～第五平行四边形单元，其位置和连接关系是：第三平行四边形单元后端通过转动副与机架相连，前端与第二平行四边形单元固定相连，第一平行四边形单元后端与第二平行四边形单元固定相连，前端与二维球面机构固定相连，第五平行四边形单元后端与机架通过转动副相连，前端与第四平行四边形单元固定相连。3.根据权利要求2所述的三维四杆球式海浪能吸收和转换装置，其特征在于，X转动通过传动平行四边形机构中的第一、第二、第三平行四...

【专利技术属性】
技术研发人员：高峰，孟祥敦，陈卫星，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31