一种悬浮与漂浮结合的海浪能发电机器人装置及其工作方法制造方法及图纸

一种悬浮与漂浮结合的海浪能发电机器人装置，包括漂浮浮子、在所述漂浮浮子内设置的悬浮浮子、在所述漂浮浮子和悬浮浮子之间设置有海浪能发电机器人机构、能量传输装置和能量输出装置。本发明专利技术包括漂浮浮体、悬浮浮体以及设置在漂浮浮体和悬浮浮体之间的海浪能发电机器人机构。该悬浮与漂浮结合的海浪能发电机器人装置具有三个自由度，分别为一个沿坐标方向的移动和两个绕坐标方向的转动，可以同时收集来自各个方向上的海洋能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种悬浮与漂浮结合的海浪能发电机器人装置及其工作方法，属于发电装置的

技术介绍
波浪能作为可再生能源的一种，是由风和海水的相互作用而形成。研究表明，海水波浪能密度是在海平面上方20米内空域的风能资源密度5倍，更是太阳能资源密度的20倍之多。波浪发电研究的技术水平可以侧面反映一个国家和地区的发达程度。我国对波浪能的研究开展的则较晚，主要开始于上世纪70年代末，因此技术相对不成熟。在波浪能利用形式上，现在国际和国内主要采用的形式主要为振荡水柱式波能装置、振荡浮子式波能装置、摆式波能装置。其中，振荡水柱式波能装置以近岸固定式为主，主要组成部分为伸入水下的水泥混凝土结构或钢结构水室，水室在迎浪面端开口，水室上部为连通的空气室，空气室出口处安装有空气透平，在波浪作用下，水室中的波面推动上部的空气运动，进而产生驱动空气透平转动的气流，该装置的缺点为设备复杂，建造成本高，占用海岸线较多；振荡浮子式波能装置多是布置在深海，并且是漂浮式结构，浮子和海底或者海底固定物相连接，浮子随海浪的相对运动驱动液压或者气动装置来收集波浪能，该装置的缺点为结构比振荡水柱式复杂，并且在深海处与海底不易固定；摆式波能转换装置是通过铰接摆板吸收波浪能，其中摆板的铰接方式有底部铰接使和顶部铰接式区分，又可分别称为浮力摆和重力摆。摆板一端一般是通过液压装置转换成压力能，进而驱动液压马达，液压马达驱动发电机的模式进行的，该装置的缺点是设备的效率较低，难以有效的收集波浪能。经过对现有技术的检索发现：将波浪能转化为电能的新型多维并联摆动海浪发电装置，中国专利CN102444537提出了一种新型的多维并联摆动海浪发电装置，该装置通过浮筒和重球之间的相对运动来带动中间并联机构产生高压油液，从而吸收海浪能。与对比专利的区别为，本专利技术专利提供的发电机器人装置具有三个自由度，可以同时吸收波浪的冲击能量和上下浮动的势能。考察现有的海洋波浪能发电装置，上下浮动海浪发电装置，中国专利CN102889165提出了一种上下浮动的海浪发电装置，通过浮子和液压缸的配合实现海洋能的吸收。与对比专利的区别为，本专利技术专利提供的发电机器人装置具有三个自由度，可以同时吸收波浪冲击能量和上下浮动的势能。考察现有的海洋波浪能发电装置，新型并联多维摆动海浪发电装置,中国专利CN104005902提出了一种新型的三自由度并联式海浪发电装置，该装置通过固定的定平台和活动的浮体之间的相对运动来带动中间并联机构产生高压油液，从而吸收海洋能。与对比专利的区别为，本专利技术专利提供的发电机器人装置无需系泊即可工作，成本投入较小。考察现有的海洋能发电装置，六维海浪发电装置，中国专利CN102966485提出了一种六维海浪发电装置，通过六条液压缸支链吸收海洋能。与对比专利的区别为，本专利技术专利提供的发电机器人装置采用悬浮与漂浮相结合的工作方式，无需固定平台。考察现有的海洋能发电装置，新型六维海浪发电装置，中国专利CN103032255,提出了一种新型六维海浪发电装置，该装置通过六条液压缸支链吸收海洋能。与对比专利的区别为，本专利技术专利提供的发电机器人装置采用悬浮与漂浮相结合的工作方式，无需固定平台。考察现有的海洋能发电装置，波浪能发电装置，中国专利CN103410654提出了一种波浪能发电装置，包括连接单元、至少两组中空的浮体和至少一组波浪能提取单元。与对比专利的区别为，本专利技术专利提供的发电机器人装置为悬浮与漂浮相结合的工作方式，并且具有三个方向的自由度。考察现有的海洋能发电装置，新型三维海浪发电装置，中国专利CN103306880提出了一种新型三维海浪发电装置，通过浮子与并联机构结合，吸收海洋能。与对比专利的区别为，本专利技术专利提供的发电机器人装置采用的是悬浮与漂浮相结合的工作方式，并且无需固定平台。考察现有的海洋能发电装置，中国专利CN103306881、CN103306882分别提出了新型并联多维摆动海浪发电装置和多维并联摆动海浪发电装置，其原理是通过固定平台和漂浮浮筒之间的相对运动来吸收海洋能。与对比专利的区别为，本专利技术专利提供的发电机器人装置采用悬浮与漂浮相结合的工作方式，无需固定平台和系泊也可工作。
技术实现思路
针对现有技术的区别与不足，本专利技术提供了一种悬浮与漂浮结合的海浪能发电机器人装置。本专利技术还提供上述装置的工作方法。本专利技术包括漂浮浮体、悬浮浮体以及设置在漂浮浮体和悬浮浮体之间的海浪能发电机器人机构。该悬浮与漂浮结合的海浪能发电机器人装置具有三个自由度，分别为一个沿坐标方向的移动和两个绕坐标方向的转动，可以同时收集来自各个方向上的海洋能。本专利技术的技术方案如下：一种悬浮与漂浮结合的海浪能发电机器人装置，包括漂浮浮子、在所述漂浮浮子内设置的悬浮浮子、在所述漂浮浮子和悬浮浮子之间设置有海浪能发电机器人机构、能量传输装置和能量输出装置；在所述漂浮浮子中设置有供悬浮浮子悬浮的液体；所述海浪能发电机器人机构包括与所述漂浮浮子内壁连接的运动平台、约束支链和多条双行程液压缸支链；所述运动平台通过约束支链、多条双行程液压缸支链与所述悬浮浮子相连；所述约束支链为一个胡克铰-移动副相结合的三自由度支链，包括约束支链缸体、约束支链杆和第二胡克铰；所述约束支链通过第二胡克铰安装在悬浮浮子上；每个所述双行程液压缸支链包括双行程液压缸液压杆和双行程液压缸缸体，所述双行程液压缸液压杆通过球副与运动平台连接，双行程液压缸缸体通过第一胡克铰与悬浮浮子连接；所述悬浮浮子包括密封外壳、在所述密封外壳的内部设置有配重平衡部。根据本专利技术优选的，在所述的漂浮浮子内下部设置有下部隔板，所述下部隔板将所述漂浮浮子下部密封隔出第二密封腔，在所述第二密封腔内设置有能量传输装置和能量输出装置。根据本专利技术优选的，所述能量传输装置包括与所述双行程液压缸相连的蓄能器和液压马达；所述能量输出装置为发电机，所述液压马达与发电机相连。根据本专利技术优选的，所述多条双行程液压缸支链彼此之间呈90°均布设置，油箱分别向每个双行程液压缸的进油口注油，所述每个双行程液压缸的出油口出油汇流至蓄能器和液压马达，油液带动液压马达做功后，最后汇流至所述油箱；所述液压马达驱动所述发电机发电。根据本专利技术优选的，所述双行程液压缸上开有四个油孔，分别为出油孔A、出油孔B、进油孔A、进油孔B；在进油口A、进油口B、出油口A、出油口B分别为第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀和第四单向阀；使油液沿进油孔A、进油孔B本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种悬浮与漂浮结合的海浪能发电机器人装置，其特征在于，该装置包括漂浮浮子、在所述漂浮浮子内设置的悬浮浮子、在所述漂浮浮子和悬浮浮子之间设置有海浪能发电机器人机构、能量传输装置和能量输出装置；在所述漂浮浮子中设置有供悬浮浮子悬浮的液体；所述海浪能发电机器人机构包括与所述漂浮浮子内壁连接的运动平台、约束支链和多条双行程液压缸支链；所述运动平台通过约束支链、多条双行程液压缸支链与所述悬浮浮子相连；所述约束支链为一个胡克铰‑移动副相结合的三自由度支链，包括约束支链缸体、约束支链杆和第二胡克铰；所述约束支链通过第二胡克铰安装在悬浮浮子上；每个所述双行程液压缸支链包括双行程液压缸液压杆和双行程液压缸缸体，所述双行程液压缸液压杆通过球副与运动平台连接，双行程液压缸缸体通过第一胡克铰与悬浮浮子连接；所述悬浮浮子包括密封外壳、在所述密封外壳的内部设置有配重平衡部。

【技术特征摘要】
1.一种悬浮与漂浮结合的海浪能发电机器人装置，其特征在于，该装置包括漂浮浮子、
在所述漂浮浮子内设置的悬浮浮子、在所述漂浮浮子和悬浮浮子之间设置有海浪能发电机器
人机构、能量传输装置和能量输出装置；
在所述漂浮浮子中设置有供悬浮浮子悬浮的液体；
所述海浪能发电机器人机构包括与所述漂浮浮子内壁连接的运动平台、约束支链和多条
双行程液压缸支链；所述运动平台通过约束支链、多条双行程液压缸支链与所述悬浮浮子相
连；
所述约束支链为一个胡克铰-移动副相结合的三自由度支链，包括约束支链缸体、约束
支链杆和第二胡克铰；所述约束支链通过第二胡克铰安装在悬浮浮子上；
每个所述双行程液压缸支链包括双行程液压缸液压杆和双行程液压缸缸体，所述双行程
液压缸液压杆通过球副与运动平台连接，双行程液压缸缸体通过第一胡克铰与悬浮浮子连
接；
所述悬浮浮子包括密封外壳、在所述密封外壳的内部设置有配重平衡部。
2.根据权利要求1所述的一种悬浮与漂浮结合的海浪能发电机器人装置，其特征在于，
在所述的漂浮浮子内下部设置有下部隔板，所述下部隔板将所述漂浮浮子下部密封隔出第二
密封腔，在所述第二密封腔内设置有能量传输装置和能量输出装置。
3.根据权利要求1所述的一种悬浮与漂浮结合的海浪能发电机器人装置，其特征在于，
所述能量传输装置包括与所述双行程液压缸相连的蓄能器和液压马达；所述能量输出装置为
发电机，所述液压马达与发电机相连。
4.根据权利要求1所述的一种悬浮与漂浮结合的海浪能发电机器人装置，其特征在于，
所述多条双行程液压缸支链彼此之间呈90°均布设置，油箱分别向每个双行程液压缸的进
油口注油，所述每个双行程液压缸的出油口出油汇流至蓄能器和液压马达，油液带动液压马
达做功后，最后汇流至所述油箱；所述液压马达驱动所述发电机发电。
5.根据权利要求1所述的一种悬浮与漂浮结合的海浪能发电机器人装置，其特征在于，
所述双行程液压缸上开有四个油孔，分别为出油孔A、出油孔B、进油孔A、进油孔B；在进
油口A、进油口B、出油口A、出油口B分别为第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀和第
四单向阀；使油液沿进油孔A、进油孔B向出...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈修龙，蒋德玉，孙建滨，吴良凯，王清，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：山东;37