一种基于摆动设备的轻量化机械式波浪发电机构制造技术

一种基于摆动设备的轻量化机械式波浪发电机构，属于利用海洋能发电的新能源领域。该波浪发电机构在工作时，重块、增速器壳体、换向器壳体、惯性轮、发电机壳体作为一个整体以右转轴为中心作低速往复摆动，摆动设备、右转轴作中速往复摆动，中转轴、左右锥形齿轮、上下锥形齿轮、左转轴作高速往复转动，长转轴和惯性轮作持续的高速单向转动，驱动发电机发电。该波浪发电机构基于具有极高的波浪能与机械能转换效率的摆动设备，在摆动设备中设置结构简单、重量轻、造价低、可靠性强的机械式发电装置，有效的解决了现有摆动波浪发电装置所存在的结构复杂且笨重、易损难修、造价昂贵、故障率高、能量转换率低、有效工作时间较短的问题。

A lightweight mechanical wave generating mechanism based on swing device

A light weight mechanical wave generating mechanism based on swing equipment belongs to the field of new energy generated by ocean energy. When working, the wave generating mechanism works as a heavy block, a speed increasing device shell, a commutator shell, an inertial wheel, and a generator shell as a whole, taking the right rotating shaft as the center for low speed reciprocating swing, the swing equipment and the right rotating shaft are swinging in the middle speed, and the middle rotating shaft, the left and right conical gear, the upper and lower conical gear and the left turn axis are used for high speed reciprocating. Rotation, long rotation shaft and inertia rotation continuously rotate at high speed, driving generator to generate electricity. The wave generating mechanism, based on the swinging equipment with high wave energy and mechanical energy conversion efficiency, sets up a mechanical power generation device with simple structure, light weight, low cost and strong reliability in the swing equipment. It effectively solves the complex structure, heavy weight, easy damage and difficult repair of the existing wobble wave power generation device. The problem is expensive, high failure rate, low energy conversion rate and short working time.

【技术实现步骤摘要】
一种基于摆动设备的轻量化机械式波浪发电机构
本专利技术涉及一种基于摆动设备的轻量化机械式波浪发电机构，该装置可以安装于摆动式波浪发电设备或摆动式消波堤中，属于利用海洋能发电的新能源领域。
技术介绍
海上波浪发电设备中有一种“点头鸭式”的波能转换装置，该装置的设计严谨，横截面轮廓呈非对称型式，其前端(迎浪面)较小，后部(背浪面)较大，水下部分为圆弧形，装置在波浪作用下绕转动轴发生摆动运动，并且可以将几乎所有的短波拦截下来，此波能转换装置在短波时的转换效率可以接近于100％。虽然波浪发电研究经过几十年的发展，先后出现过几十种不同的发电装置。但是基于“点头鸭式”摆动设备的液压式波浪发电机依然存在以下缺点：结构复杂、易损坏、难修理、成本高昂、使用寿命低，并且当波浪较小时，极易停止工作导致其有效工作时间较短。另外，基于“点头鸭式”摆动设备的机械式波浪发电机也存在诸多不足：结构庞大笨重、摩擦过多、制造成本高昂、易发生故障、能量损耗大。此外，一些消波设备在消波过程中，具有摆动运动，此摆动动能源自波浪能，但是通常被浪费。
技术实现思路
针对现有技术的诸多不足，本专利技术提供一种基于摆动设备的轻量化机械式波浪发电机构。该波浪发电机构应采用具有极高的波浪能与机械能转换效率的摆动设备，在摆动设备中设置结构简单、重量较轻、造价低廉、可靠性强、能效比高、有效工作时间长、经济效益好的机械式发电装置，有效的解决了现有摆动波浪发电装置所存在的结构复杂且笨重、易损难修、造价昂贵、故障率高、能量转换率低、有效工作时间较短的问题。本专利技术采用的技术方案是：一种基于摆动设备的轻量化机械式波浪发电机构，它包括摆动设备和发电机，它还包括增速器、重块、换向器和惯性轮，所述摆动设备与位于同一轴线上的右转轴和左轴承固定连接，所述重块通过右连杆与增速器壳体固定连接，通过左连杆与发电机壳体固定连接；所述增速器壳体中的增速器的输入端连接右转轴，增速器的输出端连接中转轴；所述换向器中设有互相啮合的右锥形齿轮、上锥形齿轮、左锥形齿轮和下锥形齿轮，右锥形齿轮与由右轴承支撑的中转轴固定连接，左锥形齿轮与由左轴承、中轴承支撑的左转轴固定连接，上锥形齿轮通过上单向轴承以及下锥形齿轮通过下单向轴承设置在长转轴的一端，长转轴由上轴承和下轴承支撑，长转轴的另一端经惯性轮与发电机壳体中的发电机转子固定连接；波浪发电机构在工作时，重块、右连杆、左连杆、增速器壳体、换向器壳体、惯性轮、长转轴、发电机壳体会作为一个整体以右转轴为中心作低速往复摆动，摆动设备、右转轴作中速往复摆动，中转轴、右锥形齿轮、上锥形齿轮、下锥形齿轮、左锥形齿轮、左转轴作高速往复转动，长转轴和惯性轮作持续的高速单向转动，驱动发电机发电。所述右轴承、上轴承、中轴承和下轴承设置在换向器的壳体上。所述发电机采用交流发电机或直流发电机。本专利技术的有益效果是：1、波浪发电机构基于摆动设备，在波浪能转化机械能方面有很大优势，可以拦截几乎所有的短波；并且在短波时的一级波能转换效率可以接近于100％；2、波浪发电机构能够感知较小的波浪，灵敏度高，通过增速器的加速可以使电机转子的转速成倍增加，提升波浪能利用效率；3、惯性轮使发电机持续稳定发电，减少了电力稳压整流系统的难度及成本；4、波浪发电机构的上下单向轴承的配合使用可以将摆动设备以任意频率、幅度的摆动转化为长转轴以及惯性轮的持续单向转动，以使传统发电机将机械能转化为电能；5、波浪发电机构结构简单，降低了建造成本、维护成本，且其有效工作时间长，经济效益显著，可以实现大面积推广应用。附图说明图1是一种基于摆动设备的轻量化机械式波浪发电机构的结构示意图。图中：1、右锥形齿轮、2、中转轴、3、增速器壳体、3a、增速器，4、右转轴、5、右轴承、6、摆动设备、7、右连杆、8、重块、9、左连杆、10、上轴承、11、换向器、12、上单向轴承、13、上锥形齿轮、14、左锥形齿轮、15、左轴承、16、左转轴、17、中轴承、18、下锥形齿轮、19、下单向轴承、20、下轴承、21、惯性轮、22、长转轴、23、发电机壳体，23a、发电机转子。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案作进一步说明。图1示出了一种基于摆动设备的轻量化机械式波浪发电机构的结构示意图。图中，这种基于摆动设备的轻量化机械式波浪发电机构包括摆动设备6、发电机、增速器3a、重块8、换向器11和惯性轮21。摆动设备6与位于同一轴线上的右转轴4和左轴承15固定连接。重块8通过右连杆7与增速器壳体3固定连接，通过左连杆9与发电机壳体23固定连接。增速器壳体3中的增速器3a的输入端连接右转轴4，增速器3a的输出端连接中转轴2。换向器11中设有互相啮合的右锥形齿轮1、上锥形齿轮13、左锥形齿轮14和下锥形齿轮18，右锥形齿轮1与由右轴承5支撑的中转轴2固定连接，左锥形齿轮14与由左轴承15、中轴承17支撑的左转轴16固定连接，上锥形齿轮13通过上单向轴承12以及下锥形齿轮18通过下单向轴承19设置在长转轴22的一端，长转轴22由上轴承10和下轴承20支撑，长转轴22的另一端经惯性轮21与发电机壳体23中的发电机转子23a固定连接。波浪发电机构在工作时，重块8、右连杆7、左连杆9、增速器壳体、换向器壳体、惯性轮21、长转轴22、发电机壳体会作为一个整体以右转轴4为中心作低速往复摆动，摆动设备6、右转轴4作中速往复摆动，中转轴2、右锥形齿轮1、上锥形齿轮13、下锥形齿轮18、左锥形齿轮14、左转轴16作高速往复转动，长转轴22和惯性轮21作持续的高速单向转动，驱动发电机发电。采用上述的技术方案，当摆动设备作摆动运动时，重块、右连杆、左连杆、增速器壳体、换向器壳体、惯性轮、长转轴、发电机壳体在惯性力、重力和摩擦力的作用下，摆速相对较低，与摆动设备固定连接的右转轴摆速相对较高。增速器将这种相对摆动速度增加数倍并传递给中转轴，并带动右锥形齿轮高速往复转动。右锥形齿轮带动与之相互啮合的上锥形齿轮和下锥形齿轮以方向相反的速度高速往复转动。当右锥形齿轮的转动方向指向左（右）边时（右手定则，下同），上锥形齿轮的转动方向指向上（下）边，下单向轴承的转动方向指向下（上）边，上单向轴承处于放开状态，以指向上边的转动方向自由转动，下单向轴承处于锁死状态，带动长转轴持续单向转动，且转动方向指向下边。反之当右锥形齿轮的转动方向指向右时，则下单向轴承处于放开状态，以指向上边转动方向自由转动，上单向轴承处于锁死状态，带动长转轴持续单向转动，且转动方向指向下边，故长转轴始终单向转动。在上锥形齿轮和下锥形齿轮的带动下，左锥形齿轮、左转轴在中轴承和左轴承内可以自由转动。惯性轮在惯性作用下使得长转轴单向稳定高速转动，进而带动发电机转子转动进行发电。发电设备处于正常工作状态时，重块、右连杆、左连杆、增速器壳体、换向器壳体、惯性轮、长转轴、发电机壳体会作为一个整体以右转轴为中心作低速往复摆动。摆动设备、右转轴作中速往复摆动，中转轴、右锥形齿轮、上锥形齿轮、下锥形齿轮、左锥形齿轮、左转轴作高速往复转动，长转轴22和惯性轮21作持续的高速单向转动。发电机可采用交流或直流发电机。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于摆动设备的轻量化机械式波浪发电机构，它包括摆动设备（6）和发电机，其特征是：它还包括增速器（3a）、重块（8）、换向器（11）和惯性轮（21），所述摆动设备（6）与位于同一轴线上的右转轴（4）和左轴承（15）固定连接，所述重块（8）通过右连杆（7）与增速器壳体（3）固定连接，通过左连杆（9）与发电机壳体（23）固定连接；所述增速器壳体（3）中的增速器（3a）的输入端连接右转轴（4），增速器（3a）的输出端连接中转轴（2）；所述换向器（11）中设有互相啮合的右锥形齿轮（1）、上锥形齿轮（13）、左锥形齿轮（14）和下锥形齿轮（18），右锥形齿轮（1）与由右轴承（5）支撑的中转轴（2）固定连接，左锥形齿轮（14）与由左轴承（15）、中轴承（17）支撑的左转轴（16）固定连接，上锥形齿轮（13）通过上单向轴承（12）以及下锥形齿轮（18））通过下单向轴承（19）设置在长转轴（22）的一端，长转轴（22）由上轴承（10）和下轴承（20）支撑，长转轴（22）的另一端经惯性轮（21）与发电机壳体（23）中的发电机转子（23a）固定连接；波浪发电机构在工作时，重块（8）、右连杆（7）、左连杆（9）、增速器壳体、换向器壳体、惯性轮（21）、长转轴（22）、发电机壳体会作为一个整体以右转轴（4）为中心作低速往复摆动，摆动设备（6）、右转轴（4）作中速往复摆动，中转轴（2）、右锥形齿轮（1）、上锥形齿轮（13）、下锥形齿轮（18）、左锥形齿轮（14）、左转轴（16）作高速往复转动，长转轴（22）和惯性轮（21）作持续的高速单向转动，驱动发电机发电。...

【技术特征摘要】
1.一种基于摆动设备的轻量化机械式波浪发电机构，它包括摆动设备（6）和发电机，其特征是：它还包括增速器（3a）、重块（8）、换向器（11）和惯性轮（21），所述摆动设备（6）与位于同一轴线上的右转轴（4）和左轴承（15）固定连接，所述重块（8）通过右连杆（7）与增速器壳体（3）固定连接，通过左连杆（9）与发电机壳体（23）固定连接；所述增速器壳体（3）中的增速器（3a）的输入端连接右转轴（4），增速器（3a）的输出端连接中转轴（2）；所述换向器（11）中设有互相啮合的右锥形齿轮（1）、上锥形齿轮（13）、左锥形齿轮（14）和下锥形齿轮（18），右锥形齿轮（1）与由右轴承（5）支撑的中转轴（2）固定连接，左锥形齿轮（14）与由左轴承（15）、中轴承（17）支撑的左转轴（16）固定连接，上锥形齿轮（13）通过上单向轴承（12）以及下锥形齿轮（18））通过下单向轴承（19）设置在长转轴（22）的一端，长转轴（22）由上...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜宜辰，孙雷，王兴龙，宗智，李嘉文，孙铁志，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21