一种多自由度可调的摆式发电系统技术方案

本发明专利技术公开了一种多自由度可调的摆式发电系统，包括浮能整流模块、储能控制模块和自由度调节模块，浮能整流模块的输出端与储能控制模块的输入端连接，自由度调节模块设置于储能控制模块上，浮能整流模块包括能量收集板、横轴和整流齿轮箱，储能控制模块包括电机箱，电机箱内设有发电机，能量收集板通过能量收集轴与整流齿轮箱的输入端连接，发电机的电机轴穿出电机箱与整流齿轮箱的输出端连接。能够俘获波浪的往复作用力，并做多个自由度的摆动，最大化的提升能量转化效率，能够高效的运用于多种场景。

A pendulum power generation system with adjustable degrees of freedom

The invention discloses a pendulum type power generation system with multiple degrees of freedom adjustable, which includes a floating energy rectifier module, an energy storage control module and a degree of freedom adjusting module. The output end of the floating energy rectifier module is connected with the input end of the energy storage control module. The degree of freedom adjusting module is arranged on the energy storage control module. The floating energy rectifier module includes an energy collection plate, a horizontal shaft and a rectifier gearbox, and an energy storage control module The block includes a motor box, which is equipped with a generator. The energy collection plate is connected with the input end of the rectifier gearbox through the energy collection shaft, and the motor shaft of the generator is connected with the output end of the rectifier gearbox through the electric box. It can capture the wave's reciprocating force, swing multiple degrees of freedom, maximize the energy conversion efficiency, and can be used in a variety of scenes efficiently.

【技术实现步骤摘要】
一种多自由度可调的摆式发电系统
本专利技术涉及发电设备
，具体涉及一种多自由度可调的摆式发电系统。
技术介绍
对于往复间周期性作用力，可通过摆式能量采集板进行能量俘获与收集，进而驱动发电模块进行发电。本专利技术正是基于这样的设想，设计了一套摆式发电系统，俘获往复间周期性作用力，进而通过能量转化机构将机械能转换为电能。目前公开的CN100489303C公开了一种海洋波能发电机，包括发电机和与其相连接的传动机构，其特征在于:该传动机构由接受海浪推力的浮漂和传递海浪波能的推力机构组成，浮漂为左右两个，推力机构位于两个浮漂中间、且与两个浮漂连接在一起，推力机构包括导轨支架，导轨支架中有滑块，滑块上分别安装有滚轮和齿条，齿条分别与两个齿轮传动装置啮合，两个齿轮传动装置的输出轴通过带轮A、带轮B接至发电。但是该装置不能将多方向的转动进行整流，转速较低且不稳定，使得整套机构能量转换效率较低。而现有的一种波浪俘能自发电救生衣(CN105799888A)，浮板同整流齿轮箱为偏置结构，其能量俘获模块的自由度是固定的，不能根据实际情况进行自由度调节，且能量复俘获机构同波浪间的作用夹角不能实现无级调节，能量俘获效率较低。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种多自由度可调的摆式发电系统，能够俘获波浪的往复作用力，并做多个自由度的摆动，最大化的提升能量转化效率，能够高效的运用于多种场景。本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种多自由度可调的摆式发电系统，包括浮能整流模块、储能控制模块和自由度调节模块，浮能整流模块的输出端与储能控制模块的输入端连接，自由度调节模块设置于储能控制模块上；其中，浮能整流模块包括能量收集板、横轴和整流齿轮箱，储能控制模块包括电机箱，电机箱内设有发电机，能量收集板通过能量收集轴与整流齿轮箱的输入端连接，发电机的电机轴穿出电机箱与整流齿轮箱的输出端连接。按照上述技术方案，能量收集板的两侧固设有肋板，能量收集板通过两侧肋板与能量收集轴的两端连接，能量收集板包括浮板和太阳能板，太阳能板覆盖于浮板的外表面。按照上述技术方案，整流齿轮箱内设有锥齿轮组，横轴横向贯穿整流齿轮箱，电机轴的一端插入至整流齿轮箱内，布置于横轴的一侧，锥齿轮组包括多个锥形齿轮，分为输入式锥齿轮和输出式锥齿轮，输入锥齿轮套装于横轴上，输入式锥齿轮与横轴之间连接有单向离合器，输出式锥齿轮套装于电机轴上，输入式锥齿轮与输出式锥齿轮啮合。按照上述技术方案，输出式锥齿轮与电机轴之间连接有单向离合器；对于单自由度运转的情况，横轴上两个镜像布置的锥齿轮中均需布置单向离合器，纵轴上是否配合单向离合器均可；对于两个自由度的运转情况，纵轴与横轴上三个锥齿轮均需布置单向离合器；横轴上锥齿轮中单向离合器反向布置，纵轴上单向离合器方向根据横轴上整流之后的方向进行布置；且锥齿轮与单向离合器套接后同对应的轴相配合，使得无论摆式俘能模块做哪个自由度的摆动最终纵轴均单向转动，锥齿轮和单向离合器之间以及单向离合器和对应轴之间在正常工况下均不能相对转动。按照上述技术方案，每个单向离合器的外侧均设有径向轴承。按照上述技术方案，横轴与电机轴相互垂直，输入式锥齿轮包括第一锥齿轮和第二锥齿轮，第一锥齿轮和第二锥齿轮反向同轴对称布置于电机轴两侧，第一锥齿轮和第二锥齿轮与横轴之间均连接有单向离合器，且分别与第一锥齿轮和第二锥齿轮连接的两个单向离合器反向布置，输出式锥形齿轮包括第三锥齿轮，第一锥齿轮和第二锥齿轮分别与第三锥齿轮啮合。按照上述技术方案，自由度调节模块包括夹角调节机构，夹角调节机构包括固定板、连接板、轴承座、连轴合页、锁止机构和橡胶圈，连轴合页包括连接轴和合页板，合页板的一端与连接轴连接固定，连接轴的两端通过轴承座固定于连接板上，合页板的另一端与电机箱连接固定，锁止机构设置于轴承座上。按照上述技术方案，所述自由度调节模块还包括自由度调节机构，自由度调节机构包括锁止旋钮、伸缩隔板和自由度调节壳体，自由度调节壳体固设于电机箱上，伸缩隔板套设于自由度调节壳体内，可沿自由度调节壳体进行伸缩，锁止旋钮设置于自由度调节壳体上，用于对伸缩隔板的位置进行锁紧限位，伸缩隔板伸出后可与整流齿轮箱接触，限制整流齿轮箱绕电机轴的转动。按照上述技术方案，储能控制模块包括储能电路和储存电源，储能电路和储存电源设置于电机箱内，发电机通过储能电路与储存电源连接；储能控制模块能够通过调节电子负载对反电动势作用力进行动态调节，并将发电机发出的不稳定的电能进行存储，根据具体工况最大化的提升能量转化效率。本专利技术具有以下有益效果：能量收集板能够俘获波浪的往复作用力，并做多个自由度的摆动，整流齿轮箱将能量收集板的摆动进行单向整流，从而单方向驱动发电机发电，储能控制模块将发电机发出的电能进行存储，根据具体工况最大化的提升能量转化效率；自由度调节模块能够通过调整整流齿轮箱的自由度进而改变横轴的自由度，从而对能量收集板的自由度进行调节，并且能对整套系统和往复作用力之间的夹角进行调节，能够高效的运用于多种场景。附图说明图1是本专利技术实施例中多自由度可调的摆式发电系统的结构示意图；图2是本专利技术实施例中多自由度可调的摆式发电系统的俯视图；图3是本专利技术实施例中整流齿轮箱的内部结构示意图；图4是本专利技术实施例中能量收集板的结构示意图；图5是本专利技术实施例中夹角调节机构的结构示意图；图6是本专利技术实施例中多自由度可调的摆式发电系统固联于海面基站的结构示意图；图7是本专利技术实施例中自由度调节机构的立面示意图；图8是本专利技术实施例中单个自由度时多自由度可调的摆式发电系统的立面示意图；图9是本专利技术实施例中二个自由度时多自由度可调的摆式发电系统的立面示意图；图中，1-能量收集板，2-整流齿轮箱，3-电机箱，4-铰链锁止机构，5-第一联轴器，6-第二联轴器，7-第一连接铝轴，8-第二连接铝轴，9-第一肋板，10-第二肋板，11-能量收集板紧固螺栓，12-太阳能板，13-浮板，14-第一固定底座，15-第二固定底座，16-锁止机构，17-连接板，18-连轴合页，19-电机箱体，20-第三联轴器，21-海床，22-第一O型圈，23-第一齿轮箱紧固螺栓，24-第一径向轴承，25-第一止推垫片，26-第一单向离合器，27-第一锥齿轮，28-橫轴，29-第二锥齿轮，30-第二单向离合器，31-第二止推垫片，32-第二径向轴承，33-第二齿轮箱紧固螺栓，34-第二O型圈，35-第三齿轮箱紧固螺栓，36-齿轮箱下箱体，37-齿轮固定销，38-第三锥齿轮，39-第三止推垫片，40-电机轴，41-第三O型圈，42-第三径向轴承，43-第四径向轴承，44-第四齿轮箱紧固螺栓，45-自由度调节机构，46-锁止旋钮，47-伸缩隔板，48-自由度调节机构壳体，49-基站。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细说明。参本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多自由度可调的摆式发电系统，其特征在于，包括浮能整流模块、储能控制模块和自由度调节模块，浮能整流模块的输出端与储能控制模块的输入端连接，自由度调节模块设置于储能控制模块上；/n其中，浮能整流模块包括能量收集板、横轴和整流齿轮箱，储能控制模块包括电机箱，电机箱内设有发电机，能量收集板通过橫轴与整流齿轮箱的输入端连接，发电机的电机轴穿出电机箱与整流齿轮箱的输出端连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种多自由度可调的摆式发电系统，其特征在于，包括浮能整流模块、储能控制模块和自由度调节模块，浮能整流模块的输出端与储能控制模块的输入端连接，自由度调节模块设置于储能控制模块上；
其中，浮能整流模块包括能量收集板、横轴和整流齿轮箱，储能控制模块包括电机箱，电机箱内设有发电机，能量收集板通过橫轴与整流齿轮箱的输入端连接，发电机的电机轴穿出电机箱与整流齿轮箱的输出端连接。


2.根据权利要求1所述的多自由度可调的摆式发电系统，其特征在于，能量收集板的两侧固设有肋板，能量收集板通过两侧肋板与橫轴的两端连接，能量收集板包括浮板和太阳能板，太阳能板覆盖于浮板的外表面。


3.根据权利要求1所述的多自由度可调的摆式发电系统，其特征在于，整流齿轮箱内设有锥齿轮组，横轴横向贯穿整流齿轮箱，电机轴的一端插入至整流齿轮箱内，布置于横轴的一侧，锥齿轮组包括多个锥形齿轮，分为输入式锥齿轮和输出式锥齿轮，输入锥齿轮套装于横轴上，输入式锥齿轮与横轴之间连接有单向离合器，输出式锥齿轮套装于电机轴上，输入式锥齿轮与输出式锥齿轮啮合。


4.根据权利要求3所述的多自由度可调的摆式发电系统，其特征在于，输出式锥齿轮与电机轴之间连接有单向离合器；对于单自由度运转的情况，横轴上两个镜像布置的锥齿轮中均需布置单向离合器，纵轴上是否配合单向离合器均可；对于两个自由度的运转情况，纵轴与横轴上三个锥齿轮均需布置单向离合器；横轴上锥齿轮中单向离合器反向布置，纵轴上单向离合器方向根据横轴上整流之后的方向进行布置；且锥齿轮与单向离合器套接后同对应的轴相配合，使得无论摆式俘能模块做哪个自由度的摆动最终纵轴均单向转动，锥齿轮和单向离合器之间以及单向离合器和对应轴之间在正常工况下均不能相对转动。


5....

【专利技术属性】
技术研发人员：徐琳，米佳，夏天诚，刘贝贝，高坤，梁顺铭，宗子豪，王晓宇，王铃锋，
申请(专利权)人：武汉市炫能清洁能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42