一种海流发电装置蓄能变速器制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种海流发电装置蓄能变速器，属于海流发电技术领域，其为海流发电装置叶片输入端和发电机输入端之间的一种传动装置，本发明专利技术提供的蓄能变速器可根据海水流速的不同，自动切换传动模式。当海水流速较低例如≤0.1m/s时，采用蓄能周期集中释放驱动的工作模式；当海水流速较高时例如>0.1m/s时，采用直驱模式，从而解决低速海流无法驱动发电机的问题，大大扩大了海流发电机的使用工况、以提高海流的能源利用率，实现了针对海流发电装置进行低速启动，并且在较大的流速范围内均能够实现海流发电装置的发电。

A kind of energy storage transmission of current power generation device

【技术实现步骤摘要】
一种海流发电装置蓄能变速器
本专利技术涉及海流发电
，具体涉及一种海流发电装置蓄能变速器。
技术介绍
目前，各种海洋监测设备如浮标、水下潜标系统、水下机器人、水下空间站等水下无人自主设备设施都主要依靠高能蓄电池提供工作电能。然而，随着海洋实时立体监测技术的进一步开展，我国自主式海洋探测平台逐年增加，平台上所携带的仪器数量多，工作时间长，功耗大，平台所带电池数量有限，高能电池已渐难满足此类设备仪器超长时间、高功率的能源需求。因此，解决水下平台的电能补充问题变得越来越急迫。可供深海发电的概念有潮流发电、重力发电、温差发电、盐差发电、压差发电、化学发电等，但是真正能够工程化应用的还很少。海流能作为海洋新能源的一种，具有分布范围广、能量密度大、流速变化状态稳定等特点，具有重要的开发利用价值。世界各国开发了多种类型的海流发电平台及技术，其中利用与风力发电相似原理的海流发电技术被普遍采用并开展了广泛而深入的研究。利用海流能发电解决海上作业能源补充问题，提高浮标、潜标的观测技术，在军事及海洋调查、海洋环境保护等方面都有着重要的应用前景。观测数据表明我国大部分海域流速普遍偏低，具有大规模发电开发价值的水域流速大于2m/s较少，且随着水深的增加，海流剖面流速一般下降很快，并且流向变化复杂。据现有观测资料显示，水深在小于200m时最大流速仅2m/s，而200～1000m处流速最大仅0.5m/s，这样的流速与常规海流发电机所需的流速有较大差距。因此，无论是利用近水面进行大规模海流能开发还是利用深海低速流发电为海洋特种设备提供电能补充，发电装置都需要具有低速启动及适应流速范围大的特点。而目前尚未有具备低速启动以及适应流速范围较大的海流发电装置。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种海流发电装置蓄能变速器，针对海流发电装置进行低速启动，并且在较大的流速范围内均能够实现海流发电装置的发电。为达到上述目的，本专利技术的技术方案为：一种海流发电装置蓄能变速器，变速器置于海水中，用于在海流发电装置的叶片输入端和发电机输入端之间进行传动，变速器包括测速传感器、编码器、发电机输入端的连接轴即III轴、海流发电装置的叶片输入端的连接轴即I轴、电动切换组件以及低速驱动部。测速传感器，用于测量海水流速送入编码器。编码器，用于对海水流速进行判断：若海水流速大于0.1m/s，编码器控制电动切换组件切换I轴与III轴相连；海流发电装置的叶片输入端带动I轴转动，I轴转动直接带动III轴转动，使发电机发电。若海水流速小于或者等于0.1m/s，则编码器控制电动切换组件切换I轴与低速驱动部的前端相连；低速驱动部的后端连接III轴。低速驱动部的前端与后端之间，还包括齿轮传动变速机构、蓄能扭簧以及棘轮机构。齿轮传动变速机构连接在I轴和III轴之间，蓄能扭簧连接在棘轮机构和III轴之间，棘轮机构与III轴之间通过超越离合器相连，海流发电装置的叶片输入端带动I轴转动，此时棘轮机构处于锁定状态，I轴的转动通过齿轮传动变速机构带动III轴转动，压缩蓄能扭簧；III轴上固定套接第一齿轮，第一齿轮上连接有拨销，III轴转动带动第一齿轮和拨销，拨销与棘轮机构中的棘爪接触后，释放棘轮机构，从而蓄能扭簧被释放，蓄能扭簧带动棘轮机构中的棘轮转动，棘轮通过超越离合器带动III轴转动，使发电机发电。进一步地，电动切换组件包括电动推杆、拨叉、滑套。电动推杆一端连接编码器，另一端通过拨叉与滑套接触连接。滑套固定套接在I轴末端，I轴前端用于连接海流发电装置的叶片输入端。III轴前端具备离合轮。若海水流速大于0.1m/s，编码器控制电动推杆运动，使得滑套的后端齿与离合轮啮合，实现I轴与III轴相连。进一步地，低速驱动部的前端具备第二齿轮；第二齿轮啮合连接齿轮传动变速机构。若海水流速小于或者等于0.1m/s，则编码器控制电动推杆运动，使得即滑套的后端齿与第二齿轮啮合，实现I轴与低速驱动部的前端相连。进一步地，齿轮传动变速机构包括齿轮轴即II轴、第三齿轮和第四齿轮。其中第三齿轮的直径大于第四齿轮，且大于第二齿轮。第三齿轮和第四齿轮固定连接在II轴的两端；第二齿轮与第三齿轮啮合连接，实现齿轮传动变速机构与I轴的连接；第四齿轮与第一齿轮啮合连接，实现齿轮传动变速机构与III轴的连接。有益效果：本专利技术提出了一种海流发电装置蓄能变速器，其为海流发电装置叶片输入端和发电机输入端之间的一种传动装置，有“高速直驱”和“低速蓄能周期驱动”两种传动方式、可根据输入流速信号自动切换。其工作过程为：通过监测输入速度，当输入转速为高速时，程序控制电动推杆向左移动，通过拨叉带动滑套向左移动使滑套左端齿与Ⅲ轴的离合轮啮合，此时进入“高速直驱”传动模式；当输入转速为低速时，编码器通过程序控制电动推杆向右移动，通过拨叉带动滑套向右移动使滑套右端齿与Ⅰ轴小齿轮第二齿轮啮合，此时进入“低速蓄能周期驱动”传动模式。本专利技术提供的蓄能变速器可根据海水流速的不同，自动切换传动模式。当海水流速较低例如≤0.1m/s时，采用蓄能周期集中释放驱动的工作模式；当海水流速较高时例如>0.1m/s时，采用直驱模式，从而解决低速海流无法驱动发电机的问题，大大扩大了海流发电机的使用工况、以提高海流的能源利用率，实现了针对海流发电装置进行低速启动，并且在较大的流速范围内均能够实现海流发电装置的发电。附图说明图1本专利技术实施例提供的海流发电装置蓄能变速器结构示意图；图2本专利技术实施例提供的变速器两种工作模式原理图；图3本专利技术实施例提供的背轮机构结构示意图；图4本专利技术实施例提供的齿轮组结构示意图；图5本专利技术实施例提供的蓄能扭簧结构示意图；图6本专利技术实施例提供的释放机构结构示意图；图7本专利技术实施例提供的Ⅰ轴小齿轮结构示意图；图8本专利技术实施例提供的滑套结构示意图；图9本专利技术实施例提供的变速器三维结构示意图；1—缸筒组件、2—发电机安装座、3—棘爪轴、4—棘爪扭簧、5—棘爪、6—拨销、7—拨销支座、8—第四齿轮即Ⅱ轴小齿轮、9—连接杆、10—Ⅲ轴离合轮11—滑套、12—Ⅱ轴、13—第三齿轮即Ⅱ轴大齿轮、14—Ⅰ轴左、Ⅱ轴右、Ⅲ轴右轴套、15—Ⅰ轴、16—Ⅰ轴右轴套、17—联轴器、18—支撑板Ⅳ、19—支撑板Ⅲ、20—第二齿轮即Ⅰ轴小齿轮、21—限位板、22—拨叉、23—支撑板Ⅱ、24—第一齿轮即Ⅲ轴大齿轮、25—蓄能扭簧、26—扭簧挂板、27—棘轮、28—Ⅱ、Ⅲ轴轴套左、29—支撑板Ⅰ、30—Ⅲ轴、31—电动推杆支座；B1—发电机、B2—螺钉、B3—垫圈、B4—螺钉、B5—垫圈、B6—螺钉、B7—垫圈、B8—轴用弹性挡圈、B9—键、B10—轴承、B11—孔用弹性挡圈、B12—螺钉、B13—垫圈、B14—接近开关、B15—键、B16—螺栓、B17—垫圈、B18—螺母、B19—螺钉、B20—垫圈、B21—轴用弹性挡圈、B22—螺钉、B2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海流发电装置蓄能变速器，其特征在于，所述变速器置于海水中，用于在海流发电装置的叶片输入端和发电机输入端之间进行传动，所述变速器包括测速传感器、编码器、发电机输入端的连接轴即III轴、海流发电装置的叶片输入端的连接轴即I轴、电动切换组件以及低速驱动部；/n所述测速传感器，用于测量海水流速送入所述编码器；/n所述编码器，用于对所述海水流速进行判断：/n若所述海水流速大于0.1m/s，所述编码器控制所述电动切换组件切换所述I轴与所述III轴相连；海流发电装置的叶片输入端带动I轴转动，I轴转动直接带动III轴转动，使发电机发电；/n若所述海水流速小于或者等于0.1m/s，则所述编码器控制所述电动切换组件切换所述I轴与所述低速驱动部的前端相连；所述低速驱动部的后端连接所述III轴；/n所述低速驱动部的前端与后端之间，还包括齿轮传动变速机构、蓄能扭簧(25)以及棘轮机构；/n所述齿轮传动变速机构连接在I轴和III轴之间，所述蓄能扭簧连接在所述棘轮机构和III轴之间，所述棘轮机构与所述III轴之间通过超越离合器(B24)相连，海流发电装置的叶片输入端带动I轴转动，此时棘轮机构处于锁定状态，I轴的转动通过所述齿轮传动变速机构带动III轴转动，压缩所述蓄能扭簧(25)；III轴上固定套接第一齿轮(24)，第一齿轮上(24)连接有拨销(6)，III轴转动带动第一齿轮(24)和拨销(6)，拨销(6)与所述棘轮机构中的棘爪(5)接触后，释放所述棘轮机构，从而所述蓄能扭簧(25)被释放，蓄能扭簧(25)带动棘轮机构中的棘轮(27)转动，棘轮(27)通过超越离合器(B24)带动III轴转动，使发电机发电。/n...

【技术特征摘要】
1.一种海流发电装置蓄能变速器，其特征在于，所述变速器置于海水中，用于在海流发电装置的叶片输入端和发电机输入端之间进行传动，所述变速器包括测速传感器、编码器、发电机输入端的连接轴即III轴、海流发电装置的叶片输入端的连接轴即I轴、电动切换组件以及低速驱动部；
所述测速传感器，用于测量海水流速送入所述编码器；
所述编码器，用于对所述海水流速进行判断：
若所述海水流速大于0.1m/s，所述编码器控制所述电动切换组件切换所述I轴与所述III轴相连；海流发电装置的叶片输入端带动I轴转动，I轴转动直接带动III轴转动，使发电机发电；
若所述海水流速小于或者等于0.1m/s，则所述编码器控制所述电动切换组件切换所述I轴与所述低速驱动部的前端相连；所述低速驱动部的后端连接所述III轴；
所述低速驱动部的前端与后端之间，还包括齿轮传动变速机构、蓄能扭簧(25)以及棘轮机构；
所述齿轮传动变速机构连接在I轴和III轴之间，所述蓄能扭簧连接在所述棘轮机构和III轴之间，所述棘轮机构与所述III轴之间通过超越离合器(B24)相连，海流发电装置的叶片输入端带动I轴转动，此时棘轮机构处于锁定状态，I轴的转动通过所述齿轮传动变速机构带动III轴转动，压缩所述蓄能扭簧(25)；III轴上固定套接第一齿轮(24)，第一齿轮上(24)连接有拨销(6)，III轴转动带动第一齿轮(24)和拨销(6)，拨销(6)与所述棘轮机构中的棘爪(5)接触后，释放所述棘轮机构，从而所述蓄能扭簧(25)被释放，蓄能扭簧(25)带动棘轮机构中的棘轮(27)转动，棘轮(27)通过超越离合器(B24...

【专利技术属性】
技术研发人员：章杰，张光明，田应元，王泽，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团有限公司第七一零研究所，
类型：发明
国别省市：湖北;42