一种配有双波能俘获单元的多自由度波能发电装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种配有双波能俘获单元的多自由度波能发电装置，考虑浮子的多自由度方向上充分将入射波的势能和动能转化为电能，多自由度波能转换装置由锥形浮体和液压缸管组成，两者通过管状元件的框架连接。液压缸管上方铰接于机械齿轮箱，机械齿轮式可实现浮体的双向摆动到终端发电机的单向转动。该装置中浮体可以沿着液压缸管滑动的同时，也可以绕着机械齿轮箱铰接点双向摆动；于是在一个来浪方向下，波浪发电装置可同时获取浮体垂荡、纵/横荡和纵/横摇这3个自由度运动方向上的动能和势能。系统垂荡和纵荡耦合运动方向的动力输出机构采用液压缸管式；纵摇和纵荡耦合运动方向的动力输出机构采用机械齿轮式。力输出机构采用机械齿轮式。力输出机构采用机械齿轮式。

【技术实现步骤摘要】
一种配有双波能俘获单元的多自由度波能发电装置


[0001]本专利技术涉及波浪能发电领域，具体为一种配有双波能俘获单元的多自由度波能发电装置。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]多自由度获能是波浪能利用的发展趋势，为提升波浪能转换效率，本专利技术提出了一种配有双波能俘获单元的多自由度波能发电装置，浮体采用能适应多向来浪的轴对称方式，配置两种PTO俘能机构，以释放装置的多个自由度，考虑浮子的多自由度方向上充分将入射波的势能和动能转化为电能，使之具有多方向、宽频响吸能的优势。
[0004]稳定和高效的电能输出成为学者和企业追求的目标。为了实现这些目标，目前相关开发者做了大量的工作，例如优化浮标、改进动力输出系统、控制策略、阵列布置以及多自由度装置开发。当前学者们多从改进浮子结构的角度出发，主要考虑波浪作用下浮子的单自由度垂荡或单自由度纵摇来俘获波浪能。实际上装置的其他自由度运动也会影响装置的波能转换性能。因此，研究波浪作用下浮子多自由度耦合运动对装置波能转换性能的提升非常必要。

技术实现思路

[0005]为了解决上述
技术介绍
中存在的技术问题，本专利技术提供一种配有双波能俘获单元的多自由度波能发电装置，考虑浮子的多自由度方向上充分将入射波的势能和动能转化为电能，多自由度波能转换装置由锥形浮体和液压缸管组成，两者通过管状元件的框架连接。液压缸管上方铰接于机械齿轮箱，机械齿轮式可实现浮体的双向摆动到终端发电机的单向转动。该装置中浮体可以沿着液压缸管滑动的同时，也可以绕着机械齿轮箱铰接点双向摆动；于是在一个来浪方向下，波浪发电装置可同时获取浮体垂荡、纵/横荡和纵/横摇这3个自由度运动方向上的动能和势能。系统垂荡和纵荡耦合运动方向的动力输出机构采用液压缸管式(P
‑
PTO)；纵摇和纵荡耦合运动方向的动力输出机构采用机械齿轮式(U
‑
PTO)。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]本专利技术的第一个方面提供一种配有双波能俘获单元的多自由度波能发电装置，包括液压缸，液压缸内部设有活塞杆，活塞杆可以在液压缸内上下运动，液压缸上部一侧布置出油管，液压缸下部一侧布置进油管，液压缸顶部与齿轮组件连接，液压缸表面均匀设有四个滑轮卡槽。
[0008]活塞杆一端设有活塞套，另一端与锥形浮子连接。
[0009]锥形浮子顶部与活塞杆下部相连，锥形浮子顶部边缘设有四个均匀的连接位置，四个连接点位置与连接支架一端相连。
[0010]连接支架一端与锥形浮子，另一端与滑块相连。
[0011]滑块内侧均匀设有四个滑轮槽，每个滑轮槽与滑块连接，每个滑轮槽两端布置两个滑轮，滑轮槽里的滑轮可以沿着液压缸表面的滑轮卡槽上下滑动。
[0012]齿轮组件包括输入半齿轮，半齿轮与第一大齿轮齿合，半齿轮通过键与第三转轴连接，第三转轴通过连接板固定在固定框架上，半齿轮随第三转轴一起转动。
[0013]第一大齿轮与第二大齿轮齿合，第一大齿轮内部设有棘齿，棘齿表面与棘爪贴合，第一大齿轮侧面上沿与棘齿中间部位均匀布置四个连接杆，每个连接杆一端与第一大齿轮相连，另一端与第一大齿轮支架相连，第一大齿轮支架总共设四根，每根第一大齿轮支架以45度斜角布置，每根第一大齿轮支架一端与第一大齿轮的连接杆相连，另一端与转动轴承相连，转动轴承套在第二转轴上，第二转轴通过连接板固定在固定框架上，转动轴承、第一大齿轮支架和第一大齿轮一起转动。
[0014]棘爪一端与棘爪轴承连接，另一端与棘齿表面贴合，棘爪轴承通过键与第二转轴连接，棘爪和棘爪轴承可以随第二转轴一起转动。
[0015]第二转轴一侧与棘爪轴承连接，另一侧设有第二中齿轮，第二中齿轮通过键与第二转轴相连，第二中齿轮与小齿轮齿合，第二中齿轮与棘爪轴承同轴转动。
[0016]小齿轮与第一中齿轮和第二中齿轮齿合，小齿轮通过键与第四转轴相连，第四转轴通过连接板固定在固定框架上，第四转轴设有联轴器，联轴器与发电机相连。小齿轮和联轴器随第四转轴一起转动。
[0017]第二大齿轮所在一侧布置与第一大齿轮一侧布置相同。区别在于第二齿轮没有和半齿轮齿合。
[0018]出油管一端与控制集流腔和低压蓄能器连接，另一端与液压缸相连，控制集流腔和低压蓄能器设有液压管与液压发电机相连，液压油经过控制集流腔和低压蓄能器流经液压发电机；出油管一端和液压缸相连，另一端与控制集流腔和高压蓄能器相连，控制集流腔和高压蓄能器设有液压管与液压发电机相连，液压油从液压发电机出来流经高压蓄能器和控制集流腔到达液压缸。
[0019]与现有技术相比，以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
[0020]1.本专利技术可以利用其多种运动模式来增强波能转换效率，在较宽的频域范围内实现自然振荡周期；
[0021]2.本专利技术配置液压和机械齿轮式能量提取装置，特别是一套利用浮子双向摆动变发电机单向转动的能量提取方案；
附图说明
[0022]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0023]图1是本专利技术一个或多个实施例提供的整体结构示意图；
[0024]图2(a)是本专利技术一个或多个实施例提供的齿轮组件结构示意图；
[0025]图2(b)是本专利技术一个或多个实施例提供的齿轮组件府视结构示意图；
[0026]图2(c)是本专利技术一个或多个实施例提供的齿轮组件局部的结构示意图；
[0027]图3是本专利技术一个或多个实施例提供的滑块组件结构示意图；
[0028]图1中：1.固定框架；2.齿轮组件；3.活塞杆；4.连接支架；5.锥形浮体；6.液压缸；
7.导轮组；8.高压蓄能器；9.低压蓄能器；10.液压发电机；11.出油管；12.进油管；
[0029]图2(a)中：21.发电机；22.联轴器；23.第一中齿轮；24.第二中齿轮；25.第一转轴；26.第二转轴；27.第一大齿轮；28.第一大齿轮支架；29.半齿轮；210.第三转轴；211.第二大齿轮；
[0030]图2(b)中：212.第四转轴；213.第二大齿轮支架；214.小齿轮；
[0031]图2(c)中：215.棘爪；216.棘爪轴承；217.转动轴承；
[0032]图3中：71滑轮卡槽；72滑轮；
具体实施方式
[0033]下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。
[0034]应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0035]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种配有双波能俘获单元的多自由度波能发电装置，其特征在于：包括液压缸，液压缸内部设有活塞杆，活塞杆可以在液压缸内上下运动，液压缸上部一侧布置出油管，液压缸下部一侧布置进油管，液压缸顶部与齿轮组件连接，液压缸表面均匀设有四个滑轮卡槽。2.如权利要求1所述的一种配有双波能俘获单元的多自由度波能发电装置，其特征在于：所述活塞杆一端设有活塞套，另一端与锥形浮子连接。3.如权利要求2所述的一种配有双波能俘获单元的多自由度波能发电装置，其特征在于：所述锥形浮子顶部与活塞杆下部相连，锥形浮子顶部边缘设有四个均匀的连接位置，四个连接点位置与连接支架一端相连。4.如权利要求3所述的一种配有双波能俘获单元的多自由度波能发电装置，其特征在于：所述连接支架一端与锥形浮子，另一端与滑块相连。5.如权利要求4所述的一种配有双波能俘获单元的多自由度波能发电装置，其特征在于：所述滑块内侧均匀设有四个滑轮槽，每个滑轮槽与滑块连接，每个滑轮槽两端布置两个滑轮，滑轮槽里的滑轮可以沿着液压缸表面的滑轮卡槽上下滑动。6.如权利要求1所述的一种配有双波能俘获单元的多自由度波能发电装置，其特征在于：所述齿轮组件包括输入半齿轮，输入半齿轮与第一大齿轮齿合，输入半齿轮通过键与第三转轴连接，第三转轴通过连接板固定在固定框架上，输入半齿轮随第三转轴一起转动。7.如权利要求6所述的一种配有双波能俘获单元的多自由度波能发电装置，其特征在于：所述第一大齿轮与第二大齿轮齿合，第一大齿轮内部设有棘齿，棘齿表面与棘爪贴合，第一大齿轮侧面上沿与棘齿中间部位均匀布置四个连接杆，每个连接杆一端与第一大齿轮相连，另一端与第一大齿轮支架相连，第一大齿轮支架总共设四根，每根第一大齿轮支架以45度斜角布置，每根...

【专利技术属性】
技术研发人员：师梦科，吴磊，李夫淼，彭传远，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：