本发明专利技术公开了一种多自由度惯性驱动海浪发电装置和发电方法，可从多个空间方向对波浪能进行吸收，对波浪能进行充分利用，由垂荡、纵摇、横摇及其结合的多个自由度对波浪能进行捕获，各个自由度上往复的波浪能并通过运动转化装置、发电电机转化为电能，具有较高的效益最大效率的提取波浪能，蓄能装置能够对波浪能进行储存并逐渐释放，使发电装置的发电过程更连续。本发明专利技术总体结构简单，发电装置生产组装方便，适于小型、中型以及大型等多个尺寸的产品生产，应用范围广，并且通过两级的能量传递即可完成波浪能到电能的转化，能量损耗小，波浪能利用率高。能利用率高。能利用率高。
【技术实现步骤摘要】
一种多自由度惯性驱动海浪发电装置和发电方法
[0001]本专利技术涉及新能源装备
，特别是涉及一种多自由度惯性驱动海浪发电装置和发电方法。
技术介绍
[0002]在现有的发电技术中，尤其是海上发电诸如游艇、渔船、交通艇之类的船舶长期航行于海上，需要随船携带发电装置组以满足日常用电的需要，即便在锚泊的时候也需要电源以提供照明、通讯和一些生活用电及小功率生产用电。
[0003]实际上，在江河湖海中奔涌不息的波浪中蕴含巨大的能量，目前也有一些岸滩发电站采用海浪发电，但其机构相对复杂、难以做到体积和重量小型化、设计工作条件苛刻、成本高，所以难以移植应用到小型船舶和常设漂浮装置上。
[0004]而且，目前的波浪能的发电装置功能只有获取波浪能，将波浪能转换成电能的单一功能，而波浪能具有不持续性，由波峰到下一个波峰之间之间存在一定时长的空白期，在空白期内，现有的发电装置并不能在此阶段获取能量，使发电效果无法持续，不具有将波浪能进行储存的能力，其发电效率低。
[0005]此外，就波浪能的性质来说，其来源方向通常不止是单一方向，而目前的波浪能发电装置受结构限制，仅能接收一个方向的波浪动能，因此使能源接收利用率降低。
技术实现思路
[0006]本申请的一些实施例中，为解决上述技术问题，提供了一种多自由度惯性驱动海浪发电装置和发电方法，解决了现有技术中的发电装置，尤其是波浪能发电装置的发电效果不稳定以及发电效率低的问题。
[0007]目前波浪能发电装置构对于不同海况的波浪转换率受结构所限，应用面比较局限，接收波浪能方向比较的单一，而本申请的多自由度惯性驱动海浪发电装置可从多个空间方向对波浪能进行吸收，对波浪能进行充分利用。
[0008]其结构简单，发电装置生产组装方便，适于小型、中型以及大型等多个尺寸的产品生产，应用范围广，并且通过两级的能量传递即可完成波浪能到电能的转化，能量损耗小，波浪能利用率高此外，本专利技术通过在直线运动副组件对应位置加设蓄能装置，蓄能装置用于将直线运动副组件在运动方向上的机械能转化为势能进行储存以及将储存的势能转化为机械能进行释放，即，蓄能装置用于将波浪能进行存储，其主要针对于波浪能的不持续性，在两股波浪之间的空白期发电装置获取不到外界的能量时，依靠蓄能装置对波浪能的储存和释放，使发电过程连续，发电效果持续。
[0009]在直线运动副组件的运动过程中，蓄能装置被压缩的距离不同，进而可以储存大小的势能，产生在波浪运动幅度比较大的时候，导致蓄能装置被压缩的幅度比较大，其内部斥力增加，储存的势能大，所以可储存高等级海况的能量，反之储存低等级海况的能量，本
结构用于实现同种机构对收集能量的范围更广，对不同海况的海浪利用率更高的情景。
[0010]本申请的一些实施例中，公开了一种多自由度惯性驱动海浪发电装置，对发电装置的组成结构进行了改进，其包括：辅助支架、质量块、运动转化装置、发电电机和蓄能装置；辅助支架形成发电装置外部的框架结构，质量块可活动地连接有传动结构，并通过传动结构悬挂于辅助支架内部，质量块在传动结构的悬挂作用下可进行垂荡、纵摇、横摇或其结合的运动，运动转化装置连接于传动结构，运动转化装置用于将质量块的多自由度运动转化为发电电机发电所需的驱动运动，发电电机固定安装在辅助支架上，且发电电机的电机轴通过传动轴固定于运动转化装置，发电电机用于将所述驱动运动的机械能转化为电能，蓄能装置安装于运动转化装置上，用于将运动转化装置的机械能转化为势能进行储存以及将储存的势能转化为机械能进行释放传递给运动转化装置。
[0011]本专利技术所公开的发电装置具有较高的效益，能够从多个方向最大效率的提取波浪能。
[0012]发电电机的输出端通过整流电路和充电电池与电气负载连接，整流电路为半波整流电路或全波整流电路中的一种。
[0013]蓄能装置能够对波浪能进行储存并逐渐释放，使发电装置的发电过程更连续。
[0014]本申请的一些实施例中，蓄能装置包括磁力弹簧，磁力弹簧包括固定部、沿固定部的轴向方向均匀阵列排布的磁力装置、以及固定在磁力装置一端的活动部，固定部固定在辅助支架上，磁力装置包括多个同磁极相对的永磁铁，相邻的两个永磁铁之间产生磁力斥力。
[0015]磁力弹簧的寿命远远长于机械螺旋弹簧，使得设备长期处于免维护状态。
[0016]本申请的一些实施例中，发电电机上还设置有阻尼装置，阻尼装置设置于传动轴上，由运动转化装置输送的机械能经阻尼装置传输到发电电机的电机轴，以带动电机轴旋转。
[0017]传动轴上设置有单向轴承，单向轴承用于使发电电机进行单一方向的旋转发电基于上述改进，本专利技术具体用于实现发电装置进行发电工作的具体结构具体包括以下两种实施方式：实施例1传动结构包括多根连杆，连杆的一端通过万向节或球形铰链可活动地连接于质量块；运动转化装置包括：直线运动副组件和旋转运动副组件；直线运动副组件连接于连杆的一端，直线运动副组件用于将质量块的多自由度的运动转化为直线运动，蓄能装置设置于直线运动副组件的行进方向上，旋转运动副组件连接于直线运动副组件的旋转运动活动端，用于将直线运动副组件的直线运动转化为旋转运动，直线运动副组件包括多个由滑轨和滑块组成的滑动系统，滑轨固定安装在辅助支架上，滑块作为直线运动副组件的直线运动活动端可滑动地设置于滑轨内部的，沿滑轨的延伸方向往复滑动，滑块铰接于连杆的一端，且蓄能装置的活动部与滑块固定连接。
[0018]直线运动副组件的作用在于：将质量块在接收到波浪能产生多自由度的运动转化为直线运动。
[0019]旋转运动副组件包括多个由齿条和齿轮组成的旋转系统，齿条与滑块固定连接，且齿条的沿滑块的行进方向布置，齿轮作为旋转运动副组件的旋转运动活动端可转动的与齿条相互啮合，在齿条的带动下绕其旋转中心进行转动，齿轮的旋转中心与传动轴固定连接，发电电机在齿轮旋转运动的带动下进行发电工作。
[0020]旋转运动副组件的作用在于：将直线运动副组件的直线运动转化为旋转运动，带动发电电机进行旋转发电。
[0021]实施例2传动结构包括悬吊绳索，质量块上表面环形均匀阵列固定设置有多个悬挂部，悬吊绳索穿设并固定在悬吊部上，且相邻两个悬挂部之间的悬吊绳索绳段通过运动转化装置悬吊在辅助支架上，悬吊绳索的一端连接于传动轴，且蓄能装置的活动部与悬吊绳索的另一端固定连接。
[0022]运动转化装置包括滑轮，悬吊绳索设置在滑轮的滑轮槽内，悬吊绳索沿着滑轮的旋转限位方向将质量块的多自由度运动转化为驱动运动，发电电机在悬吊绳索的运动带动下进行发电工作。
[0023]在上述两种具体结构中，通过传动结构对质量块的悬挂，使质量块处于一个相对不稳定的状态，使其对波浪的运动接收更为敏感，而传动结构与质量块的连接具有高自由度，使其能够实现多个自由度的能量接收以及对相应能量的叠加利用。
[0024]基于上述实施例中的利用波浪能发电的发电装置结构部分的改进，本专利技术还公开了一种多自由度惯性驱动海浪发电方法，其包括：发本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多自由度惯性驱动海浪发电装置，其特征在于，包括：辅助支架，所述辅助支架形成所述发电装置外部的框架结构；质量块，所述质量块可活动地连接有传动结构，并通过所述传动结构悬挂于所述辅助支架内部，所述质量块在所述传动结构的悬挂作用下可进行垂荡、纵摇、横摇或其结合的运动；运动转化装置和发电电机，所述运动转化装置连接于所述传动结构，所述运动转化装置用于将所述质量块的多自由度运动转化为所述发电电机发电所需的驱动运动；所述发电电机固定安装在所述辅助支架上，且所述发电电机的电机轴通过传动轴固定于所述运动转化装置，所述发电电机用于将所述驱动运动的机械能转化为电能；蓄能装置，所述蓄能装置安装于所述运动转化装置上，用于将所述运动转化装置的机械能转化为势能进行储存以及将储存的所述势能转化为机械能进行释放传递给所述运动转化装置。2.如权利要求1所述的多自由度惯性驱动海浪发电装置，其特征在于，所述蓄能装置包括磁力弹簧；所述磁力弹簧包括固定部、沿所述固定部的轴向方向均匀阵列排布的磁力装置、以及固定在所述磁力装置一端的活动部；所述固定部固定在所述辅助支架上；所述磁力装置包括多个同磁极相对的永磁铁，相邻的两个所述永磁铁之间产生磁力斥力。3.如权利要求1所述的多自由度惯性驱动海浪发电装置，其特征在于，所述发电电机上还设置有阻尼装置；所述阻尼装置设置于所述传动轴上，由所述运动转化装置输送的机械能经所述阻尼装置传输到所述发电电机的电机轴，以带动所述电机轴旋转。4.如权利要求1所述的多自由度惯性驱动海浪发电装置，其特征在于，所述传动轴上设置有单向轴承；所述单向轴承用于使所述发电电机进行单一方向的旋转发电。5.如权利要求1所述的多自由度惯性驱动海浪发电装置，其特征在于，所述传动结构包括多根连杆；所述连杆的一端通过万向节或球形铰链可活动地连接于所述质量块。6.如权利要求1所述的多自由度惯性驱动海浪发电装置，其特征在于，所述运动转化装置包括：直线运动副组件，所述直线运动副组件连接于所述连杆的一端，所述直线运动副组件用于将所述质量块的多自由度的运动转化为直线运动；所述蓄能装置设置于所述直线运动副组件的行进方向上；旋转运动副组件，所述旋转运动副组件连接于所述直线运动副组件的旋转运动活动端，用于将所述直线运动副组件的直线运动转化为旋转运动。7.如权利要求6所述的多自由度惯性驱动海浪发电...
【专利技术属性】
技术研发人员：鲍洪义，徐轶轲，杨军，吴桐，李勇，陈宇，
申请(专利权)人：北京威浮科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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