【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于能量收集装置，具体涉及一种应用于跨海大桥自供电棘轮棘爪波浪能发电装置。
技术介绍
1、跨海大桥作为强化各沿海地区合作与联系的交通枢纽组成部分，跨海大桥所连通的各沿海城市一般距离较远，大桥跨度距离较长，所处自然环境恶劣，威胁桥梁安全，以至于引发交通事故、人员伤亡甚至桥梁垮塌的严重后果，造成不可估量的国民经济损失。基于此，做好跨海大桥检测管理，通过监测管理，提前防范化解风险点，尽最大可能减少各类经济损失，显得尤为重要。
2、由于跨海大桥相较于普通陆地大桥，规模跨度大、周围海况与气候恶劣，对监测管理的要求更高；同时，大桥沿途难以建立应急站点，监测系统需要尽可能得到保障以确保桥梁的正常运营并避免严重事故。为保证桥梁监测系统能长期地监测各点安全状况，大桥需要大量能持续稳定工作的无线传感器，而其中的电能通常由容量有限的电池供应。虽然目前跨海大桥监测系统广泛运用高容量电池，但由于电池容量与使用寿命始终有限，且电池极易对环境造成二次污染，同时，人工堆设备的维护和电池的更换增加了部署成本。
3、因此设计一种吸收利用海洋中的波浪能转化成电能,为跨海桥梁低功耗传感器供电提供了可能性。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种应用于跨海大桥自供电棘轮棘爪波浪能发电装置，以解决现有技术中，由于跨海大桥具有较长跨度，为保证桥梁监测系统能长期地监测各点安全状况，大桥需要大量能持续稳定工作的无线传感器，而其中的电能通常由电池供应，导致其电池容量与使用寿命始终受到限制，
2、本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种应用于跨海大桥自供电棘轮棘爪波浪能发电装置，包括：
4、底板；
5、发电机，其设在底板上；
6、旋转轴，其通过第一支架支撑在底板顶部，且所述旋转轴与第一支架转动连接；
7、第一传动机构，用以将发电机的主轴与旋转轴传动连接，当旋转轴转动时，能通过第一传动机构带动发电机的主轴转动；
8、棘轮棘爪机构，用以驱动旋转轴单向转动；
9、升降机构和第二传动机构，所述升降机构以波浪为动力可进行上下移动，所述第二传动机构用以将升降机构和棘轮棘爪机构传动连接，当升降机构上下移动时，能通过第二传动结构驱动棘轮棘爪机构运行。
10、该技术方案中，使用该能量采集装置时，将底板安装在桥墩上，升降机构在波浪动力的带动下，上下移动，每当其上下移动一次时，能通过第二传动机构将动力传递给棘轮棘爪机构，使得棘轮棘爪机构带动旋转轴单向转动(单向转动能提高旋转轴的转速，进而提高发电效率)，旋转轴转动后通过第一传动机构将动力传递到发电机的主轴上，使得主轴旋转，进而产生电能。
11、优选的，所述升降机构包括浮子和升降轴，所述浮子位于底板下方，所述升降轴的一端与浮子顶部连接，另一端滑动穿过底板；
12、所述底板顶部设有第二支架；
13、所述第二传动机构包括铰接板和传动轴，所述铰接板通过铰接轴与第二支架转动连接，所述铰接板上设有限位槽，所述限位槽沿底板的长度方向设置，所述传动轴通过连接架设在升降轴的顶部，且所述传动轴滑动嵌设在限位槽内；
14、所述棘轮棘爪机构包括棘轮以及棘轮配合的两个棘爪，所述棘轮固定套设在旋转轴上，两个所述棘爪的一端分别和铰接板铰接，其另一端分别和棘轮配合。
15、该技术方案中，连接架为y型结构，传动轴位于y型结构顶部，升降轴通过法兰与浮子顶部连接，且所述升降轴通过直线轴承与底板连接，y型件与升降轴进行上下运动时，上下行程的极限位置会达到限位槽的一端，避免棘轮与棘爪脱离啮合；两个棘爪分别位于铰接轴的上下两侧，棘爪与铰接板有直径大小相同的通孔，安装时由带槽销轴连接，销轴一端阶梯状，一端带有槽，可以安装卡簧，销轴连接时，棘爪和铰接板的内部装有轴承，滑动摩擦变转动摩擦。棘爪与铰接板并不直接接触，通过止推轴承连接；所述底板的四周设有外壳；外壳上下两端通过螺纹轴连接，两段螺母固定；所述外壳上设有肋板，肋板通过膨胀螺钉安装在桥墩上。
16、优选的，所述棘轮棘爪结构、升降机构和第二传动机构分别为两组，对称设在旋转轴中心的两侧。
17、该技术方案中，对称设置的棘轮棘爪结构、升降机构和第二传动机构能增强整个装置的稳定性。
18、优选的，所述发电机的主轴与旋转轴相垂直，且所述底板上设有第三支架；所述第一传动结构包括相互啮合的第一锥齿轮和第二锥齿轮，所述第一锥齿轮固定套设在旋转轴上，所述第二锥齿轮通过连接轴转动连接在第三支架上；所述连接轴与发电机主轴连接。
19、该技术方案中，当旋转轴通过棘轮棘爪机构驱动转动后，其带动第一锥齿轮转动，使得与第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮带动连接轴转动，进而带动发电机主轴转动。
20、优选的，所述第一锥齿轮的直径大于第二锥齿轮的直径。
21、该技术方案中，第一锥齿轮的齿数为45，第二锥齿轮的齿数为15，这样设置能够增加发电机主轴的转速，提高发电效率。
22、优选的，所述连接轴与主轴之间设有变速器，所述变速器通过第四支架支撑在底板上，所述变速器与连接轴之间通过第一刚性联轴器连接。
23、该技术方案中，变速器为行星变速器，能够增加转速。
24、优选的，所述变速器远离第一刚性联轴器的一端设有轴体，所述轴体与变速器之间通过单向轴承连接，所述轴体上设有飞轮，所述轴体远离单向轴承的一端通过第二刚性联轴器与发电机主轴连接。
25、该技术方案中，浮子吸收波浪能后转化为电能，波浪能的频率较低，每个波浪之间存在间隙，飞轮经过增速后转速增加，单个波浪周期结束后，棘轮、棘爪和行星变速器传动停止，此时单向轴承脱离啮合，飞轮继续带动发电机转动发电，进一步提高了发电效率。
26、综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：
27、1.本专利技术中，利用棘轮棘爪稳定啮合且单向传动的特点，实现发电机主轴的单向转动，提高发电机主轴转速，实现波浪能转化为电能。
28、2.本专利技术中，对称设置的棘轮棘爪结构、升降机构和第二传动机构能增强整个装置的稳定性。
29、3.本专利技术中，由于第一锥齿轮直径大于第二锥齿轮的直径，这样设置能够增加发电机主轴的转速，提高发电效率。
30、4.本专利技术中，浮子吸收波浪能后转化为电能，波浪能的频率较低，每个波浪之间存在间隙，飞轮经过增速后转速增加，单个波浪周期结束后，棘轮、棘爪和行星变速器传动停止，此时单向轴承脱离啮合，飞轮继续带动发电机转动发电，进一步提高了发电效率。
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1.一种应用于跨海大桥自供电棘轮棘爪波浪能发电装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种应用于跨海大桥自供电棘轮棘爪波浪能发电装置，其特征在于，所述升降机构包括浮子(10)和升降轴(13)，所述浮子(10)位于底板(40)下方，所述升降轴(13)的一端与浮子(10)顶部连接，另一端滑动穿过底板(40)；
3.根据权利要求1所述的一种应用于跨海大桥自供电棘轮棘爪波浪能发电装置，其特征在于，所述棘轮棘爪结构、升降机构和第二传动机构分别为两组，对称设在旋转轴(50)中心的两侧。
4.根据权利要求1所述的一种应用于跨海大桥自供电棘轮棘爪波浪能发电装置，其特征在于，所述发电机(70)的主轴(71)与旋转轴(50)相垂直，且所述底板(40)上设有第三支架(44)；
5.根据权利要求4所述的一种应用于跨海大桥自供电棘轮棘爪波浪能发电装置，其特征在于，所述第一锥齿轮(60)的直径大于第二锥齿轮(61)的直径。
6.根据权利要求4所述的一种应用于跨海大桥自供电棘轮棘爪波浪能发电装置，其特征在于，所述连接轴(73)与主轴(71)
7.根据权利要求6所述的一种应用于跨海大桥自供电棘轮棘爪波浪能发电装置，其特征在于，所述变速器(75)远离第一刚性联轴器(74)的一端设有轴体(76)，所述轴体(76)与变速器(75)之间通过单向轴承(78)连接，所述轴体(76)上设有飞轮(77)，所述轴体(76)远离单向轴承(78)的一端通过第二刚性联轴器(72)与发电机(70)主轴(71)连接。
...【技术特征摘要】
1.一种应用于跨海大桥自供电棘轮棘爪波浪能发电装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种应用于跨海大桥自供电棘轮棘爪波浪能发电装置，其特征在于，所述升降机构包括浮子(10)和升降轴(13)，所述浮子(10)位于底板(40)下方，所述升降轴(13)的一端与浮子(10)顶部连接，另一端滑动穿过底板(40)；
3.根据权利要求1所述的一种应用于跨海大桥自供电棘轮棘爪波浪能发电装置，其特征在于，所述棘轮棘爪结构、升降机构和第二传动机构分别为两组，对称设在旋转轴(50)中心的两侧。
4.根据权利要求1所述的一种应用于跨海大桥自供电棘轮棘爪波浪能发电装置，其特征在于，所述发电机(70)的主轴(71)与旋转轴(50)相垂直，且所述底板(40)上设有第三支架(44)；
5.根据权利要求4所述的一种应用于跨...
【专利技术属性】
技术研发人员：曾振华，吴小平，潘宏烨，张祖涛，李英杰，李昊甫，汪一帆，洪一扬，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：
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