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                  一種機械式“點頭鴨”裝置的制造方法

                  文檔序號:10795542
                  一種機械式“點頭鴨”裝置的制造方法
                  【專利摘要】本實用新型涉及一種能量收集裝置,特指一種機械式“點頭鴨”裝置,包括主軸、水下附體與固定設于海底的多個沉塊,主軸兩端與水下附體對應連接,主軸上設有多個鴨體,主軸端部設有變速恒頻能量轉換系統,水下附體通過多條錨線分別連接于各個沉塊。本實用新型將傳統的液壓鴨式波浪能量收集裝置改爲機械鴨式波浪能量收集裝置,避免了液壓油對海洋環境的汙染,用簡單地機械式能量轉換結構代替傳統的液壓能量轉換結構,解決裝置過于複雜的問題,降低了裝置成本,通過具有機械式蓄能裝置的變速恒頻能量轉換系統爲電網提供穩定的電能。
                  【專利說明】
                  一種機械式“點頭鴨”裝置
                  技術領域
                  [0001]本實用新型涉及一種能量收集裝置,特指一種機械式“點頭鴨”裝置。
                  【背景技術】
                  [0002]海洋能量的開發利用已成爲能源領域的研究熱點,目前,能夠有效地利用海洋波浪發電的技術主要有以下六種:振蕩水柱式波浪能利用技術、振蕩浮子式波浪能利用技術、筏式波浪能利用技術、收縮波道式波浪能利用技術、鴨式波浪能利用技術、擺式波浪能利用技術。其中,鴨式波浪能利用技術由于鴨體具有較大的吃水深度可有效減小透射能量損失及尾部圓弧不造波等特點,使其具有較高的能量轉換效率。理想情況下一級能量轉換效率可達90 %以上。但因其內部液壓元件較多,裝置成本過高,致使其自L0CHNESS實驗之後,發展基本停滯。
                  【實用新型內容】
                  [0003]針對以上問題,本實用新型提供了一種機械式“點頭鴨”裝置,基于四連杆傳動原理,將傳統的液壓鴨式波浪能量收集裝置改爲機械鴨式波浪能量收集裝置,避免了液壓油對海洋環境的汙染。用簡單的機械式能量轉換裝置代替傳統的液壓式能量轉換能量,降低裝置成本,解決裝置過于複雜的問題,提高其實用價值,通過設計的具有機械式蓄能裝置的變速恒頻能量轉換系統爲電網提供穩定的電能。
                  [0004]爲了實現上述目的,本實用新型采用的技術方案如下:
                  [0005]—種機械式“點頭鴨”裝置,包括主軸、水下附體與固定設于海底的多個沉塊,主軸兩端與水下附體對應連接,主軸上設有多個鴨體,主軸端部設有變速恒頻能量轉換系統,水下附體通過多條錨線分別連接于各個沉塊。
                  [0006]進一步而言,所述鴨體通過齒輪對應設于主軸上,齒輪通過鍵對應設于主軸上。
                  [0007]進一步而言,所述鴨體包括固定腔與轉動腔,固定腔內設有主動齒輪,主動齒輪與齒輪齧合設置,固定腔通過傳動裝置連接于轉動腔。
                  [0008]進一步而言,所述傳動裝置包括連杆、轉杆與搖塊,連杆一端與主動齒輪對應連接,連杆另一端與轉杆對應連接,搖塊設于固定腔上,轉杆一端與連杆對應連接,轉杆另一端穿于搖塊連接于轉動腔。
                  [0009]進一步而言,所述變速恒頻能量轉換系統包括增速齒輪箱、渦卷彈簧、超越離合器、永磁同步發電機、逆變器、電抗與電網,主軸通過增速齒輪箱、渦卷彈簧與超越離合器連接于永磁同步發電機,永磁同步發電機通過逆變器與電抗連接于電網。
                  [0010]進一步而言,所述水下附體上設有豎板與橫板。
                  [0011]本實用新型有益效果:
                  [0012]本實用新型將傳統的液壓鴨式波浪能量收集裝置改爲機械鴨式波浪能量收集裝置,避免了液壓油對海洋環境的汙染,用簡單地機械式能量轉換結構代替傳統的液壓能量轉換結構,解決裝置過于複雜的問題,降低了裝置成本,通過具有機械式蓄能裝置的變速恒頻能量轉換系統爲電網提供穩定的電能。
                  【附圖說明】
                  [0013]圖1是本實用新型整體結構圖;
                  [0014]圖2是本實用新型主軸與齒輪連接圖;
                  [0015]圖3是本實用新型鴨體內部結構圖;
                  [0016]圖4是本實用新型變速恒頻能量轉換系統圖;
                  [0017]圖5是本實用新型水下附體結構圖。
                  [0018]1、主軸;2、水下附體;3、錨線;4、鴨體;5、變速恒頻能量轉換系統;6、沉塊;7、齒輪;
                  8、固定腔;9、連杆;10、轉杆;11、轉動腔;12、搖塊;13、主動齒輪;14、鍵;15、增速齒輪箱;16、渦卷彈簧;17、超越離合器;18、永磁同步發電機;19、逆變器;20、電抗;21、電網;22、豎板;23、橫板。
                  【具體實施方式】
                  [0019]下面結合附圖與實施例對本實用新型的技術方案進行說明。
                  [0020]如圖1所示,本實用新型所述一種機械式“點頭鴨”裝置,包括主軸1、水下附體2與固定設于海底的多個沉塊6,主軸I兩端與水下附體2對應連接,主軸I上設有多個鴨體4,主軸I端部設有變速恒頻能量轉換系統5,水下附體2通過多條錨線3分別連接于各個沉塊6。
                  [0021]以上構成本實用新型基本結構。
                  [0022]本實用新型采用這樣的結構設置,將傳統的液壓鴨式波浪能量收集裝置改爲機械鴨式波浪能量收集裝置,有效避免了液壓油對海洋環境的汙染,用簡單地機械式能量轉換結構代替傳統的液壓能量轉換結構,解決裝置過于複雜的問題,降低了裝置成本,通過具有機械式蓄能裝置的變速恒頻能量轉換系統5爲電網21提供穩定的電能,其中錨線3與沉塊6起到拉住本裝置的作用。
                  [0023]如圖2所示,所述鴨體4通過齒輪7對應設于主軸I上,齒輪7通過鍵14對應設于主軸I上。采用這樣的結構設置,鴨體4轉動時將動力傳遞到齒輪7,齒輪7再將動力傳遞主軸I上,其中鍵14起到固定連接作用。
                  [0024]如圖3所示,所述鴨體4包括固定腔8與轉動腔11,固定腔8內設有主動齒輪13,主動齒輪13與齒輪7齧合設置,固定腔8通過傳動裝置連接于轉動腔11。采用這樣的結構設置,當鴨體4繞主軸I轉動時,轉動腔11通過傳動裝置相對固定腔8也發生轉動。
                  [0025]更具體而言,所述傳動裝置包括連杆9、轉杆10與搖塊12,連杆9一端與主動齒輪13對應連接,連杆9另一端與轉杆10對應連接,搖塊12設于固定腔8上,轉杆10—端與連杆9對應連接,轉杆10另一端穿于搖塊12連接于轉動腔11。采用這樣的結構設置,轉動腔11通過轉杆10與連杆9將動力傳遞至主動齒輪13,其中搖塊12起到對轉杆10限位作用。
                  [0026]如圖4所示,所述變速恒頻能量轉換系統5包括增速齒輪箱15、渦卷彈簧16、超越離合器17、永磁同步發電機18、逆變器19、電抗20與電網21,主軸I通過增速齒輪箱15、渦卷彈簧16與超越離合器17連接于永磁同步發電機18,永磁同步發電機18通過逆變器19與電抗20連接于電網21。采用這樣的結構設置,可通過變速恒頻能量轉換系統5爲電網提供穩定的電能,其中禍卷彈簧16起到蓄能作用,超越離合器17在海浪力非常小時起保護永磁同步發電機18的作用,逆變器19與電抗20共同作用下,可爲電網21提供頻率穩定的電壓。
                  [0027]如圖5所示,所述水下附體2上設有豎板22與橫板23。豎板22可起到降低裝置的橫蕩作用,橫板23可起到降低裝置的垂蕩作用,采用這樣的結構設置,有效避免橫蕩和垂蕩對機械鴨式能量收集裝置的能量俘獲效率的影響。
                  [0028]本實用新型工作流程:
                  [0029]正常工作狀態下,海浪來臨時,海浪的運動會推動鴨體4繞主軸I轉動,由于轉動腔11與固定腔8的轉動慣量不同,因此轉動腔11相對固定腔8會發生轉動。轉杆10—端與轉動腔11連接,另一端穿過固定腔8上的搖塊12與連杆9連接,連杆9連接于主動齒輪13,主動齒輪13與齒輪7齧合設置,從而轉杆10推動連杆9運動,再通過主動齒輪13將動力傳遞至齒輪
                  7。而齒輪7又通過鍵14與主軸I連接,進而將動力傳遞至主軸I。主軸I在一定波浪頻率範圍內能持續向單一方向轉動。主軸I通過增速齒輪箱15、禍卷彈簧16、超越離合器17與永磁同步發電機18連接,永磁同步發電機18通過逆變器19與電抗20連接于電網21。主軸I由于收到的動力是隨機的,因此切割發電機的磁感線速度也不同,産生的感應電動勢也有所不同,在逆變器19與電抗20的共同作用下,可爲電網21提供頻率穩定的電壓。
                  [0030]當海浪較小時,禍卷彈簧16起到蓄能作用,鴨體4向下的勢能轉化爲禍卷彈簧16的勢能,在鴨體向上運動時,禍卷彈簧16釋放勢能,輔助主軸轉動。
                  [0031]當海浪非常小時,主動齒輪13可能會出現順時針轉半圈,逆時針轉動半圈的情況。此時,在超越離合器17的作用下,避免了主軸I在一個工作周期內既順時針切割永磁同步發電機18磁感線,又逆時針切割永磁同步發電機18磁感線的情況,有效降低了對永磁同步發電機18的傷害。
                  [0032]以上爲本實用新型較佳的實施方式,本實用新型所屬領域的技術人員還能對上述實施方式進行變更和修改。因此,本實用新型並不局限于上述的【具體實施方式】,凡是本領域技術人員在本實用新型的基礎上所作的任何顯而易見的改進、替換或變型均屬于本實用新型的保護範圍。
                  【主權項】
                  1.一種機械式“點頭鴨”裝置,包括主軸(I)、水下附體(2)與固定設于海底的多個沉塊(6),其特征在于:所述主軸(I)兩端與水下附體(2)對應連接,所述主軸(I)上設有多個鴨體(4),所述主軸(I)端部設有變速恒頻能量轉換系統(5),所述水下附體(2)通過多條錨線(3)分別連接于各個沉塊(6)。2.根據權利要求1所述一種機械式“點頭鴨”裝置,其特征在于:所述鴨體(4)通過齒輪(7)對應設于主軸(I)上,所述齒輪(7)通過鍵(14)對應設于主軸(I)上。3.根據權利要求2所述一種機械式“點頭鴨”裝置,其特征在于:所述鴨體(4)包括固定腔(8)與轉動腔(11),所述固定腔(8)內設有主動齒輪(13),所述主動齒輪(13)與齒輪(7)齧合設置,所述固定腔(8)通過傳動裝置連接于轉動腔(11)。4.根據權利要求3所述一種機械式“點頭鴨”裝置,其特征在于:所述傳動裝置包括連杆(9)、轉杆(1)與搖塊(I2),所述連杆(9)一端與主動齒輪(13)對應連接,所述連杆(9)另一端與轉杆(10)對應連接,所述搖塊(12)設于固定腔(8)上,所述轉杆(10)—端與連杆(9)對應連接,所述轉杆(1)另一端穿于搖塊(12)連接于轉動腔(11)。5.根據權利要求1所述一種機械式“點頭鴨”裝置,其特征在于:所述變速恒頻能量轉換系統(5)包括增速齒輪箱(15)、渦卷彈簧(16)、超越離合器(17)、永磁同步發電機(18)、逆變器(19)、電抗(20)與電網(21),所述主軸(I)通過增速齒輪箱(15)、渦卷彈簧(16)與超越離合器(17)連接于永磁同步發電機(18),所述永磁同步發電機(18)通過逆變器(19)與電抗(20)連接于電網(21)。
                  【文檔編號】F03B13/14GK205478084SQ201620005429
                  【公開日】2016年8月17日
                  【申請日】2016年1月4日
                  【發明人】王貢獻, 鄭春玲
                  【申請人】武漢理工大學
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