一种摆动式波浪能发电系统及航行器.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110307113A(43)申请公布日2019.10.08(21)申请号201910555140.8(22)申请日2019.06.25(71)申请人山东大学地址250061山东省济南市历下区经十路17923号(72)发明人杨富春张悦(74)专利代理机构济南圣达知识产权代理有限公司37221代理人赵敏玲(51)Int.Cl.F03B13/18(2006.01)F03B11/00(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图6页(54)发明名称一种摆动式波浪能发电系统及航行器(57)摘要本发明公开了一种摆动式波浪能发电系统及航行器，包括波浪能采集系统、转换系统和发电机部分。波浪能采集系统包括变桨装置、摆杆、球形铰接、球形抱箍和密封舱，能实现各个方向波浪能的采集；转换系统包括三种不同的转换机构，可将桨叶的左右摆动转换为滑块的上下往复运动到输出端的连续旋转运动及增速功能；发电机部分包括输出轴、联轴器和发电机，发电机通过连接轴与输出锥齿轮连接，从而实现机械能到电能的转化。它是一种摆动式波浪能发电系统，具有制造、安装、维护方便、不受波浪方向的影响、可捕捉水平面内微小的波浪运动并进行发电。CN110307113ACN110307113A权利要求书1/2页1.一种摆动式波浪能发电系统，其特征在于，包括波浪能采集系统、转换系统和发电机部分；所述的波浪能采集系统能捕获来自海面各个方向的波浪能，并将其传递给转换系统；其包括浮子、摆杆、球形铰接和壳体；所述的浮子与摆杆顶部固定连接，所述的摆杆底部固定在球形铰接上，所述的球形铰接安装在所述的壳体上，可在水平方向实现全方位旋转捕捉波波浪能任意水平方向上的能量；所述的转换系统将浮子的左右摆动和上下运动转换为滑块的上下往复运动到输出端的连续旋转运动；其包括曲柄滑块机构、齿条、直齿轮、齿轮轴、左锥齿轮、右锥齿轮、左单向离合器、右单向离合器、输出锥齿轮、齿轮轴支撑、圆形固定板、套筒和限位弹簧；所述的曲柄滑块机构与所述的球形铰接相连，所述齿条的一端固定在曲柄滑块机构的滑块上，另一端穿过所述的套筒与所述的限位弹簧相连，套筒固定在圆形固定板上，所述限位弹簧竖直固定在壳体上；所述的齿条与直齿轮啮合，所述的直齿轮连接一个水平设置的齿轮轴，所述齿轮轴上安装有左锥齿轮、右锥齿轮；所述的左锥齿轮、右锥齿轮与输出锥齿轮啮合，所述的输出锥齿轮连接一个输出轴；所述的发电机部分与输出轴相连，将机械能转化为电能，实现波浪能到电能的转化。2.如权利要求1所述的摆动式波浪能发电系统，其特征在于，所述的壳体为空心圆柱形结构，包括上壳体、下壳体、波纹软管、环形抱箍和密封圈；所述波纹软管一端固定在摆杆上，一端固定在环形抱箍上，用于球形铰接的密封；环形抱箍安装在上壳体上并与球形铰接曲面接触；上壳体的内表面和下壳体的外表面滑动连接；下壳体固定在水下航行器上；密封圈用于上、下两壳体之间的密封；上壳体可随着波浪的上下运动而上下滑动，进而收集波浪垂直方向上的能量。3.如权利要求1所述的摆动式波浪能发电系统，其特征在于，所述的浮子是椭圆绕着其短轴旋转一周后所得的旋转体，椭圆的短轴垂直于水平面。4.一种摆动式波浪能发电系统，其特征在于，包括波浪能采集系统、转换系统和发电机部分；所述的波浪能采集系统能捕获来自海面各个方向的波浪能，并将其传递给转换系统；其包括浮子、摆杆、球形铰接和壳体；所述的浮子与摆杆固定连接，所述的摆杆固定在球形铰接上，所述的球形铰接可在水平方向实现全方位旋转捕捉波波浪能任意水平方向上的能量；所述的转换系统将浮子的左右摆动和上下运动转换为滑块的上下往复运动到输出端的连续旋转运动；其包括曲柄滑块机构、左齿条、右齿条、左直齿轮、右直齿轮、齿轮轴、左单向离合器、右单向离合器、输出锥齿轮、齿轮轴支撑、圆形固定板、套筒和限位弹簧；所述左齿条、右齿条的一端固定在曲柄滑块机构上，另一端各自穿过一个套筒与一个限位弹簧相连，两个套筒固定在圆形固定板上；限位弹簧一端安装在所述左齿条或右齿条底端，另一端固定在下壳体上，对齿条的上下往复运动有限位作用；所述的左齿条与左直齿轮啮合，所述的右齿条与右直齿轮啮合；所述的左直齿轮连接一个水平设置的左齿轮轴，所述左齿轮轴与左输出轴相连；所述的右直齿轮连接一个水平设置的右齿轮轴，所述右齿轮轴与右输出轴相连；2CN110307113A权利要求书2/2页所述的发电机部分与左输出轴、右输出轴相连，将机械能转化为电能，实现波浪能到电能的转化。5.如权利要求4所述的摆动式波浪能发电系统，其特征在于，所述的壳体为空心圆柱形结构，包括上壳体、下壳体、波纹软管、环形抱箍和密封圈；所述波纹软管一端固定在摆杆上，一端固定在环形抱箍上，用于球形铰接的密封；环形抱箍安装在上壳体上