一种多自由度筏式波浪能发电装置及发电方法.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CN110145431A(43)申请公布日2019.08.20(21)申请号201910438362.1H02K7/02(2006.01)(22)申请日2019.05.24(71)申请人中国海洋大学地址266100山东省青岛市崂山区松岭路238号(72)发明人曹飞飞史宏达白浩哲潘奕霖韩蒙赵晨羽潘鑫(74)专利代理机构北京中济纬天专利代理有限公司11429代理人赵园园(51)Int.Cl.F03B13/20(2006.01)H02K7/10(2006.01)H02K7/116(2006.01)H02K7/18(2006.01)权利要求书2页说明书3页附图3页(54)发明名称一种多自由度筏式波浪能发电装置及发电方法(57)摘要本发明公开了一种多自由度筏式波浪能发电装置及发电方法，所述的装置包括彼此对置的两个工作箱，两个工作箱之间相对的一侧均内凹，在每一工作箱内内凹处的两侧均各安装一个换向齿轮组，各换向齿轮组的输入轴分别从各自所在工作箱的内凹处穿出并分别与一个平面钢架的尾部固定连接，两个平面钢架的头部则彼此转动铰接，上述的换向齿轮组还包括辅助轴和输出轴，在输入轴、辅助轴和输出轴上均安装一个棘轮和一个齿轮，输入轴和辅助轴上的两个齿轮彼此啮合，两个棘轮的安置方向相同且均与输出轴上的齿轮相啮合，输出轴上的棘轮则分别与各自所在工作箱内主轴上的一个齿轮相啮合。本发明所公开的多自由度筏式波浪能发电装置，采用了机械式传动机构，相比液压式传动机构具有成本低廉、可靠性高、维护简单等特点。CN110145431ACN110145431A权利要求书1/2页1.一种多自由度筏式波浪能发电装置，其特征在于：所述的装置包括彼此对置的两个工作箱，两个工作箱之间相对的一侧均内凹，在每一工作箱内内凹处的两侧均各安装一个换向齿轮组，各换向齿轮组的输入轴分别从各自所在工作箱的内凹处穿出并分别与一个平面钢架的尾部固定连接，两个平面钢架的头部则彼此转动铰接，上述的换向齿轮组还包括辅助轴和输出轴，在输入轴、辅助轴和输出轴上均安装一个棘轮和一个齿轮，输入轴和辅助轴上的两个齿轮彼此啮合，两个棘轮的安置方向相同且均与输出轴上的齿轮相啮合，输出轴上的棘轮则分别与各自所在工作箱内主轴上的一个齿轮相啮合，此外还在主轴上安装发条盒，在发条盒外壳上套装发条盒外接齿轮，发条盒内发条的头部与主轴相连接，尾部与发条盒外壳的内壁相连接，上述发条盒外接齿轮与其所在工作箱内飞轮轴上的棘轮相啮合，此外还在飞轮轴上安装飞轮和齿轮，该齿轮与其所在工作箱内发电机动力输入轴上的齿轮相啮合。2.根据权利要求1所述的多自由度筏式波浪能发电装置，其特征在于：在两个工作箱相背的一侧均设置外凸的弧面。3.根据权利要求1所述的多自由度筏式波浪能发电装置，其特征在于：在工作箱和穿出工作箱的换向齿轮组输入轴之间采用动密封处理。4.根据权利要求1所述的多自由度筏式波浪能发电装置，其特征在于：平面钢架的头部形状为V形，两个平面钢架之间在V形顶点处彼此转动铰接；平面钢架的尾部为两根相互平行的钢轴，每一根钢轴的末端分别与一个从工作箱的内凹处穿出的换向齿轮组输入轴固定连接。5.根据权利要求1所述的多自由度筏式波浪能发电装置，其特征在于：所述输入轴、辅助轴、输出轴、主轴和飞轮轴均通过轴承固定安装在工作箱底部的垫块上。6.根据权利要求1所述的多自由度筏式波浪能发电装置，其特征在于：所述输入轴、辅助轴、输出轴和飞轮轴上的棘轮均为套装在单向轴承上的齿轮。7.根据权利要求1所述的多自由度筏式波浪能发电装置，其特征在于：所述的发电机为直流发电机，该直流发电机的电力输出端通过升压斩波电路与蓄电池电连接。8.一种发电方法，使用权利要求1所述的发电装置，其特征在于：发电装置安装就位并启用后，由于水面波浪作用，漂浮在水面上的两个工作箱彼此之间发生纵摇和垂荡运动，使两个平面钢架分别与其所对应的工作箱发生相对转动，从而带动各换向齿轮组的输入轴转动，再由输入轴带动辅助轴转动，由于输入轴和辅助轴的旋转方向相反但其上棘轮的安置方向相同，两个棘轮可以交替止动从而带动输出轴单向旋转，由于输出轴上棘轮的作用，当输出轴转速高于其所在工作箱内主轴的转速时，输出轴上的棘轮止动从而带动主轴转动，当输出轴转速低于其所在工作箱内主轴的转速时，输出轴上的棘轮空转，不带动主轴转动，主轴转动可带动发条转动充能，发条储存足够大的弹性势能之后可以带动发条盒及其外接齿轮转动，由于该发条盒所在工作箱内飞轮轴上棘轮的作用，当发条盒外接齿轮的转速高于飞轮轴时飞轮轴上的棘轮止动从而带动飞轮轴转动，飞轮开始储存动能，当发条盒外接齿轮转速低于飞轮轴时飞轮轴上的棘轮空转，不带动飞轮轴转动，飞轮开始释放动能，飞轮轴经齿轮传动带动直流发电机发