动态可调刚度涡激振动潮流能转换装置及其控制方法.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CN108678895A(43)申请公布日2018.10.19(21)申请号201810585655.8(22)申请日2018.06.06(71)申请人中国海洋大学地址266000山东省青岛市崂山区松岭路238号(72)发明人谭俊哲王保振袁鹏司先才王树杰张金辉(74)专利代理机构青岛中天汇智知识产权代理有限公司37241代理人刘晓(51)Int.Cl.F03B13/26(2006.01)F03B15/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称动态可调刚度涡激振动潮流能转换装置及其控制方法(57)摘要本发明提供一种动态可调刚度涡激振动潮流能转换装置及其控制方法。装置包括：控制器、涡激振动获能模块和发电模块，还包括与控制器电连接的流速检测器；每个螺旋弹簧还配置有刚度调节模块，刚度调节模块包括伺服电机、螺杆、螺母、导向齿轮和限位转销，伺服电机与控制器电连接，螺母固定在支撑框架，螺杆螺纹连接在螺母上，螺杆与导向齿轮花键连接，并且，螺杆可滑动的设置在导向齿轮上，伺服电机用于驱动导向齿轮转动，螺旋弹簧套在螺杆的外部，限位转销固定在螺杆上并沿螺旋弹簧的螺旋方向倾斜设置。实现动态可调刚度涡激振动潮流能转换装置能够在较宽的流速范围内继续保持高振幅运动，提高发电效率。CN108678895ACN108678895A权利要求书1/1页1.一种动态可调刚度涡激振动潮流能装换装置，包括：控制器、涡激振动获能模块和发电模块，所述涡激振动获能模块包括振子、振子支架、支撑框架、螺旋弹簧和导杆，所述支撑框架为倒U型结构，所述振子支架两侧上下两端分别通过所述螺旋弹簧与所述支撑框架弹性连接，所述导杆固定在所述振子支架的上部，所述导杆穿设在所述支撑框架的顶部，所述振子设置在所述振子支架的下部，所述导杆用于驱动所述发电模块进行发电，所述控制器与所述发电模块电连接，其特征在于，还包括用于检测潮流流速的流速检测器，所述流速检测器与所述控制器电连接；每个所述螺旋弹簧还配置有刚度调节模块，所述刚度调节模块包括伺服电机、螺杆、螺母、导向齿轮和限位转销，所述伺服电机与所述控制器电连接，所述螺母固定在所述支撑框架，所述螺杆螺纹连接在所述螺母上，所述螺杆与所述导向齿轮花键连接，并且，所述螺杆可滑动的设置在所述导向齿轮上，所述伺服电机用于驱动所述导向齿轮转动，所述螺旋弹簧套在所述螺杆的外部，所述限位转销固定在所述螺杆上并沿所述螺旋弹簧的螺旋方向倾斜设置。2.根据权利要求1所述的动态可调刚度涡激振动潮流能转换装置，其特征在于，还包括用于检测所述振子振动幅度的位移传感器。3.根据权利要求1所述的动态可调刚度涡激振动潮流能转换装置，其特征在于，所述导向齿轮设置有内花键，所述螺杆设置有外花键。4.根据权利要求1所述的动态可调刚度涡激振动潮流能转换装置，其特征在于，所述发电模块为直线发电机，所述导杆驱动所述直线发电机发电。5.根据权利要求1所述的动态可调刚度涡激振动潮流能转换装置，其特征在于，所述支撑框架的上端部设置有横梁，所述导杆通过导套穿设在所述横梁上。6.根据权利要求1所述的动态可调刚度涡激振动潮流能转换装置，其特征在于，所述支撑框架的两侧设置有导轨，所述振子支架的两侧设置有滑块，所述振子支架滑动连接在所述导轨上。7.一种如权利要求1所述的动态可调刚度涡激振动潮流能转换装置的控制方法，其特征在于，包括：控制器根据流速检测器检测到潮流的流速值来调节螺旋弹簧的工作圈的圈数。8.根据权利要求7所述的动态可调刚度涡激振动潮流能转换装置，其特征在于，所述动态可调刚度涡激振动潮流能转换装置还包括用于检测所述振子振动幅度的位移传感器；所述控制方法具体为：控制器根据流速检测器检测到潮流的流速值来调节螺旋弹簧的工作圈的圈数，直至位移传感器检测到振子的振幅达到该流速值条件下对应的极大值。9.根据权利要求8所述的动态可调刚度涡激振动潮流能转换装置，其特征在于，当检测器检测到潮流的流速值增大后，则减小螺旋弹簧的工作圈的圈数，增加弹簧刚度，直至位移传感器检测到振子的振幅达到极大值；当检测器检测到潮流的流速值较小后，则增加螺旋弹簧的工作圈的圈数，降低弹簧刚度，直至位移传感器检测到振子的振幅达到极大值。2CN108678895A说明书1/4页动态可调刚度涡激振动潮流能转换装置及其控制方法技术领域[0001]本发明涉及海洋能开发利用领域，尤其涉及一种动态可调刚度涡激振动潮流能转换装置及其控制方法。背景技术[0002]潮流能作为一种相对容易开发的能源形式，近年来得到了较大的发展，主要利用能量转换装置把潮汐引起的海水往复运动产生的动能转化为装置运动部件的机械能，带动发电机发电。中国专利号201410721994.6公开了一种