CN103080535A - 流体操作型能量发生装置 - Google Patents

流体操作型能量发生装置 Download PDF

Info

Publication number
CN103080535A
CN103080535A CN2011800289815A CN201180028981A CN103080535A CN 103080535 A CN103080535 A CN 103080535A CN 2011800289815 A CN2011800289815 A CN 2011800289815A CN 201180028981 A CN201180028981 A CN 201180028981A CN 103080535 A CN103080535 A CN 103080535A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gear
generating apparatus
energy generating
type energy
operated type
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2011800289815A
Other languages
English (en)
Inventor
S·科克伦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Corcost Ltd
Original Assignee
Corcost Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from GBGB1006155.4A external-priority patent/GB201006155D0/en
Priority claimed from GBGB1006870.8A external-priority patent/GB201006870D0/en
Application filed by Corcost Ltd filed Critical Corcost Ltd
Publication of CN103080535A publication Critical patent/CN103080535A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F03B13/14Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy
    • F03B13/16Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem"
    • F03B13/18Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore
    • F03B13/1805Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom is hinged to the rem
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F03B13/14Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy
    • F03B13/16Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem"
    • F03B13/18Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore
    • F03B13/188Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom is flexible or deformable
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F03B13/26Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using tide energy
    • F03B13/264Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using tide energy using the horizontal flow of water resulting from tide movement
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B15/00Controlling
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B17/00Other machines or engines
    • F03B17/06Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head"
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B17/00Other machines or engines
    • F03B17/06Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head"
    • F03B17/062Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head" with rotation axis substantially at right angle to flow direction
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00Components
    • F05B2240/90Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/97Mounting on supporting structures or systems on a submerged structure
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20Hydro energy
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Oceanography (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)

Abstract

一种流体操作型能量发生装置,包括:在壳体(54)内可转动安装的输出轴(44),布置成随该输出轴(44)转动且在垂直于该输出轴轴线的一轴线上延伸的第一联动机构(36),与第一联动机构相关地可转动安装在其径向最远端上的第二联动机构(18),其中第一和第二联动机构(36,22)布置成在平行的平面内转动,关于第二联动机构(22)可转动安装在其径向最远端上且布置成在与第一和第二联动机构平行的平面内转动的操作臂(4),以及关于该臂(4)可转动安装在其径向最远端上且布置成在与该臂(4)、第一和第二联动机构(36,22)平行的平面内转动的至少一个叶片(2),该叶片(2)的纵轴线垂直于该臂(4)的纵轴线延伸。

Description

流体操作型能量发生装置
本发明涉及可再生能量设备,尤其涉及将能量从自然源例如风、浪和潮汐变化转化为可被用于产生家庭用电力和工业用电力的形态的设备。
发明背景
已经发明出许多设备用于从自然资源例如风、浪和潮汐中发电。但其中的大多数设备遇到相同的共同难题。所遇到的第一道共同难题是成本,现有的装置一般不仅制造成本昂贵,而且安装拆卸成本高昂。第二道共同难题是该设备能在一般出现于许多应用场合中的、潜在广阔的输入流速范围内工作的能力。第三道共同难题是规模可变性,在这里,无法以中小型规模成效划算地利用大多数设备。第四道共同难题是源能量波动,这可能导致由源的初始和变化条件造成的当地闪变不定。能克服这些共同难题的设备与现有技术的设备相比将具有明显的优势。
尤其对于水下型设备,显然还有其它的共同难题例如变化的环境条件和水力利用。在许多区域例如河流和河口港湾内都存在变化的环境条件(第五道难题)。一般在任何区域内的水量和进而水深将会关于一些因素如气候和潮汐而起伏不定。目前,水下型设备是固定不动的并因此不能改变以适应变化的水深。该设备要求工作水深,这禁止许多合适的位置被用于能量再生。
第六道难题是水力利用并且这要考虑许多问题。第一个要考虑的是该设备操作水力系统所需要的力的大小,以便不仅克服简单造成水力系统工作所需要的力,而且克服水力系统中存在的巨大损失。第二个要考虑的是就油粘度而言的有限性质,因而该设备可运行的整体速度低且一般不可变。第三个要考虑的是水力设备的大重量和大尺寸,这使包括产品制造、船运至地点和维护在内的产品方方面面更复杂。最后但不限于地是油周围的环境问题,对此,现有技术的水力系统需要相当大量的油,因而如果出现泄漏,则存在环境担忧,不仅设备将会减产并最终停工,它们也会是可观的环境污染。
本发明试图利用一种灵活可变且能以非常低的成本生产的设计来克服上述现有技术问题中的一些问题或者全部问题。
发明概述
根据本发明,提供一种流体操作型能量发生装置,包括:在壳体内可转动安装的输出轴;布置成随输出轴转动且在一条垂直于输出轴轴线的轴线上延伸的第一联动机构;关于第一联动机构可转动安装在其径向最远端的第二联动机构,其中第一和第二联动机构布置成能在多个平行平面内转动;关于第二联动机构可转动安装在其径向最远端并布置成能在与第一和第二联动机构平行的平面内转动的操作臂;关于该臂可转动安装在其径向最远端且布置成能在与该臂、第一和第二联动机构平行的平面内转动的至少一个叶片,该叶片的纵轴线垂直于该臂的纵轴线延伸。
在某些实施例中,该发生装置还包括在第一联动机构和第二联动机构之间可转动安装在第一联动机构的径向最远端和第二联动机构的径向最近端上的第三联动机构。
第一联动机构可被直接或间接连接至该输出轴,可选地,第一联动机构被连接至一组齿轮中的第一齿轮,这组齿轮中的最后一个齿轮被直接连接至输出轴且被布置成驱动该输出轴转动。第一联动机构可被偏心地或居中地连接至这组齿轮中的第一齿轮。在只有两个联动机构的情况下,将第一联动机构偏心安装至其中的第一齿轮是有利的,由此,该齿轮转动造成第一联动机构的连接点划圆。
该叶片有利地以弯曲翼片如水翼或机翼的形式来形成。
任何联动机构和任何臂段可包含用于调节联动机构的轴向长度或者臂段的轴向长度的线性致动器。
可选地,一个或多个多轴接头在所述第一、第二和第三联动机构中的一个或多个的近端和/或远端被加入。该多轴接头可以形成回转支座并且例如可以包含杆端接头。
任何一个回转支座可包含机动的回转致动器。
该输出轴能可选地作为输入轴被连接至一个或多个齿轮箱。多个齿轮箱可连串布置,一个齿轮箱的输出轴构成该连串当中的相邻的那个齿轮箱的输入轴。例如齿轮箱是行星齿轮箱,其布置成将输入轴低转速转换为相对高的输出轴转速。
该叶片可被安装用于帮助绕延伸经过其主体的轴线转动。
该操作臂可选地包括多个转动接头。该臂可选地包括一个或多个多轴接头例如像杆端接头。
该发生装置可选地包含有一个或多个回弹性蓄能机构,回弹性蓄能机构关于联动机构和/或臂段中的一个或多个布置成当联动机构运动或臂段运动出现在第一方向上时吸收能量并当联动机构或臂段在第二方向运动时释放能量。这样的蓄能机构例如可以响应于联动机构或臂段的直线运动,如果有线性致动器的话,则响应于由线性致动器作动引起的长度调节。回弹性蓄能机构例如包括弹簧、凸轮齿轮和凸轮臂中的一个或多个。在使用弹簧情况下,弹簧可被设计用于通过转动运动或直线运动来储蓄能量和释放能量。
任何一个回转支座可以包括回转致动器。多个回转致动器可布置成以不同的速度和/或方向彼此独立转动,或者可布置成彼此同步转动。
与两个或更多的联动机构相关联的多个线性致动器可被布置用来与其它联动机构无关地以不同的速度和/或在不同的方向调节一个联动机构的长度。两个或更多的线性致动器可布置用来彼此同步地调节联动机构的长度。
单个操作臂可被布置成与两组联动机构和输出轴一起操作。
第二操作臂可以可转动安装在与第一操作臂相同的轴上,并且第二操作臂可选地可以在与第一操作臂相同的或相反的方向上伸长。
离合装置可以与该输出轴相关联且被布置成可选地将该轴与发电机接合和分离。
一个或多个回转致动器可以呈齿轮箱的形式,包括:致动器;布置成能通过该致动器绕其轴线转动的丝杠;与丝杠螺纹配合的齿条螺母,其布置成丝杠转动相对于丝杠纵向驱动该齿条螺母;与齿条螺母成一体或相结合以随齿条螺母纵向运动的带齿区段;轴;与该轴成一体或相结合的齿轮,该齿轮布置成该齿轮的转动造成该轴和布置成与该齿轮啮合的带齿区段转动,从而该带齿区段的纵向运动造成该齿轮转动,其中,该带齿区段在径向上远离该丝杠,允许该丝杠容装在与该带齿区段分开的腔室内。这样的齿轮箱可选地包括蓄能机构,其布置成在轴转动的至少部分期间内储蓄能并在轴转动的另一部分期间内释放能,其中该蓄能机构包括与该齿轮相关联的弹簧。
一个或多个线性致动器可以包括:可绕其纵轴线转动安装并包括螺纹部的丝杠;包括螺纹部的驱动杆,其螺纹部与丝杠螺纹部螺纹配合,并且该驱动杆具有大致与丝杠纵轴线重合或平行的轴线且安装成允许沿其轴线的纵向运动并允许丝杠和驱动杆之间的相对转动;套设于驱动杆上的套;和大致与丝杠轴线同轴布置且包围丝杠、杆和套的齿轮柱,该齿轮柱包括可用以施加驱动以使齿轮柱转动的齿轮并且该齿轮柱固定安装至该丝杠,从而齿轮柱的转动造成丝杠相对于驱动杆转动,从而造成该驱动杆伸和/或缩。该线性致动器可以可选地包括蓄能机构,其布置成在长度调节周期的至少一部分期间内储蓄能,蓄能机构呈围绕活塞和/或以其它方式接合活塞布置的弹簧形式。
该臂或任何联动机构可以包括一个或多个第二轴回转致动器,其布置成提供在一个垂直于回转支座的平面内的转动,由此能实现叶片前边缘的俯仰侧倾和左右摇摆运动。
在一个特定实施例中,第一齿轮布置成随输出轴转动,该齿轮直接或通过齿轮链与齿环啮合,齿环也与同第一齿轮分开的一个或多个附加齿轮啮合,每个所述附加齿轮安装成能随第二输出轴转动。可选地,第二输出轴具有与之相关的离合装置并且该离合装置被布置成可选择地使该轴与发电机接合和分离。尤其当只有两个联动机构时,与齿轮偏心地安装第一联动机构是有利的,由此,齿轮的转动造成第一联动机构的连接点划圆。
可选地,该发生装置还包括一个或多个系固至所述一个或多个操作臂中的一个或多个上的浮子。浮子可选地以多个太阳能板为特点,它们布置成给浮子或发生装置的其它部分所装载的电池充电并且可选地还给电力点充电,外部设备可从该电力点取电。
根据本发明的发生装置优选布置用于在水体如海洋、河流或存在自然水湍流的任何水体之下运转。
在使用中,发生装置的输出轴被布置成用作输入轴来驱动可用以产生电力的发电机。
控制装置例如预编程计算机处理器可被加入,以便有选择地控制活动部件的工作,由此优化本发明装置的输出。
本发明的装置预期被用作潜流应用,例如用在海洋或江河或河口的水面下。潜流型装置一般安装在潮汐或者任何流动环境中。潮汐环境及其位置是不言自明的,但流动环境可能覆盖各种各样的地点,例如但不限于江河,在这里水从高山或其它不同梯度区域汇入河流,或者在洋流下并且在陆地块之间的流动(例如但不限于岛屿之间的峡道)。人们将会理解,潮汐流动源可以是任何流动条件的补充。
本发明利用简单可调的机械结构克服了以上详述的难题,其能在内部和外部改变自身的几何形状,从而它例如能与流动相关地调节以及与在紧邻区域或间接区域内的这一类型或其它类型的其它设备相关地改变特性。这种改变其几何形状的能力不仅允许更广阔的操作范围,而且允许其本身适应由使用及其工作参数所引起的湍流或其它流体作用的能力。
在本发明中已知该装置在装置工作之后在流体流动中产生流型。流型能被用来影响与该装置、其工作和流体流向相关的区域的变化。在流体中形成流型的能力允许该装置无论是否发电都能使用该流型用于例如但不限于移动沉积物从一个地点到另一地点。人们将会理解,这种重新定位和分散沉积物的能力可以利用多台装置或单台装置来完成。
实施例描述
现在将参照附图来描述本发明的一些实施例,其中:
图1是本发明第一实施例的侧视图,
图2是示出本发明第二实施例的平面图,第二实施例基本上与第一实施例相同,但示出第二发生装置和叶片可被如何加入图1的实施例中,
图3是可被用在任何实施例中的齿轮箱的侧视图,
图4是可被用在任何实施例中的线性致动器的侧视剖视图,
图5是可被用在任何实施例中的操作臂的平面图,
图6是本发明第三实施例的侧视图,
图7是本发明第四实施例的平面图,
图8是本发明第五实施例的侧视图,示出了环形发电机布置结构,
图9是示出浮子布置结构的侧视图,其可以与任何一个前述实施例串列使用。
第一实施例一般以有至少一个翼或水翼2为特点,其被永久和/或可拆地安装到至少一个臂4的第一端。一般,水翼2通过至少一个回转致动器8的输出轴6(图1未示出,但可在图2的平面图中看到)安装至臂4,该回转致动器一般位于臂4的第一端内。臂4具有至少一个第一端和至少一个第二端以及至少一个臂段。
所述至少一个回转致动器8被至少部分结合到或被永久或可拆地安装到臂4的第一端。人们将会理解,回转致动器也能以在水翼2内为特点,在此情况下,水翼回转致动器的输出轴将被结合或被永久或可拆地安装至回转致动器8的输出轴6,或者直接与臂4的第一端联接。
臂4的第二端的特点是具有回转致动器10,它被至少部分或完全地结合到臂4的第二端或被永久或可拆地安装至该臂。所述至少一个回转致动器10具有至少一个输出轴12,其被永久或可拆地安装到回转致动器16的输出轴14,回转致动器16安置在第一联动机构18的第一端。回转致动器16被至少部分或完全地结合到第一联动机构18的第一端或被永久或可拆地安装到该联动机构。第一联动机构18的特点是在其第一端有至少一个回转致动器16且在其第二端有至少一个回转致动器20。第一和第二端通过部件22相互接合,该部件能以具有至少一个线性致动器或至少一个被动区段为特点。
所述至少一个被动区段被至少部分或完全地结合到第一联动机构18的第一端和第二端或被永久或可拆地安装到第一和第二端联动机构。在部件22的特点是有至少一个线性致动器的情况下,该线性致动器将被至少部分或完全地结合到第一联动机构18的第一端和/或第二端,或者被永久或可拆地安装至第一和第二端联动机构,由此,人们将会理解,在此情况下提到第一和第二端是指与第一和第二端回转致动器16、20的连接。
人们还将理解,所述至少一个线性致动器可利用至少一个合适的多轴连接被连接至第一和第二端,并且本领域技术人员将理解,该至少一个多轴连接可以但不限于是杆端接头。人们也将理解,如果该线性致动器伸长,则第一联动机构18的具有回转致动器(如果有)16、20的第一和第二端将在第一或第二方向上直线移动,于是线性改变各自端和/或回转致动器之间的距离。
人们也将理解,在关于第一联动机构18的第一或第二端和/或回转致动器16、20的、线性致动器第一或第二端上加入至少一个多轴连接地采用至少两个线性致动器的情况下,不仅可以改变第一和第二端之间的直线距离,也可改变第一和第二端和/或回转致动器16、20的各自方位和角距。
第二联动机构24能显示出与针对第一联动机构18所描述的相同的所有功能和特征。第二联动机构24能以在第一端有至少一个回转致动器26为特点。该回转致动器具有输出轴28,该输出轴能可转动安装或固定到输出轴30,在这里,输出轴30与第一联动机构的第二端且一般是第一联动机构18第二端的回转致动器20相关联。
第二联动机构具有第二端,第二端能以具有回转致动器32为特点,由此,26和32都能被至少部分或完全结合到第二联动机构24的第一端和第二端或被永久或可拆地分别安装至联动机构的第一和第二端。第二联动机构也能以有至少一个线性致动器34为特点,由此,该线性致动器被至少部分或完全地结合到第二联动机构24的第一端和第二端或被永久或可拆地安装至该联动机构的第一和第二端。
所述至少一个线性致动器能在第一和第二方向上移动,因此伸缩而驱动第二联动机构的第一和第二端且若合适的话是至少一个回转致动器运动,该动作将第一和第二端且若合适的话是回转致动器直线分离或收合。所述至少一个线性致动器34能关于至少一个回转致动器或端利用至少一个合适的多轴连接被连接至第一和第二端和/或回转致动器26、32。本领域技术人员将会理解,这些连接可以是像杆端接头那样的连接,但不限于此。
人们也将理解,在多轴连接情况下可使用至少两个线性致动器。如果至少一个线性致动器伸长,则第二联动机构24的具有或不具有回转致动器26、32的第一和第二端将不仅能在第一或第二方向上直线移动并由此改变第一和第二端之间的直线距离,而且可以改变第一和第二端和/或回转致动器26、32的各自方位和角距离。
人们将会理解,在多于一个的线性致动器被用于第一和第二联动机构的情况下,每个线性致动器能与每个联动机构中的每个线性致动器相关且与每个联动机构的整体运动相关地以不同的速度独立伸缩以及按同步方式伸缩。
第二联动机构24的第二端通过回转致动器32的输出轴38和/或联动机构24和联动机构36的输出轴40被连接至第三联动机构36。第三联动机构可显示出与第一和第二联动机构相同的所有功能和特征,因此不再详细描述,以免重复。
在联动机构24第二端的回转致动器被永久或可拆地且可通过输出轴38转动地通过相应的输出轴40连接至联动机构36的第一端,由此将联动机构24的第二端连接至联动机构36的第一端。一般,联动机构36保持在轮42的槽内且通过输出轴46与在第三联动机构的第二端的轮42和/或轴44相连。
在第三联动机构包括至少一个线性致动器的情况下,该至少一个线性致动器的伸长改变轮42和/或轴44的中心之间的相对距离,因而分别改变第三联动机构的第一和第二端之间的距离和第二联动机构的第二端和轮和/或轴42、44的中心之间的距离。
如将理解地,轮42位于轴44上,轴通过其与壳体54的关系保持就位,一般但非必要地,壳体54用轴承将轴保持就位。如将进一步理解地,联动机构36能被直接安装或固定至轴44,在此情况下,轮42可被取下。
轴44被连接到至少一个齿轮箱46,该齿轮箱一般但不限于是行星齿轮箱,它允许将输入轴低转速变为输出轴高转速。如将理解的那样,在需要几个齿轮箱46的情况下,这些齿轮箱可通过其各自的输入轴和输出轴被链接起来。来自至少一个齿轮箱46的输出一般但不限于被直接传送至发电机48。齿轮箱46的输出轴可被永久或可拆地连接至发电机48的输入轴。
所有上述的部件和组件最好但不一定保持在壳体54内。一般,该壳体将以至少一个腔室为特点,腔室的边界由多个壁来界定,所述壁的特点是具有至少一个适当定位且充分保持就位以实现装置运转的轴承。该壳体也能容纳至少一个弹簧和/或至少一个凸轮齿轮或至少一个凸轮臂或其它这样的配置。一般在采用凸轮齿轮和凸轮臂的情况下,它们容许连接至该系统内的至少一个部件例如第一联动机构,从而在其一段运动中或整个运动中的其运动将能量输入弹簧,从而在其运动的另一段中或对于其整个运动,能量被回馈给该联动机构。人们将会理解,这样的系统可以与系统部件和凸轮齿轮或齿轮臂之间关系相关地被改变。关于凸轮齿轮,弹簧可连接至壳体并与该机械结构的一个或多个部件相连,从而能量可被储蓄和/或释放回该系统。人们将会进一步理解,弹簧和/或凸轮齿轮和/或凸轮臂可滑动地或以其它方式容纳在单个腔室或多个连通腔室内。
装置1响应于流体流动一般但不限于是流动的水而工作。水翼2通过回转致动器8和/或内部回转致动器被转动,从而该单元关于流体流动达到期望的迎角。水翼2因流动的流体对至少一个表面的作用而产生力,该力使水翼在第一或第二方向上移动。当水翼移动时,臂4也开始在相同的方向移动,该臂与第一联动机构通过输出轴12相连接意味着所述至少一个臂绕回转致动器16的输出轴14轴线枢转,因而臂4关于输出轴14轴线在第一或第二方向上运动,在这里,运动轮廓与至少一个水翼2相对于输出轴14轴线的相对位置有关。
因为臂和输出轴12之间连接,所以当臂运动时,运动被传递至输出轴12,因而造成输出轴14在其相应的第一或第二方向运动。输出轴12通过输出轴14在第一端被连接至联动机构18,因而联动机构18开始在其相应的第一和第二方向以由臂4运动所产生的大致摇摆运动方式运动。当联动机构18在第一或第二方向运动时,第二联动机构24将开始在其各自的第一或第二方向移动,因而联动机构24的运动使联动机构36绕轴44的轴线转动,于是,轮42和/或轴44将随之在各自的第一或第二方向转动。该转动将使齿轮箱46在各自第一或第二方向转动,进而将使发电机48在对应的方向转动。
人们将会理解,该系统在臂4往复运动时工作。如上所述,该水翼按照一个迎角来定位并产生力。例如如果水翼大致靠近其近似于图1所示的最低点,当使水翼转动以获得迎角时,所产生的力将使水翼大致在其各自第一方向向上运动。
如上所述,这随后造成臂4和联动机构18、24在其各自第一方向上移动。臂4因其与回转致动器16轴线和进而输出轴14的关系将在其第一端产生弧形轮廓。在一个特定例子(但不限于)中,当臂4大致接近第一方向的最高点且靠近弧形顶点时,可以使该水翼转动,从而它反转该迎角并开始在其各自的第二方向上移动自身和进而臂和联动机构,于是,关于臂和联动机构18、24得到往复动作。但是,不需要与轮36、轴44、齿轮箱46和发电机48相关地示出这种往复动作。所述机械结构是这样的,往复动作被转换为大致连续的转动运动。
显然,第一联动机构的操作运动总体类似于摇摆运动,而第二联动机构的操作运动是相似的,但处于大致垂直的方位且附加有第一联动机构第二端的第一方向或第二方向运动。每个所述联动机构的特点是有至少一个线性致动器,并且例如如果各线性致动器伸缩,则各联动机构的第一和第二端之间的关系将会改变,结果,各自的第一和第二端一般变得进一步清楚或紧密和/或它们之间的角度变化和/或方位变化。
在这些情况下,该系统的性能参数将改变。而且还有,如果第三联动机构36中的至少一个线性致动器要伸长或回缩,则第二联动机构的第二端和轴44的轴线之间的关系将改变。因此,该系统的性能和特性的至少一部分由该至少一个联动机构的第一端和第二端之间的相对位置和进而关系来决定,并且该性能和特性可通过改变该关系来改变。
人们将会理解,所述联动机构中的至少一个线性致动器可以与另一个联动机构的至少一个线性致动器独立地或同时地以与另一个联动机构的线性致动器相同的或不同的速度且在相同或不同的方向上被操作。就此意义上讲,人们将会理解,每个联动机构的有效行程长度是不定的,可以改变并且能限定系统特性。人们也将理解,每个线性致动器能够以加入至少一个弹簧和/或仅仅至少一个弹簧和/或其它蓄能件和/或能量输出件为特点,因此它们将能够储蓄能量和/或回馈能量给系统。
每个联动机构能够以至少一个回转致动器为特点,因为臂4能以有至少一个回转致动器为特点。这些回转致动器能执行将附加到装置应用中的不同功能。例如臂4中的至少一个回转致动器10或任何其它回转致动器能被动力推动,因此当动力被供给该回转致动器时,在此例子中,该臂将绕其轴线相对于输出轴12在与回转致动器转动相关的第一或第二方向上运动。人们将会理解,关于(但不限于)回转致动器16,该动作也是这样的,并且在两者情况下,至少其中一个所述回转致动器可以在相反的方向上以相对于臂4在其第一或第二方向上的运动的同步速度转动,由此,由臂产生的该运动可遇到回转致动器的阻力,因而隔断并保持在壳体54内的机构固定不动,即便臂4正在运动。
因而人们将会理解,在臂和/或联动机构内的所述至少一个回转致动器能产生变速作用,由此,例如回转致动器且在此情况下是但不限于10和16可以按照由臂4产生的速度的分速度转动,于是因为第一联动机构运动将是臂4的运动和/或速度的一部分而将该系统减速。人们还将理解,就系统增速而言的相反情况也是真实的并且类似于上述的同步特点,该特点能在机构运动周期的任何时刻发生,并且每个回转致动器能以不同于任何其它回转致动器的速度和/或方向独立转动或者与至少另一个相关的回转致动器同步。
人们还将理解,变速作用进一步通过在所述至少一个联动机构中使用至少一个线性致动器来调合。如上所述,若线性致动器操作并改变系统特性,则它们有效地改变和/或适应该系统。该至少一个线性致动器和该至少一个回转致动器能够以不同的各自方向和/或各自速度独立地或者以相同的各自速度或不同的各自速度在不同的各自方向上同时操作。
这些特征就回转致动器而言是非常有利的,因为它们能够不仅提供软启动、停动和臂速改变或臂方向改变的柔和化和/或等和/或减震和/或生产顺利,以促进系统发电能力和电网馈入。一般但不限于,与回转致动器10和16相关的这些特征不是回转致动器20、26和32的特征,但如果应用需要的话,则能够建立这些特征。
一般但不限于,所有的回转致动器能够以具有从该系统中储蓄能量并输出能量至该系统且具有固定的或可变的张驰状况的能力为特点。一般但不限于,这些回转致动器能以至少一个弹簧为特点,因而它们可在运动周期的任何设定时刻或可变时刻从该系统中储蓄能量,以在该运动周期的另一设定时刻或可变时刻回馈所储蓄的能量。
每个回转致动器能够在与任何其它回转致动器不同的时刻或者相同的时刻完成其能量储蓄或能量输出。该特征是特别有利的,这是因为系统的周期性,并且该特征可被用来在该系统部件的各自第一或第二方向上储蓄能量并在该臂大致接近周期的最高点或最低点时且尤其但不限于当该臂处于方向变化的顶点、之中或之后时相应地回馈能量。如果回转致动器被置入水翼中或关于回转致动器8安置,则正确安装在致动器内的弹簧将能使水翼在流动突变或外来物撞击情况下移动,因而阻止或尽量减小任何潜在损伤。人们将会理解,这对于其它回转致动器也是如此,即如果它们的特点是具有弹簧,并且随后例如臂4变成被外来物阻挡且该系统随之未被急停,则弹簧允许系统组成部件之间的相对运动度,因而阻止潜在的损坏。
将能量储蓄和/或释放集中在就回转致动器和/或线性致动器而言的周期的某些部分中也起到使发电、系统运动变得顺畅的作用并减少动态冲击或其它形式的冲击。另外,每个回转致动器的特点可以是能动态改变与所有其它回转致动器协调的或对于每个回转致动器是独立且不同的其能量储蓄和能量输出以及蓄能能力。
注目于图2,可以看到该系统可具有第一侧和第二侧,第一侧如以上关于图1所述的那样,第二侧50可具有于第一侧相同的所有功能和特征,因此不再描述。第二侧如虚线所示,示出了第二侧一般(但不限于)将会是第一侧的镜像。第二侧也能以具有至少一个水翼52为特点,由此,该水翼将能输入使在第二侧加入的其它发电机转动所需要的额外的力。人们将会理解,在系统两侧上的所述至少一个回转致动器和/或至少一个线性致动器可被用来就两侧之间可能有的失衡而言修正第一和第二侧,因而,第一和第二侧可以相互协调,因此产生恒定顺畅的大致相同的电力输出。该特征是在一侧相对于另一侧的任何差速运动、磨损和/或任何其它差异的起因,包括与壳体或者对一侧或另一侧的任何潜在阻碍相关的弯曲。这样的一个例子是水翼52可以突然产生一个大于水翼2所产生的力的力,因此,可通过使用至少一个线性致动器和回转致动器来修正第二侧超前于第一侧的任何相对运动。
本领域技术人员也将理解,第一和第二侧可以是两个完全不同的机器,它们具有关于各自输出轴12的轴线的共同连接。在此情况下,输出轴12不是仅在一侧离开回转致动器10,而是将能够在两侧离开回转致动器,因此,它们将能够转动接合。
人们也将理解,臂4能够被劈分开并且呈镜像结构,因此,该臂的每一半可以具有与针对臂4所述的相同的所有功能和特征,因此能够彼此相互独立运转,但劈分开的臂还是绕相同轴线转动并彼此独立地给其相应侧提供动力。人们将会理解该装置能相对于流动被置入许多合适的方位。
投入工作中的该装置因其运转将在装置后的流体中产生一种流型。流型能被用来在与该装置、其运转和流动相关的区域内移动沉积物。人们将会理解,这能以单台装置来实现,或者在有多台装置情况下,每台装置能产生流型,流型不仅允许累积运载例如(但不限于)沉积物以便输送经过该装置网络,而且每台装置能够通过在正被移动的沉积物团中加入装置自身的后随运动沉积物被加入到沉积物运动中。
所述装置能做到这一点,无论是否发电或正在发电。执行功能例如但不限于沉积物冲扫的能力容许水道如河床的清理,装置流型能随流动而工作,一般是为了使沉积物进入流动中以便以高度可控方式分布分散到流体流动中。此设备功能性将减少例如对疏浚河床的需要。
也要相当关注的是,可以控制该作用,因此,该作用在不同的时候或多或少地起效。该功能性不仅容许控制离开该装置的流体的流型以便冲扫,而且允许有效考虑环境,在这里某些方面如鱼群和其它水栖生物的需求可得到保护(如果可以)免受打扰。人们将会理解,对于鱼群,一年中的某些时间是非常相关的且因此该装置可与之相关地被定制。
图2也示出了接合系统56。该接合系统能被用在任何装置类型或实施例中并且基本上是电控型离合装置。对本领域技术人员来说,可获得许多这样的合适系统。本申请中的离合装置的优点是它允许另一个齿轮箱和发电机根据要求被加入此系统或从系统中拆除。例如若电力需求低于两个发电机都运行时的装置发电能力,则一台发电机和齿轮箱可从系统中被取出,结果,减小齿轮箱和发电机的磨损,而更密切地迎合用户的用电需求,或者所述至少一个第二发电机可安装就位并与作为功能或环境条件的峰值需求相关。当然,此特征能出现在任何装置实施例中的任何齿轮箱和/或发电机中。
图3示出回转致动器100,在此情况下但不限于,回转致动器是申请人自己独有的如申请人的同未结案的国际专利申请号PCT/GB2010/000250所述的齿轮箱,但是可以采用任何其它合适的回转致动器。
在此情况下,回转致动器100可被用作用于关于图1和图2所示的第一实施例所提到的任何回转致动器的回转致动器。因此,回转致动器100尤其与由图1和图2的16、20、26、32、8和10所述的回转致动器相关。图1和图2所述的输出轴即6、12、14、30、38、28、40和46一般与在该图中作为134所描述的是相同的。该回转致动器是整装独立单元,其具有壳体102和在壳体中的至少一个组成部件和/或至少一个腔室。所述至少一个组成部件能是输出轴134,由此,该输出轴可被永久或可拆地安装至壳体102或与壳体102结合。
该回转致动器在此情况下一般包括至少一个致动器104,它一般是安装至丝杠106的电马达。该丝杠通过至少一个轴承且在此情况下通过两个轴承110、112来保持。丝杠进一步能以具有借助轴延长部108的外驱动能力为特点,轴延长部被安装或结合到丝杠106并通过轴承114来保持。齿条螺母116与丝杠106啮合并通过带齿区段与齿轮118啮合。一般,齿轮118位于与齿轮120相同的轴上。齿轮120像任何其它齿轮一样能以具有一个弹簧系统为特点,其在此情况下但不限于利用至少一个叉或片簧或机械弹簧或其它弹簧或弹簧件122来连接至内环124和外环126。齿轮120与齿轮128啮合,齿轮128又与齿轮130啮合。齿轮130安装至输出轴134。该齿轮通过节132安装至弹簧136,该弹簧又安装至节138,在此,节138安装至壳体。一般,马达104在第一或第二方向转动,这又使丝杠在第一或第二方向转动。螺母116与丝杠啮合的关系使螺母沿丝杠轴线在第一或第二方向上移动,这取决于马达和进而丝杠的转动。
螺母的直线运动使带齿区段140直线移动,该带齿区段使与之啮合的齿轮118转动。齿轮118的转动使齿轮120转动,它又使齿轮128转动,齿轮128又使齿轮130和输出轴134在第一或第二方向转动,其取决于上述的马达转动方向。轴延长部108能够被连接至外部回转致动器例如手柄或电马达,它们一般能被用来增强驱动装置的转动能力,或者如果驱动装置失效,例如马达104和输出轴需要转动。
部件126、122和124中的弹簧组合形成弹动件。所述至少一个弹动件具有内环124,其一般(但不限于)安装至齿轮118轴或壳体,而外环126一般(但不限于)安装至外齿轮120或壳体。在内环124与装有两个齿轮的轴相连的第一种情况下,轴能够在壳体内是固定不动的,此时这些齿轮以至少一个轴承位于轴上且外环126与齿轮120连接。因此,当齿轮118、120转动时,部件122从齿轮120、118的转动运动中储蓄能量或以转动力和进而运动的形式释放能量给齿轮120。在第二种情况下,如果齿轮118、120被结合或以其它方式刚性保持在轴上且轴转动,则一般(但不限于)内环124将一般(但不限于)被安装至壳体并被壳体保持固定不动,因此与之前一样,这些部件将储蓄或释放转动力至齿轮120。
在第三种情况下,叉和/或片簧能够是自由端片或叉,其一般(但不限于)安装至内环124,此时一般(但不限于)该内环安装至轴,在这里,一般(但不限于)该轴能如上所述是固定不动的。当齿轮120在一个方向转动时,能量被输入叉或片簧中,而当齿轮120在相反的方向转动时,释放能量以帮助齿轮在该方向上转动。弹动件136按照与上述相似的方式工作,由此,当齿轮130转动时,弹簧136储蓄能量,当齿轮130在相反方向转动时,弹簧释放作为作用于齿轮130的力的能量,以阻止转动。在两者情况下,关于与136和126、122和124相关的两个弹动机构,它们能按照任何适当的组合方式被施用在任何齿轮上并能够协调一致地工作,以及用于减小轮齿间隙和用于齿轮磨损优化。该弹动机构也能与电马达或其它致动器104联用,或者没有电马达或其它致动器地使用,另外,它们能允许轴134保持在预设可调的张力下,其产生阻止运动和阻尼效果,因而输出轴能被用作类似悬架的单元。
尽管未示出其全部,但带齿区段140可以与齿轮118分离,因而允许齿轮118自由转动。这一般是通过加入一个杆144来完成,该杆穿过区段140,区段140活动连接至螺母116。至少一个线性致动器安置在杆的一端,从而致动器的作动使杆升起,杆又提升区段140,线性致动器能在相反的方向上被作动以降低该杆,因而,带齿区段138返回与齿轮118的啮合关系。杆144也可被用来帮助保持驱动齿条140。驱动齿条140至少位于与区段116部分或完全独立的或以其它方式分开的腔室内,驱动齿条与丝杠啮合。这种分开容许齿条至少部分与如图所示的丝杠106分隔开并且将该回转致动器分为如图所示的两个独立区段。这是有利的,因为能量可被储蓄在所述的齿轮弹簧和靠近带齿区段140的一侧的弹簧142中。通过将这些侧分隔开而获得特定优点,在这里,多个弹簧例如142、136和122等容许减少致动器104的耗能,这只在按照此方式将这些侧分隔开时才能做到。
因此,例如如果我们选取上述再生能量装置的工作,我们能参照一个例子,不过,关于该装置和回转致动器应用可以有许多这样的例子。以水翼2为例,回转致动器8可包括多个弹动件,因而当水翼被马达104通过回转致动器8的操作被移动时,该输出轴转动,因而开始转动该水翼,该水翼在迎角变得足以允许水翼产生力并将力输入该系统时接触流体。
在可如所述地具有与本文所述的齿轮箱相同的所有功能和特征的回转致动器8的输出轴运动中,因此假定齿轮箱中有两个弹动件,当使叶片转动至期望迎角时,其转动将被加入流体/得到流体帮助,该流体围绕叶片流动,因而大致需要很少或在某些情况下不需要动力来移动水翼,动力将一般但不限于只被用来控制水翼运动。因此,利用目前的齿轮箱,从帮助水翼运动的流体中回收的能量一般可储蓄在弹动件142中。人们将会理解,弹动件能够就位在齿条140的任一侧。
因此,当臂大致接近一个弧形周期的末尾时,水翼要将其迎角从第一角度改变至第二角度。储蓄在弹动件142内的能量能被释放给系统,意味着需要更少的能量来转动该输出轴和进而转动该水翼。此外,弹簧142一般在此例子中关于水翼是如此设计的,当水翼正从第二角度迎角起移动时,该水翼因流体流动而开始产生力,此时可以在齿轮128中作动与关于叉件122所描述的相似的弹动件系统。因此,与移动至第一迎角相似,当水翼接收来自流体流动的输入时,它将转动力引入水翼,因此,只需要输出轴来控制水翼运动,意味着能量可存储在与齿轮128相关的所述至少一个能量件中。
因此,当臂大致到达另一周期的末尾且使水翼转回到第一迎角时,与齿轮128相关所储蓄的能量能被释放。人们将会理解,能使用其它弹动件,包括这些方面,例如具有CAM轮廓的弹动齿轮,其具有CAM轮廓容槽,带有或没有自由端叉,它们都允许关于位置的定向蓄能释能和定时蓄能释能。人们也将理解能如此使用储蓄能量,动力被输入该系统,因而储蓄能量能用作就工作速度和缩短水翼在第一和第二迎角之间转动所需时间而言的帮助。
可以与回转致动器100的组成部件相关地并因此与整个系统中的在可再生能量装置1内的任何回转致动器例如但不限于是8、10、16、20、26、32和与第三联动机构36相关的任何回转致动器相关地使用弹动系统。因此,联动机构运动被允许和设定为超出或达不到关于臂4的相应运动的系统要求。这种超标或不达标能与大致在弧形高点和低点处的臂往复运动中的转变相匹配。因此,联动机构能关于相应臂4的运动保持在一个方向上和/或以不同的速度运动。这种使用预设条件和弹动件的能力允许该系统以极其顺畅的发生周期为特点。
人们将会理解,回转致动器可以仅包括弹动件和齿轮,无需内部操纵机构例如丝杠106和马达104。预设的弹簧回转致动器也可以包括多个马达104,用来帮助与臂方向改变特性和参数相关的储蓄动力可控释放。人们还将理解,可使用光杆代替丝杠,它将容许滑动接合一个不带螺纹的螺母116。螺母将沿光杆的轴线滑动。
回转致动器有五种,附图示出两种主要类型的单元,用虚线表示第二主要类型。这两种主要类型的回转致动器是活动的基础回转致动器,其如剖视图所示,如虚线所示的回转致动器包括至少另一个齿轮,这两种类型都能以至少一个弹簧为特点,并且这两种类型都只具有弹簧和只有固定的输出轴的单元。
尽管未示出,但可以给回转致动器添加其它补充内容,例如添加CAM轮廓齿轮和CAM轮廓弹簧充放系统。就此意义上的凸轮系统通过异型齿轮面和一般但不限于反转轮廓面来工作。齿轮面的轮廓和反转轮廓面的轮廓将相互作用,以产生从异型组件中充填能量至与之联接或结合的齿轮和进而整个系统并释放能量。通常,弹簧充能轮廓将在齿轮周期中至少有一次相互作用。这意味着,当反转面和CAM齿轮的轮廓收缩时,弹簧变化可以在齿轮转动中的预定点结束,一般但不限于,充能轮廓被可转动固定至壳体,其在此情况下是壳体102。
图4示出线性致动器200。任何类型的合适线性致动器能被用在本文的任何实施例中,但优选所示实施例的变型。所示的线性致动器是一种结构紧凑的致动器并且在申请人的早期国际专利申请号PCT/GB2010/000261中有详细描述,因而在此只做简介。至少一个线性致动器22、34和与第三联动机构36相关的任何线性致动器或图1和图2所示的装置1中的任何其它线性致动器可具有与线性致动器200相同的所有功能和特征,因为线性致动器200能具有与线性致动器22、33和与第三联动机构36相关的任何线性致动器或如上所述的装置1中的任何其它线性致动器相同的所有功能和特征。线性致动器200能以具有自己的壳体202为特点,或者被加入联动机构如图1和图2的联动机构18、26和36和/或臂4中。该线性致动器以活塞杆204为特点,其与丝杠206啮合,丝杠被安装或结合至驱动杆208。活塞一般但不限于具有至少一个凸起210,该凸起一般但不限于与位于至少一个内杆214中的至少一个槽212相接合。驱动杆定位在至少一个轴承216上。线性致动器一般以至少一个电马达218为特点,不过,也可以使用手动致动器。该马达安装到至少一个齿轮220上,从而当致动器218转动时,齿轮220转动。至少一个齿轮220与在驱动杆上的至少一个对应的齿轮啮合,因而,驱动杆将因为马达219转动而转动。可以在至少一个马达齿轮220和驱动杆齿轮之间设有多个齿轮。
驱动杆转动又使丝杠206转动并通过其与活塞204的啮合关系使活塞在第一或第二方向移动,这取决于马达218的转动方向。该活塞的至少一个凸起210通过其与至少一个槽的关系阻止活塞转动并保持活塞处于正确方位。
本领域技术人员将理解,至少一个马达218关于驱动杆和/或丝杠的许多其它方位是可允许的,马达的最终方位以及数量和定位将取决于应用要求。例如人们将会理解,能够围绕驱动杆沿径向定位多个马达,它们更偏向一端布置或是大致居中。人们也将理解,至少一个马达可大致定位在驱动杆内,而驱动杆齿轮一般定位在杆的内侧,大致(但不限于)对应于所述至少一个马达的位置。人们也将理解能采用上述的任何组合,从而例如至少一个马达大致定位在驱动杆内侧,而另一个马达大致定位在驱动杆外侧,每个马达可通过合适就位的至少一个齿轮与驱动杆上的相应齿轮啮合。如上所述,齿轮和马达的方位、位置和数量能够与期望的运行和应用相关地改变。
人们将会理解,该单元也能以至少一个弹簧为特点,其或是与电动机械作动机构或手动机械作动机构相关,或是没有任何作动机构,只是一个具有至少一个弹簧的系统,该弹簧能但不限于大致定位在活塞周围和/或朝向活塞后面和/或活塞前面,其中活塞能但不限于以至少另一组凸起为特点,该凸起能与弹簧相互作用。
人们还将理解,该线性致动器也能仅以活塞204为特点,它可相对于壳体自由内外运动,一般但不限于按照此方式,它将总是与线性致动器联用,线性致动器的特点是具有呈如图所示的马达218形式的电动致动器、弹簧作动机构或手动作动机构。
图5示出臂300的平面图。图1和图2中的臂4可具有与臂300相同的所有功能和特征,因为臂300可具有与如上所述的臂4相同的所有功能和特征。臂300可只由一个臂段构成,或者臂可具有多个臂段。该图示出的臂具有至少一个臂段,在此情况下但不限于三个臂段。
第一臂段一般由包括至少一个输出轴304的至少一个回转致动器306构成。回转致动器306和输出轴304可分别具有与来自图1和图2的回转致动器10和输出轴12相同的所有功能和特征。而且除此之外,回转致动器306可具有与如图3所示的回转致动器100相同的所有功能和特征。该回转致动器能以至少一个延长区段330为特点,由此,延长区段可被可拆或永久地安装至该回转致动器壳体,或者更常见的是,延长区段被整合到回转致动器壳体。延长区段又可拆或永久地安装到至少一个线性致动器308,更常见的是,该线性致动器能被至少部分整合到延长区段中。线性致动器308能以具有与针对图4的线性致动器200所描述的相同的所有功能和特征为特点,其中线性致动器308是复式线性致动器,图4所示的任何组合(删掉...2)可被用于每个致动器。
人们将会理解,线性致动器308具有如关于图4所述的活塞单元,该活塞单元可永久或可拆地直接安装或结合到蛙腿区段310。因此,一般但不限于,当至少一个线性致动器被作动,活塞将伸或缩(在第一或第二方向移动),结果,蛙腿区段和进而所有后面附接至该区段的部分例如回转致动器314将直线离开或者接近回转致动器306。人们将会理解,该直线运动将线性改变输出轴轴线304和输出轴轴线312之间的距离。
蛙腿区段310能被永久或可拆地安装至第二区段的输出轴312。输出轴312一般但不限于与回转致动器314相关,在此,回转致动器314能具有与如图3所述的回转致动器100相同的所有功能和特征。如将理解且如图3所示的那样,该回转致动器能只由输出轴构成以及包括至少一个齿轮和操作件和/或弹簧件。回转致动器314作为第二区段总和可具有与关于回转致动器306且针对图3中所述的回转致动器100的第一区段相同的功能和特征。
由此,多个延长区段332可被永久或可拆地安装至回转致动器314并且一般但不限于多个延长区段332应该是整合至回转致动器中的至少一部分。延长区段332能被可拆或永久地安装至回转致动器壳体,更常见的是该延长区段被结合到该回转致动器壳体。
延长区段又被可拆或永久地安装到至少一个线性致动器316,更常见的是该线性致动器能被至少部分整合到延长区段中。线性致动器316能够以具有针对图4的线性致动器200所描述的相同的所有功能和特征为特点,在这里,线性致动器316是复式线性致动器,图4所述的任何组合可被用于每个致动器。人们将会理解,线性致动器316具有关于图4所述的活塞单元且该活塞单元可被永久或可拆地安装或直接结合到蛙腿区段318。因而,一般但不限于,当至少一个线性致动器被作动时,该活塞将伸缩(在第一或第二方向上),因此,蛙腿区段和进而所有随后与该区段相连的部分如回转致动器322将直线远离或接近回转致动器314。人们将会理解,该直线运动将线性改变输出轴轴线312和输出轴轴线320之间的距离。
关于回转致动器322的臂300的第三臂段能具有与针对第一和第二臂段所描述的相同的所有功能和特征,因此不再复述。如图所示,第三臂段像任何臂段一样,其特点是至少一个线性致动器324直接连接到至少一个回转致动器322。在两者情况下,这些致动器都可具有与分别针对回转致动器100和线性致动器200所述的相同的所有功能和特征。
在此情况下,线性致动器324能至少部分与回转致动器322相结合或永久或可拆地安装。该至少一个线性致动器因此能被永久或可拆地安装至以输出轴326为特点的回转致动器328。回转致动器328、322能具有与图3的回转致动器100相同的所有功能和特征,并且该线性致动器能具有与图4的线性致动器200相同的所有功能和特征。线性致动器324的活塞能至少部分地与回转致动器328相结合或永久或可拆地安装。一般,回转致动器328具有与图1所示的回转致动器8相同的所有功能和特征,由此,输出轴326可具有与图2的输出轴6且关于图1和图2所描述的相同的所有功能和特征。
在此情况下,回转致动器328一般通过输出轴326连接至图1和图2所示的水翼2,在此,输出轴转动导致水翼转动,该线性致动器的作动结果是水翼和回转致动器324线性移动,从而接近或远离回转致动器322。因而人们将会理解,臂300中的线性致动器的伸长(如果使用了线性致动器)将直线移动最末端的输出轴例如326或者关于图1和图2是输出轴6,因而直线移动该输出轴接近或远离输出轴304或者关于图1和图2是输出轴12。因此,一般至少一个线性致动器的伸缩将直线移动该水翼。在使水翼和/或输出轴326直线移动情况下,臂所移动经过的且如图1和图2所示的弧形轮廓将能改变。臂300中的至少一个线性致动器能以不同的速度和/或方向伸缩或能以与臂300中的任何至少另一个线性致动器同步的方式工作,在两者情况下都与线性致动器所在的区段无关。因此,臂300及其弧形轮廓能在其工作周期内的任何时刻改变,结果,在输出轴304或图1和图2的输出轴6和输出轴326或者图1和图2的输出轴12之间的直线相对距离能够改变。人们将会理解,在任何区段内的至少一个回转致动器可被作动以转动相关的输出轴。因此,如果回转致动器306、314或322转动各自的输出轴,则第一、第二和第三区段将与至少一个转动轴线相关地转动。例如在回转致动器306转动情况下,第一、第二和第三区段将与回转致动器306且一般是输出轴304的轴线相关地转动。作为另一个例子,如果回转致动器314转动,则第二和第三区段将与回转致动器314且一般是输出轴312的轴线相关地转动,但如果该回转致动器322附加转动其输出轴320,则第三区段将绕输出轴320的轴线转动并且将使第三和第二区段绕输出轴312的轴线转动。本领域技术人员将会理解,因为每个回转致动器使其输出轴转动,所以,其所在区段和如图所示位于其轴线右侧的区段将会转动。还将理解,这允许臂326的输出轴或者如图1和图2所示的输出轴6与至少一个区段和与输出轴304且如图2所示的输出轴12相关地转动移位。
该水翼一般在此情况下安装至输出轴326,因而来自至少一个区段的至少一个输出轴的转动将使水翼不仅相对于至少一个转动的回转致动器输出轴转动,而且相对于一般也是图2的第一实施例的输出轴6的输出轴304转动。因此,如第一实施例所述的臂弧形轮廓能与所述至少一个回转致动器的转动相关地改变。每个回转致动器能以相同的或不同的速度且在相同的或不同的方向上独立转动或同时转动。因此,该臂也能在弧形运动周期的任何时刻改变其弧形运动轮廓。另外,每个区段回转致动器能以相同的速度和方向或以不同的速度或相反的方向和随后相同或不同的速度运动,因此允许出现许多不同的结果。一个结果的例子是使第二区段回转致动器以与水翼相同的速度和方向转动,这一般允许水翼沿其弧形在绕输出轴312轴线的两个方向上移动,大致没有任何力或运动从水翼传递给该机械。
人们将会理解这与所有的区段相关,因此,它可被用来软启动该装置。作为另一例子,当该装置开始工作时,第三区段能随水翼运动,接着第二区段和进而第一区段运动,由此一来,当第二和第一区段开始转动时,其后是第二区段回转致动器的第三区段停止转动。一旦臂处于期望的运动特性和/或性能,则第一区段回转致动器可开始停止转动,因而开始缓慢将臂产生的运动和力传递给该装置机构。每个区段的每个回转致动器可被转动,从而该臂不再形成大致直线路径,因为没有任何一个区段处于与另一个区段相同的方位。人们将会理解,至少一个区段能够不处于与至少另一个区段相同的方位,但该臂能绕至少一个输出轴304转动。这允许臂追寻最佳流体流动并且还改变其与在流体中形成的流型相关的输出。
这些回转致动器能以如图3所示的弹簧为特点。所述至少一个弹簧在此情况下可被用于许多应用和作用。例如每个回转致动器能以有至少一个如针对图3的应用所述的弹簧为特点。以此为例,至少一个齿轮能以至少一个弹动件为特点,因而至少一个输出轴能相对于弹动件移动,即便没有启动该回转致动器的作动。其作用允许弹动件通过臂从系统中吸收能量和回馈能量至系统。
除了臂一般连接至水翼且与图1和图2所示的装置相关的例子外,当造成运动力产生的水翼到达该迎角时,水翼将与那些力相关地运动,因此利用在具有弹动件的臂中的至少一个回转致动器,所产生的任何初始力将首先被弹动件吸收,因而将总体不会容许任何运动从臂传递至该装置的机构,直到弹动件已达到其吸收能力。一旦这些弹动件蓄能能力已满,大致上整个臂的运动将被传递给该机构。
如上所述,该臂具有往复运动,因而,一旦该臂大致在一个方向到达其弧形轮廓的极限,则水翼迎角被改变,以允许臂在大致相反的方向运动。在改变迎角的过程中,储蓄在该至少一个回转致动器的弹动件中的能量能被有效释放回到臂运动中,在这里人们将会理解,该能量将影响且大致在大致相反的方向上增大臂加速度。其作用是使臂所产生的运动顺畅进行。人们将会理解,在臂或装置机构的任何回转致动器内的弹动件都能被协调一致以获得顺畅操作的装置和进而顺畅的动力产生。人们将会理解,线性致动器和回转致动器能同时或彼此独立地以相同的或不同的速度相对运动或以其它方式运动。因此,该臂能使输出轴和进而使水翼直线运动和转动。而且,还是至少一个线性致动器能利用至少一个多轴连接被保持在如图所示的臂中,一般保持到延长部如330或蛙腿310或回转致动器如322。以此方式且一般在多于一个的线性致动器按照如图所示的地点或以其它方式就位的情况下,至少一个线性致动器的作动能引起臂中的多轴运动。作为其可获得的优点的例子,在至少两个线性致动器位于至少一个区段中的情况下,于是,一个线性致动器的作动能直线移动,此时另一个线性致动器一般保持不作动或以不同的速度和/或位移方向作动。
参见附图,其清楚示出第二侧302可朝向该臂,在这里,第二侧能具有于上述的第一臂相同的所有功能和特征并且可被永久或可拆地安装或至少部分结合到第一侧或与第一侧分开。一般且对于此例子,第二侧302示出至少一个区段与每个回转致动器相关地被结合或安装。
因此并与此例子相关,若第一侧的线性致动器伸长而第二侧的相应线性致动器没有关于相同的区段或以其它方式伸长,则该臂将(从平面图看)一般形成弯曲形状。人们将会理解可以产生其它形状,这取决于线性致动器作动,结果,能使输出轴326和进而水翼在许多不同的方向上移动,而不是与上述的线性和转动作动相关地单纯直线运动和转动。
例如水翼能产生由八个运动、关于臂纵轴线的扭转以及左右摇摆构成的形态。这允许水翼和进而装置1适应变化的流动条件并产生多种流体内输出流型并容许具有相互独立或不相互独立的多个回转致动器的装置关于密集装置场应用、变化的环境条件或所要求的其它条件被协调。
回转致动器也容许臂有效折叠并缩减其尺寸。仅以第一侧为例,这允许第二和第三区段转动第一区段臂并靠近且至少大致平行于第一区段臂定位。在包含第二侧的情况下,一般线性致动器容许第一和第二区段直线移动,而回转致动器的作动允许每个区段转动至先前区段,因此产生折叠臂。折叠因臂占用较少空间而在后勤方面是有利的且就操作而言是有利的,在这里,水翼能被回转以朝向相反的方向并且例如是流动方向变化的起因和/或在与臂相关的至少一个回转致动器能改变用于水翼的相对迎角的情况下。
人们还将理解,以图1和图2的回转致动器8形式示出的回转致动器328能使水翼转动经过至少180度,以不仅容许建立如上所述的迎角,而且如上所述容许水翼操作,如果流体流动改变方向,例如且一般是关于潮汐流动,在这里,水翼将朝向相反的方向。
人们将会理解,输出轴能与回转致动器的其它组成部件无关地来使用并且只能是短轴头型轴或其它合适的连接点。
图6示出第三实施例400,它能以具有与如图1和图2所示的第一实施例1相同的所有功能和特征为特点。该装置一般与第一实施例相同,但添加一个臂404,该臂能具有与上述的臂4和臂300相同的所有功能。因此,将不再复述相同的功能和特征,只描述针对第二实施例是附加的功能和特征。所述至少一个回转致动器410是指关于第一实施例的10,因此能具有相同的所有功能和特征,回转致动器410、416、406与410一样可具有与10相同的所有功能和特征,以及它们能具有与图3的回转致动器100相同的所有功能和特征。
该图示出了装置400,其具有至少两个臂,即第一臂412和第二臂404,第一臂与图1和图2的臂4相同并可具有与上述的臂300相同的所有功能和特征,第二臂如上所述能具有与如图1、图2和图5所述的臂4、300相同的所有功能和特征。
不同于第一实施例,两个臂一般但不限于通过至少一个枢转保持架(以下也称为joe-ware单元)402相连。joe-ware单元在各臂412、404的第一端接合到输出轴且一般是回转致动器410、416的输出轴上。joe-ware单元能被永久或可拆地安装至其回转致动器和/或至少部分结合到每个致动器。该单元具有输出轴414,其参照图1和图2一般可拆地或永久地安装至输出轴12。
第二臂具有至少一个回转致动器和至少一个线性致动器并且一般(但不限于)该至少一个回转致动器406位于臂端上,由此一来,其输出轴一般被连接至水翼408。回转致动器406在被作动时将使输出轴转动,因而就迎角而言改变水翼408的方位以及其动作方向。这与上述的水翼相似,在这里,该水翼通过致动器406的作动能转动经过至少180度,从而它能够一般与潮汐流动和其两个定向流型相关地朝向相反的方向。
参见图1和图2,清楚示出该装置400利用两个臂具有至少两个水翼。每个水翼的方位通过至少一个回转致动器来控制。单元400和随后的机构能接收来自所述至少两个臂和进而被连接至枢转保持架(joe-ware单元)402的至少两个水翼的力和运动,因此,这些臂的运动使joe-ware单元402运动,其通过输出轴414传递力和运动至该机构,从而可以发电。
一般且例如,在该装置位于潮汐类流体流动中时,如图所示的水翼将朝向相同的方向,此时如图所示为位于每个水翼的右手侧的最宽区域的水翼前边缘朝向流体流动。在此情况下且针对此例子,每个水翼将关于流动方向具有不同的迎角,一个将大致向上,而一个将大致向下,如图所示。这样所产生的作用是,一个水翼产生向上的力,而一个水翼产生向下的力。如上所述,每个臂被安装或结合到joe-ware单元402,当两臂运动时,即一个在向上方向且一个在向下方向,joe-ware单元将由水翼产生的复合运动和力通过输出轴414传递给该机构,进而传递给图1和图2的12。
所述至少两个水翼积蓄力和动作单元的主要优点是移动各自机构所需要的力在水翼之间被劈分开,因而每个水翼能与只使用一个水翼和臂时相比更小。另外,这些水翼可以但不限于是彼此不同步的,因而每个水翼能提供与另一个的迎角变化相关的力和运动并且有利地使发电和单元运转变顺畅。
另外且一般但不限于,因为多区段臂的能力和其中的至少一个线性致动器和/或回转致动器,每个水翼能处于不同的水平面。利用所有上述的多种组合,所述两个水翼能配置用于利用线性致动器和回转致动器主动相互平衡。
人们将会理解,对于第一和第二实施例,臂长能被改变,因此且因而对于较缓慢的流体流动,这些臂能比较短,而对于较快速的流体流动,这些臂能比较长。为了进一步限定,每个臂上的水翼至输出轴414轴线的距离可以改变,因此,与整个往复运动周期相关的往复运动速度可针对变化的流体流动被增减或保持恒定。利用所述至少一个几何形状活动臂和添加被动的几何形状机构,该装置与所有的现有技术相比具有鲜明的优点。
图7示出了装置500的第四实施例。第四实施例能具有与第一、第二和第三实施例相同的所有功能和特征以及分别关于图3、图4和图5的至少一个线性致动器、回转致动器和臂的所有其它功能和特征。
第四实施例一般将大致与前三个实施例完全相似,因此将不描述细节以免重复。第四实施例一般以具有臂506为特点,该臂的特点是输出轴504保持在壳体514内。该输出轴适当连接至联动机构502,该联动机构又通过另一输出轴516连接至第二联动机构518。如上所述,联动机构能例如以如图3所示的至少一个回转致动器和如图4所示的至少一个线性致动器为特点。臂506能够如图5所述。
与之前的实施例不同,此实施例在齿轮箱和发电机之前采用了许多齿轮。在此情况下,当臂大致上下往复运动时,联动机构502以摇摆运动方式运动,这又以相应方式移动第二联动机构。第二联动机构通过连接520转动连接至第一齿轮508。因此,当臂的运动和力进入系统而导致第二联动机构相对于第一联动机构运动和与齿轮508的连接520而运动时,齿轮508将转动。齿轮508与至少一个齿轮啮合。在此情况下,齿轮508与齿轮510啮合,齿轮510又与齿轮512啮合,但牵涉到此驱动系中的齿轮数量能够变化。齿轮512一般但不限于被结合至一个轴,该轴又传输转动运动和力给一般另一个齿轮箱,进而传递给发电机,但该驱动系的特点可以是具有足够多的齿轮以允许齿轮512轴直接使发电机转动。
图8示出装置600的另一个实施例,它可以具有与以上关于所有实施例和装置如回转致动器100、线性致动器200和臂300所述的相同的所有功能和特征。上述实施例能以至少一个回转致动器、至少一个线性致动器和至少一个臂为特点。在此情况下示出了臂618,并且如提到的那样,这与图1和图2的臂4以及图5的300相似并且可具有与之相同的所有功能和特征。
因为该装置的本质特点是具有与上述实施例相同的许多功能,所以,该装置一般大致具有与其它实施例相同的机械配置。不过,该机械没有直接通过齿轮箱接触发电机。在此情况下,该系统采用至少一个齿轮箱或一般采用至少一个伞齿轮或其它齿轮602,由此,臂618的运动导致一般但不限于伞齿轮602的转动。齿轮602与齿环604直接啮合或通过至少另一个齿轮啮合,由此,齿轮602的转动使齿环604转动。齿环允许一般由齿轮箱610、一个离合器608和一个发电机606组成的至少一个发电机组与之连接,这一般通过在齿轮箱610和齿环604之间的齿轮啮合配置来实现。
人们将会理解,此关系可包含至少一个齿轮,它将与齿环和/或齿轮箱啮合。因此,借助臂运动的齿轮转动将使该齿轮箱610转动,因此,发电机606将在离合器未作动时产生电力。但当离合器被作动时,发电机与该齿轮箱脱离,因而将没有产生电力。人们将会理解,齿轮箱610和离合器608能如此移动,当离合器被作动时,齿轮箱和发电机与齿环分离,因而,离合器将直接或是通过至少一个啮合齿轮具有与环的啮合关系。
该图也示出第二发电机组,其由发电机612、离合器614和与齿环604相连的齿轮箱616组成。人们将会理解,第二组可以具有与上述第一组相同的所有功能和特征。人们还将理解,许多发电机组看被联接至该齿环。因此如果由至少一个水翼产生的力增大,则可以不使在至少一个发电机组上的多个离合器作动,于是,它们将另一个发电机组连接至该齿环以增大由该系统产生的电力。
人们也将理解,如果臂所产生的力减小,则离合器能被作动,于是使至少一个发电机组与齿环分离。人们还将理解,本申请中提到齿环,但人们将会理解能采用任何形式的动力和运动传动机构来连接这些发电机组,这例如可以是链条或传动系变速器,其一般有多个齿轮,甚至可以使用如包括液压机构的变速器这样的流体系统。人们还将理解,该离合装置容许在短时间内断开和接上这些发电机组,因此,发电机组可以被快速断开和接上,以容许它们响应于由臂给予的甚至最短暂的力增大。
图9示出装置700的另一个实施例。装置700的特点是具有单元710,该单元可具有与针对所有实施例描述的相同的所有功能和特征并且以具有根据那些实施例且分别与图3、图4和图5相关的至少一个线性致动器、齿轮箱和臂为特点。因此,将不会详细描述这些内容。
但是,该装置也能以附加有多个单元702和704为特点,该单元一般是浮子单元。一般,这些单元漂浮于该表面上且以至少一个单元为特点,在使用多于一个单元的情况下,它们之间可以有连接,该连接允许出现发电和在它们之间的电力流动。
一般,这些单元漂浮于水面上且一般关于该水面因波浪而上下浮沉。单元702和704一般通过线706、708连接至装置710,由此,这些线允许电就电力和通讯而言在单元702、704和装置710之间流动。一般但不限于,这些单元如图所示连接至该装置710的至少一个臂。每个单元702、704一般但不限于装有用于“收纳”和“释放”该线706、708的系统。
如针对装置710所述的至少一个臂将大致上下运动。水的运动将使这些单元702、704上下运动,因而臂的向上或向下行程和各单元702和/或704的向上或向下行程同时发生,可以通过臂产生进一步的力并将其传入该系统。人们将会理解,在行程处于不同方向的情况下,“收纳”系统和“释放”系统可被用来相应地延长或缩短至少其中一条线706、708。
单元702、704也能以具有太阳能板为特点,如果需要且一般在使用内部电池情况下可储蓄电能。该储蓄系统可被用在例如需要给电动舟充电的地点。这些单元702和704也能提供电力耦合点,在这里,由这些单元和/或装置710产生的电力可被用于如上所述地将电动舟充电或可被用来其它目的例如连接电缆以便给包括电网在内的用电系统供电。也可以给混合动力舟充电,在这里,一般但不限于,所述舟船具有电池和内燃机。
这些单元702、704也能被用来使一个装置710从表面下升高至该表面附近或处于该表面上。因而在此情况下,例如这些单元702和704将具有足够的浮力以允许这样的情况发生并将一般但不限于使一个装置升高或者降低至该表面或从该表面升降或升降至该表面附近,在降至期望深度情况下,利用“收纳”和“释放”功能。本领域一些技术人员将会理解,“收纳”和“释放”能力能以多种合适的方式来提供。

Claims (51)

1.一种流体操作型能量发生装置,包括:在壳体(54;514)内可转动安装的输出轴(44),布置成随该输出轴(44)转动且在垂直于该输出轴的轴线的一轴线上延伸的第一联动机构(36;518),与第一联动机构(36;518)相关地可转动安装在其径向最远端上的第二联动机构(18;502),其中第一和第二联动机构(36,18;518,502)布置成在多个平行的平面内转动,关于第二联动机构(18;502)可转动安装在其径向最远端上且布置成在与第一和第二联动机构平行的平面内转动的操作臂(4;506),以及关于该臂(4;502)可转动安装在其径向最远端上且布置成在与该臂(4)、第一和第二联动机构(36,18;516,502)平行的平面内转动的至少一个叶片(2),该叶片(2)的纵轴线垂直于该臂(4)的纵轴线延伸。
2.根据权利要求1所述的流体操作型能量发生装置,还包括在第一联动机构的径向最远端和在第二联动机构(18)的径向最近端上可转动安装在第一联动机构(36)和第二联动机构(18)之间的第三联动机构(24)。
3.根据权利要求1或2所述的流体操作型能量发生装置,其中,第一联动机构被直接连接至该输出轴。
4.根据权利要求1或2所述的流体操作型能量发生装置,其中,第一联动机构与一组齿轮中的第一齿轮相连,该组当中的最后一个齿轮被直接连接至该输出轴并构造成使该输出轴转动。
5.根据前述权利要求之一所述的流体操作型能量发生装置,其中,该叶片(2)包括弯曲的翼。
6.根据权利要求1至5之一所述的流体操作型能量发生装置,其中,所述第一、第二和第三联动机构(36,24,18)中的一个或多个包含用于调节该联动机构的轴向长度的线性致动器(22,34)。
7.根据前述权利要求之一所述的流体操作型能量发生装置,其中,第一联动机构(36)通过固定安装于该输出轴(44)的轮(42)被安装至该输出轴(44)。
8.根据前述权利要求之一所述的流体操作型能量发生装置,还包括在第一、第二和第三联动机构(36,18,24)中的一个或多个的近端和/或远端上的一个或多个多轴接头。
9.根据权利要求8所述的流体操作型能量发生装置,其中,该多轴接头形成该回转支座.
10.根据权利要求9所述的流体操作型能量发生装置,其中,除回转支座外还设有该多轴接头。
11.根据前述权利要求之一所述的流体操作型能量发生装置,其中,一个或多个所述回转支座包括机动的回转致动器。
12.根据权利要求9或10所述的流体操作型能量发生装置,其中,多轴接头是杆端接头。
13.根据前述权利要求之一所述的流体操作型能量发生装置,其中,该输出轴(44)作为输入轴被联接到一个或多个齿轮箱。
14.根据权利要求13所述的流体操作型能量发生装置,其中,该齿轮箱是布置成将输入轴低转速转换为相对高的输出轴转速的行星齿轮箱。
15.根据权利要求13或14所述的流体操作型能量发生装置,包含多个齿轮箱,它们按照连串方式相连,其中一个齿轮箱的输出轴形成该连串当中的一个相邻齿轮箱的输入轴。
16.根据前述权利要求之一所述的流体操作型能量发生装置,其中,该叶片(2)设计成绕穿过叶片体的轴线转动。
17.根据前述权利要求之一所述的流体操作型能量发生装置,其中,该操作臂(4)包括多于一个的转动接头。
18.根据前述权利要求之一所述的流体操作型能量发生装置,还包含一个或多个回弹性蓄能机构,该蓄能机构与一个或多个所述联动机构相关地布置,以便在该联动机构的运动在第一方向上进行时吸收能量并在该联动机构在第二方向上运动时释放能量。
19.根据权利要求18所述的流体操作型能量发生装置,包括对联动机构的直线运动做出响应的回弹性蓄能机构。
20.根据权利要求19所述的流体操作型能量发生装置,其中,该联动机构包含线性致动器,并且该回弹性蓄能机构响应于由该线性致动器的作动引起的该联动机构的长度调节。
21.根据权利要求18至20之一所述的流体操作型能量发生装置,其中,该回弹性蓄能机构包括弹簧、凸轮齿轮和凸轮臂中的一个或多个。
22.根据前述权利要求之一所述的流体操作型能量发生装置,其中,其中一个或多个所述回转支座包括回转致动器。
23.根据权利要求22所述流体操作型能量发生装置,其中,设有多个回转致动器,每个回转致动器布置成以不同的速度和/或方向彼此独立转动。
24.根据权利要求22或23所述的流体操作型能量发生装置,其中,设有多个回转致动器,至少其中两个所述回转致动器布置成彼此同步转动。
25.根据权利要求3至21之一所述的流体操作型能量发生装置,其中,设有与两个或更多联动机构相关联的多个线性致动器,每个线性致动器布置用于彼此无关地以不同的速度和/或在不同的方向上调节联动机构的长度。
26.根据权利要求6至25之一所述的流体操作型能量发生装置,其中,设有与两个或更多联动机构相关联的多个线性致动器,并且两个或更多的线性致动器布置用于彼此同步地调节联动机构的长度。
27.根据权利要求2至27之一所述的流体操作型能量发生装置,包括:在壳体(54)内可转动安装的一对输出轴(44),分别布置成随这对输出轴(44)之一转动且沿径向从其伸出的一对第一联动机构(36),分别关于这对第一联动机构(36)之一可转动安装在其径向最远端上的一对第三联动机构(24),关于这对第三联动机构(24)之一可转动安装在其径向最远端上的一对第二联动机构(18),这些对第一、第二和第三联动机构(36,24,18)都布置成在多个平行的平面内转动,关于这对第二联动机构(18)中的两者可转动安装在其径向最远端上且布置成在与这些对第一、第二和第三联动机构平行的平面内转动的单个操作臂,以及在其相对两侧关于该臂(4)可转动安装在其径向最远端上且布置成在与该臂和每对第一、第二和第三联动机构(36,24,18)平行的平面内转动的至少一对叶片(2),每个叶片(2)的纵轴线垂直于该臂(4)的纵轴线延伸。
28.根据权利要求27所述的流体操作型能量发生装置,其中,在该臂和这对第二联动机构之间的回转支座围绕单个轴布置,所述单个轴将这对第二联动机构中的每一个相互连接。
29.根据前述权利要求之一所述的流体操作型能量发生装置,还包括在与第一操作臂相同的轴线上可转动安装的第二操作臂。
30.根据权利要求29所述的流体操作型能量发生装置,其中,第二操作臂在与第一操作臂相反的方向上延伸。
31.根据前述权利要求之一所述的流体操作型能量发生装置,还包括与该输出轴相关且设计成有选择地使该轴与发电机接合和分离的离合装置。
32.根据权利要求22至31之一所述的流体操作型能量发生装置,其中,一个或多个回转致动器呈齿轮箱形式,包括:致动器;布置成可通过该致动器被驱动绕其轴线转动的丝杠;与该丝杠螺纹配合且如此布置的齿条螺母,即该丝杠的转动驱动该齿条螺母关于该丝杠纵向移动;与该齿条螺母为一体或与之结合以随该齿条螺母纵向运动的带齿区段;轴;与该轴为一体或与之结合且如此布置的齿轮,即该齿轮的转动造成该轴和布置成与该齿轮啮合的带齿区段转动,从而该带齿区段的纵向运动造成该齿轮转动,其中该带齿区段在径向上远离该丝杠,允许将该丝杠容纳在与该带齿区段分开的腔室中。
33.根据权利要求32所述的流体操作型能量发生装置,其中,该齿轮箱包括蓄能机构,该蓄能机构布置成在该轴转动的至少一部分期间内储蓄能量并在该轴转动的另一部分期间内释放能量,并且该蓄能机构包括与该齿轮相关联的弹簧。
34.根据权利要求5至33之一所述的流体操作型能量发生装置,其中,一个或多个线性致动器包括:可绕其纵轴线转动地安装并包括螺纹部的丝杠;驱动杆,其包括与该丝杠的螺纹部螺纹接合的螺纹部,该驱动杆的轴线大致与该丝杠的纵轴线重合或者平行并且该驱动杆安装成允许沿其轴线的纵向运动并允许该丝杠和该驱动杆之间的相对转动;套设在该驱动杆上的套;大致与该丝杠的轴线同轴布置且围绕该丝杠、杆和套的齿轮柱,该齿轮柱包括齿轮,可借助该齿轮来施加驱动以使该齿轮柱转动,并且该齿轮柱固定安装到该丝杠上,从而该齿轮柱的转动造成该丝杠相对于该驱动杆转动,从而造成该驱动杆伸和/或缩。
35.根据权利要求34所述的流体操作型能量发生装置,其中,该线性致动器包括蓄能机构,该蓄能机构布置成在长度调节周期的至少一部分期间内储蓄能量,该蓄能机构呈围绕该活塞布置且与该活塞接合的弹簧的形式。
36.根据前述权利要求之一所述的流体操作型能量发生装置,其中,该臂包括通过回转支座相连的多个臂段。
37.根据权利要求36所述的流体操作型能量发生装置,其中,该臂段包括沿径向从回转致动器伸出的延伸部,线性致动器与该延长部成一体并终结在用于与相邻区段或该叶片连接的安装部件。
38.根据权利要求37所述的流体操作型能量发生装置,其中,该线性致动器包括可绕其纵轴线转动地安装并包括螺纹部的丝杠;驱动杆,其包括与该丝杠的螺纹部螺纹接合的螺纹部,该驱动杆的轴线大致与该丝杠的纵轴线重合或者平行,并且该驱动杆被安装成允许沿其轴线的纵向运动并允许该丝杠和该驱动杆之间的相对转动;套设在该驱动杆上的套;大致与该丝杠的轴线同轴布置且围绕该丝杠、杆和套的齿轮柱,该齿轮柱包括齿轮,可借助该齿轮施以驱动以使该齿轮柱转动,并且该齿轮柱固定安装到该丝杠上,从而该齿轮柱的转动造成该丝杠相对于该驱动杆转动,从而造成该驱动杆伸和/或缩。
39.根据权利要求37或38所述的流体操作型能量发生装置,其中,该线性致动器包括蓄能机构,该蓄能机构布置成在长度调节周期的至少一部分期间内储蓄能量,该蓄能机构呈围绕该活塞布置且与该活塞接合的弹簧形式。
40.根据前述权利要求之一所述的流体操作型能量发生装置,包括在共同轴线上可转动安装的且背对背布置以便作为单个单元来操作的一对臂。
41.根据前述权利要求之一所述的流体操作型能量发生装置,其中,该臂包括一个或多个第二轴回转致动器,其布置成在垂直于该回转支座的平面内提供转动以实现该叶片的前边缘的翻滚、俯仰和左右摇摆运动。
42.根据前述权利要求之一所述的流体操作型能量发生装置,还包括第一联动机构的连接点与之偏心连接以便由此划出用于该齿轮每圈转动的圆的齿轮。
43.根据权利要求42所述的流体操作型能量发生装置,其中,该齿轮或是直接或是通过齿轮链与齿环啮合,并且该齿环也啮合与第一齿轮分开的一个或多个附加齿轮,每个所述附加齿轮以能随第二输出轴转动的方式安装。
44.根据权利要求43所述的流体操作型能量发生装置,其中,第二输出轴具有与之相关的离合装置,并且该离合装置被设计成有选择地使该轴与发电机接合和分离。
45.根据权利要求43或44所述的流体操作型能量发生装置,包括多个附加齿轮。
46.根据前述权利要求之一所述的流体操作型能量发生装置,还包括一个或多个系结到所述一个或多个操作臂中的一个或多个上的浮子。
47.根据权利要求46所述的流体操作型能量发生装置,其中,所述浮子的特点是具有许多太阳能板,其布置成给所述浮子或该发电机的其它部分所携载的电池充电。
48.根据权利要求47所述的流体操作型能量发生装置,其中,所述浮子还包括许多电力点,外部设备可从所述电力点取电。
49.根据前述权利要求之一所述的流体操作型能量发生装置,布置成在水体下运行。
50.根据前述权利要求之一所述的流体操作型能量发生装置,还包括一个或多个布置成被输出轴驱动的发电机。
51.根据前述权利要求之一所述的流体操作型能量发生装置,还包括用于有选择地控制活动部件的操作的控制器。
CN2011800289815A 2010-04-13 2011-04-13 流体操作型能量发生装置 Pending CN103080535A (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB1006155.4A GB201006155D0 (en) 2010-04-13 2010-04-13 Corcost-SCO115
GB1006155.4 2010-04-13
GB1006870.8 2010-04-26
GBGB1006870.8A GB201006870D0 (en) 2010-04-26 2010-04-26 Corcost-tete001
PCT/GB2011/000576 WO2011128641A1 (en) 2010-04-13 2011-04-13 Fluid actuated energy generator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103080535A true CN103080535A (zh) 2013-05-01

Family

ID=44351857

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011800289815A Pending CN103080535A (zh) 2010-04-13 2011-04-13 流体操作型能量发生装置

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20130113215A1 (zh)
EP (1) EP2558711A1 (zh)
JP (1) JP2013524100A (zh)
CN (1) CN103080535A (zh)
AU (1) AU2011239728A1 (zh)
BR (1) BR112012026401A2 (zh)
MX (1) MX2012011850A (zh)
WO (1) WO2011128641A1 (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104165116A (zh) * 2013-05-16 2014-11-26 山东大学 一种潮流能发电装置
CN105443309A (zh) * 2014-09-24 2016-03-30 无锡津天阳激光电子有限公司 一种移动式仿铲车形式的海浪发电机
CN105545575A (zh) * 2015-07-16 2016-05-04 董永明 智能波浪发电装置
CN107664187A (zh) * 2016-07-27 2018-02-06 陈绍斌 一种传动器
CN111365178A (zh) * 2020-04-30 2020-07-03 荆门创佳机械科技有限公司 扭转弹簧的倾斜迎浪板式波浪能发电装置

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10253749B2 (en) 2014-08-01 2019-04-09 Kevin M. BARRETT Wave energy generation device and methods of using the same
US9587722B2 (en) * 2014-08-01 2017-03-07 Kevin M. BARRETT Pivoting arm for kinetic energy generation device and methods of using same
KR101548699B1 (ko) * 2015-01-30 2015-09-01 정민시 파도 발전 장치
JP6607555B2 (ja) * 2015-05-29 2019-11-20 国立大学法人 長崎大学 発電装置
KR101788557B1 (ko) * 2016-09-30 2017-10-20 한국해양과학기술원 듀얼 연동 왕복회전장치와 이의 정지방법 및 가동방법
CN107061114A (zh) * 2017-05-12 2017-08-18 防城港市水利水电勘测设计院 一种水利发电双侧充电装置
TWI696752B (zh) * 2019-07-10 2020-06-21 國立臺灣師範大學 自動擷取流水能的方法及其裝置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030123983A1 (en) * 2001-12-20 2003-07-03 Bolduc Maxime Lambert Self-trimming oscillating wing system
GB2412143A (en) * 2004-03-16 2005-09-21 Tidal Energy Business Ltd Apparatus for extracting or generating power
GB2434409A (en) * 2006-01-24 2007-07-25 William Kingston Tidal energy system
WO2008144938A1 (en) * 2007-05-30 2008-12-04 UNIVERSITé LAVAL Mechanism for the control of an oscillating wing

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1018678A (en) * 1911-07-20 1912-02-27 Francis Marion Nelson Wave-motor.
US1443626A (en) * 1921-11-23 1923-01-30 Hinckley Robert Wave motor
US1688032A (en) * 1922-03-29 1928-10-16 Robert S Blair Wave motor
US1953285A (en) * 1933-01-30 1934-04-03 Jerry P Arner Wave motor
US2213538A (en) * 1938-09-10 1940-09-03 Whitehead Hugh Holmes Self-feathering sculling oar
US4111610A (en) * 1974-06-03 1978-09-05 Brown Henry C Wave-powered, pivoted float pumping system with increasing opposition to extreme movement of lever arm
US5094595A (en) * 1984-07-19 1992-03-10 Labrador Gaudencio A Labrador water-wave energy converter
US4967697A (en) * 1989-07-05 1990-11-06 Lau Glenn H Floating fish feeding device
US6210075B1 (en) * 1998-02-12 2001-04-03 Imodco, Inc. Spar system
FI20055157A (fi) * 2005-04-07 2006-10-08 Finn Escone Oy Menetelmä ja järjestely aaltoenergian keräämiseksi
US20060232074A1 (en) * 2005-04-18 2006-10-19 Mario Chiasson Apparatus for generating electric power using wave force
BRPI0502395A (pt) * 2005-06-27 2007-02-06 Nielson Infante Vieira usina hidroelétrica marinha
AU2007208996B2 (en) * 2006-01-24 2011-07-28 William Kingston Tidal energy system
GB0702791D0 (en) * 2007-02-14 2007-03-28 Rolls Royce Plc Linear actuator

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030123983A1 (en) * 2001-12-20 2003-07-03 Bolduc Maxime Lambert Self-trimming oscillating wing system
GB2412143A (en) * 2004-03-16 2005-09-21 Tidal Energy Business Ltd Apparatus for extracting or generating power
GB2434409A (en) * 2006-01-24 2007-07-25 William Kingston Tidal energy system
WO2008144938A1 (en) * 2007-05-30 2008-12-04 UNIVERSITé LAVAL Mechanism for the control of an oscillating wing

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104165116A (zh) * 2013-05-16 2014-11-26 山东大学 一种潮流能发电装置
CN104165116B (zh) * 2013-05-16 2016-10-26 山东大学 一种潮流能发电装置
CN105443309A (zh) * 2014-09-24 2016-03-30 无锡津天阳激光电子有限公司 一种移动式仿铲车形式的海浪发电机
CN105443309B (zh) * 2014-09-24 2018-09-04 孙远珠 一种移动式海浪发电机
CN105545575A (zh) * 2015-07-16 2016-05-04 董永明 智能波浪发电装置
CN105545575B (zh) * 2015-07-16 2018-07-27 董永明 智能波浪发电装置
CN107664187A (zh) * 2016-07-27 2018-02-06 陈绍斌 一种传动器
CN111365178A (zh) * 2020-04-30 2020-07-03 荆门创佳机械科技有限公司 扭转弹簧的倾斜迎浪板式波浪能发电装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013524100A (ja) 2013-06-17
US20130113215A1 (en) 2013-05-09
WO2011128641A1 (en) 2011-10-20
EP2558711A1 (en) 2013-02-20
AU2011239728A1 (en) 2012-12-06
BR112012026401A2 (pt) 2019-09-24
MX2012011850A (es) 2013-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103080535A (zh) 流体操作型能量发生装置
EP2467593B1 (en) Wave action electric generating system
AU2003294119B2 (en) Hydraulic speed-increasing transmission for water current powered turbine
CN202598023U (zh) 可变径轮式管道机器人
US8925312B2 (en) Propulsion or motor device for converting energy into power, using the forces generated by the surface movement of a liquid or fluid or the like
CN103899492A (zh) 一种浮海式风力水力发电装置
WO2005090777A1 (en) Apparatus for extracting power from a watercurrent
KR101754862B1 (ko) 파력발전기
EP3080441B1 (en) Device and method for converting wave motion energy into electric power
CN101457745A (zh) 回转扑翼变径器
GB2579640A (en) Relative buoyancy marine wave energy recovery system
CN101892940A (zh) 一种利用潮汐能的双向发电装置
CN218655647U (zh) 一种新能源光伏发电用光伏板表面清洁装置
CN201963458U (zh) 一种往复扑翼流体能量转换装置
CN108798984A (zh) 点吸收式波浪能发电装置及方法
CN105179152B (zh) 波浪发电装置
CN1007444B (zh) 液压气压水力发动机
CN106640479A (zh) 一种轴向流力伸缩叶流轮
CN202644351U (zh) 小型驾驶式压路机
CN101865089A (zh) 行星卷扬联动装置
CN1127844A (zh) 变重心浮箱式波浪能转换器
CN201696208U (zh) 利用潮汐能的双向发电装置
Velichkova et al. Hydraulic power take off system for wave energy utilization
CN2697341Y (zh) 液力循环动力输出装置
WO2012085604A1 (en) Engine and method of production of energy by means of buoyancy, gravity, lever and compressor

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20130501