CN103174578B - 一种波浪能驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的是一种波浪能驱动装置。摆杆结构系统（1）上安装有万向轴（1-1），摆动齿轮（2）上安装有扭簧轴，摆杆结构系统（1）上端通过牵引绳（7）与摆动齿轮扭簧轴（2-1）相连，过渡齿轮（3）与摆动齿轮（2）、辅助变向齿轮的上层齿轮（4-1）和变向传动轮的上层齿轮（5-1）互相咬合，辅助变向齿轮的下层齿轮（4-2）与变向传动齿轮的中层齿轮（5-2）咬合，单向输出轴齿轮（6）与变向传动齿轮的下层齿轮（5-3）咬合，单向输出轴与储能装置相连。本发明具有很强的可操作性和机动性。不必拘泥于固定位置，可随母体运动而不影响其作用效果。结构简易，成本较低。可与其他供能装置或多个此装置联合使用达到驱动所需。

Description

一种波浪能驱动装置
技术领域
本发明涉及的是一种能量的转化驱动装置，具体地说是一种将波浪能的转化装置。
背景技术
当今社会，人类日益意识到海洋对人类的发展扮演着举足轻重的作用，海洋资源的开发以及海洋领域的探索成为重点工程，如何充分利用富足的海洋资源必定会成为各国的焦点。而航引装置对于海洋航行必不可少，其供能问题也成为一大研究热点。
当今航海装置采用传统供能方式，以煤炭，汽油，天然气等的能源转化电能来为发动机供能。但我们可以知道以上能源有其弊端：首先其为不可再生能源，随着人类的大量开放其会越来越少，对后代造成极大损害；其次它们燃烧释放大量的二氧化碳气体，其为温室效应的罪魁祸首，大量排放会造成海平面上升，由此可知与当今环境保护主题相违背；另一方面，核能也逐渐被应用。其虽然能提供强大的动力，但是核废料处理仍是一大难题，其衰变周期较长，放射性物质危害极大，一旦发生意外则对海洋环境及舰艇自身造成毁灭性破坏。因此人类需要去利用如波浪能等这些清洁能源驱动迫在眉睫。与此同时一些小型的海洋航行装置只利用有限的自身携带能量并不能航行足够长距离，因此自身利用海洋波浪供能显的尤为重要。而当前以有一些利用浮子装置去转化能源，但可以看到其机动性较差，适应静态能量转化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单，能最大限度的利用能量的波浪能驱动装置。
本发明的目的是这样实现的：包括摆杆结构系统1、摆动齿轮2、过渡齿轮3、辅助变向齿轮4、变向传动齿轮5、单向输出轴齿轮6和牵引绳7，摆杆结构系统1上安装有万向轴1-1，摆动齿轮2上安装有可以使牵引绳7自动回收的扭簧轴，摆杆结构系统1上端通过牵引绳7与摆动齿轮扭簧轴2-1相连，辅助变向齿轮4由上下两层齿轮构成，变向传动齿轮5由上中下三层齿轮组成、上层和中层齿轮5-1、5-2为单向传动齿轮、下层齿轮5-3与轴固定成一体，过渡齿轮3与摆动齿轮2、辅助变向齿轮的上层齿轮4-1和变向传动轮的上层齿轮5-1互相咬合，辅助变向齿轮的下层齿轮4-2与变向传动齿轮的中层齿轮5-2咬合，单向输出轴齿轮6与变向传动齿轮的下层齿轮5-3咬合，单向输出轴与储能装置相连。
本发明还可以包括：
1、所述储能装置为发条装置或直流发电机。
2、摆杆结构系统1由耐腐蚀的轻质材料制成中空结构。
本发明主要利用摆杆及齿轮传动、变向原理，设计了一种高效波动能转化装置，把上下浮动以及水平各个方向流动的波浪能进行一系列转化。克服了现有的关于海浪，潮汐等能量转化装置的缺点，大大提高了波浪能利用效率，依据波浪能自身特点来设计。更适合运动装置的供能问题，而不仅仅局限于静态情况下的情形。而且齿轮技术已经被人类娴熟运用，成本低，传动效率高。更适应大范围进行推广普及。
由于其设备简单，故可以大大减少成本，与其它浮子以及液压传动装置相比有其自身很大优势，浮子一般用于静态结构。而本发明的装置克服了其机动性差，不方便，成本高不易维修的特点。更便于运动一些航行装置。
此套装置具有很强的可操作性和机动性。不必拘泥于固定位置，可随母体运动而不影响其作用效果。结构简易，成本较低。可与其他供能装置或多个此装置联合使用达到驱动所需。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是变向传动齿轮的分离体与单向输出轴咬合示意图。
图3是辅助齿轮分离体示意图。
具体实施方式
以下结合附图对此波浪能驱动装置做详细的说明和描述。
结合图1，本发明的装置的主要特征为摆杆利用波浪各种形式运动的转化为机械能，并通过一系列齿轮传动能量，最终达到输出轴单向运动形式，此种机械能形式可以更好地后续转化。几个重要组成部分包括：摆杆结构系统1，摆动齿轮2，过渡齿轮3，辅助变向齿轮4，变向传动轮5，单向输出轴齿轮6，牵引绳7。波浪的运动驱使摆杆结构系统1摆动，进而带动牵引绳7来回做伸长回缩运动，同时牵引摆动齿轮2来回转动，过渡齿轮3、辅助变向齿轮4和变向传动齿轮5进而把双向的转动转化为单一方向的单向输出轴齿轮6的运动，其与变向传动齿轮5下轴齿5-3相咬合。
摆杆结构系统1万向轴1-1下部应浸入水中，接受波浪的冲击，承受力的相互作用，其应为耐腐蚀中空轻质材料。
所述摆杆结构系统1应与万向轴1-1有良好的润滑。
摆动齿轮轴2应具有自动回缩扭簧装置，使连接绳7有了一个向上回缩力的作用，摆杆摆动角度增大时绳7被拉下来，角度小时绳回缩，此时摆动齿轮2轴反向转动。 
辅助变向齿轮4的下片4-2与变向传动齿轮5的中片5-2应具有相同齿数，且很好咬合。且过渡齿轮3与变速传动齿轮5的上片5-1、辅助变速齿轮的上片4-1相咬合。
变向传动齿轮5轴上连接三片齿轮，其中上中两片齿轮5-1、5-2与轴的连接方式设计为单向驱动，当上中两片顺时针转动时，则驱动轴承的运动，而逆时针转动时，齿轮与轴承打滑过渡。此技术已经广泛运用易实现；下片齿轮5-3则与轴承同步传动，正常连接轴。
辅助变向齿轮4分为上下两片，下片4-2与变向传动齿轮5的中片5-2咬合，起变向作用，上片5-1与过渡齿轮3咬合，其轴连接方式为双向转动方式，且两片齿轮同时转动。
摆动齿轮2，过渡齿轮3，辅助变向齿轮4，变向传动轮5，单向输出轴6此系统应当密闭罩保护防止被海水侵蚀。
整体装置应当保持足够的润滑状态。
单向输出轴6可以连接一个发条装置，单向转动为发条蓄能；异或连接一台低速直流发电机，把机械能转化为可以储蓄的电能。供装置所需。
整个装置应当整体固定在母体基体上。
本发明工作过程：
波浪能驱动装置的摆杆结构系统1万向轴1-1下部分浸入在水中，可以自由摆动，当波浪来临时，波浪推动摆杆下部分摆动，同时也伴随有摆杆的上下运动，万向轴1-1保证了摆杆方向的任意性。当摆杆1被冲击形成一定角度时，此时摆杆1牵引连接绳7伸长；相反当摆杆1回摆时，绳子7回缩。正是这一伸一缩带动摆动齿轮扭簧轴2-1的转动，进而是摆动齿轮2转动。当摆动齿轮2逆时针转动时如图1，则过渡齿轮3顺时针转动，与其咬合的变速传动齿轮5上片和辅助变速齿轮4上片则会逆时针转动。而由于变速齿轮5上片为限制为只顺时针转动时牵引其自身轴，故此时它会与轴承打滑；与此同时辅助变速齿轮4上下两片4-1、4-2，在过渡齿轮3的带动下同时逆时针转动；由于辅助变速下片4-2与变速传动齿轮5中片5-2咬合，此时带动中片5-2顺时针转动，而中片5-2顺时针转动可以驱动其轴的转动，使其轴顺时针转动，同时带动下片5-3顺时针转动，单向输出齿轮6随之顺时针运动。当摆动齿轮2顺时针转动时，过渡齿轮3逆时针转动，与其咬合的变速传动齿轮5上片和辅助变速齿轮4上片则会顺时针转动。此时变速齿轮5上片不受限制牵引轴顺时针转动，与此同时辅助变速齿轮4上下两片4-1、4-2在过渡齿轮3带动下同时顺时针转动；由于辅助变速下片4-2与变速传动齿轮5中片5-2咬合，此时带动中片5-2逆时针转动，其与轴打滑不影响轴的转动。最终仍然由上片5-1输出顺时针的转动。

Claims (3)

1.一种波浪能驱动装置，包括摆杆结构系统(1)、摆动齿轮(2)、过渡齿轮(3)、辅助变向齿轮(4)、变向传动齿轮(5)、单向输出轴齿轮(6)和牵引绳(7)，其特征是：摆杆结构系统(1)上安装有万向轴(1-1)，摆动齿轮(2)上安装有可以使牵引绳(7)自动回收的扭簧轴，摆杆结构系统(1)上端通过牵引绳(7)与摆动齿轮扭簧轴(2-1)相连，辅助变向齿轮(4)由上下两层齿轮构成，变向传动齿轮(5)由上中下三层齿轮组成、上层和中层齿轮(5-1、5-2)为单向传动齿轮、下层齿轮(5-3)与轴固定成一体，过渡齿轮(3)同时与摆动齿轮(2)、辅助变向齿轮的上层齿轮(4-1)和变向传动齿轮的上层齿轮(5-1)互相咬合，辅助变向齿轮的下层齿轮(4-2)与变向传动齿轮的中层齿轮(5-2)咬合，单向输出轴齿轮(6)与变向传动齿轮的下层齿轮(5-3)咬合，单向输出轴与储能装置相连；摆杆结构系统(1)被冲击形成一定角度时，此时摆杆结构系统(1)牵引牵引绳(7)伸长，相反当摆杆结构系统(1)回摆时，牵引绳(7)回缩，一伸一缩带动摆动齿轮扭簧轴(2-1)转动，进而使摆动齿轮(2)转动，当摆动齿轮(2)逆时针转动时，则过渡齿轮(3)顺时针转动，与其咬合的变向传动齿轮(5)上层齿轮和辅助变向齿轮(4)上层齿轮逆时针转动，变向传动齿轮(5)上层齿轮被限制为只顺时针转动时牵引其自身轴，故此时变向传动齿轮(5)与轴承打滑；同时辅助变向齿轮(4)上下层齿轮(4-1、4-2)在过渡齿轮(3)的带动下同时逆时针转动，辅助变向齿轮(4)下层齿轮(4-2)与变向传动齿轮(5)中层齿轮(5-2)咬合，带动变向传动齿轮(5)中层齿轮(5-2)顺时针转动驱动其轴的转动，同时带动变向传动齿轮(5)下层齿轮(5-3)顺时针转动，单向输出轴齿轮(6)随之逆时针运动；当摆动齿轮(2)顺时针转动时，过渡齿轮(3)逆时针转动，与其咬合的变向传动齿轮(5)上层齿轮和辅助变向齿轮(4)上层齿轮顺时针转动，此时变向传动齿轮(5)上层齿轮不受限制牵引轴顺时针转动，同时辅助变向齿轮(4)上下层齿轮(4-1、4-2)在过渡齿轮(3)带动下同时顺时针转动；由于辅助变向齿轮(4)下层齿轮(4-2)与变向传动齿轮(5)中层齿轮(5-2)咬合，此时带动变向传动齿轮(5)中层齿轮(5-2)逆时针转动，变向传动齿轮(5)中层齿轮(5-2)与轴打滑不影响轴的转动，最终仍然由变向传动齿轮(5)上层齿轮(5-1)输出顺时针的转动。
2.根据权利要求1所述的一种波浪能驱动装置，其特征是：所述储能装置为发条装置或直流发电机。
3.根据权利要求1或2所述的一种波浪能驱动装置，其特征是：摆杆结构系统(1)由耐腐蚀的轻质材料制成中空结构。
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