CN103306882B - 并联多维摆动海浪发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种并联多维摆动海浪发电装置，包括浮体以及设置在浮体内部的密封盖板、二维转动铰链、摆动杆、摆动平台、六液压缸、油箱、液压马达、发电机、蓄能器，密封盖板固连在浮体的突檐上，油箱固连在浮体上，二维转动铰链的一端固连在密封盖板上，另一端连接在摆动杆上，摆动杆的一端穿过密封盖板固连在外界装置上，另一端固连在摆动平台上，六液压缸并联工作，两端通过球铰分别铰接在摆动平台上及油箱上，油箱通过分流管和回流管与液压马达相连接，发电机与液压马达连接，发电机与液压马达安装在浮体的底面上，蓄能器与液压马达相连。本发明有系统寿命高，维护成本低，环境污染小，能够充分吸收海浪能量，发电效率高等诸多优点。

Description

并联多维摆动海浪发电装置

技术领域

本发明涉及海浪发电系统，具体涉及一种并联多维摆动海浪发电装置。

背景技术

经过对现有技术的检索发现，将海浪冲击能量转化为电能的扇形水槽海浪发电装置(中国专利号ZL.200920002647.X)存在下列不足：1.扇形水槽是坐落在岸基上的，海浪最后达到该装置时，能量已经消耗了很多，因此该装置没有有效地利用海浪能量来发电。2.在涨潮后，扇形浮块的摆动能力下降，不能有效利用海浪发电。

考察现有的摆动式海浪发电装置，实用新型专利摆动式海浪发电装置(中国专利号201020587628.3)利用海浪冲击摆动板，通过摆动轴上的齿轮传递给主轴上的飞轮，并带动主轴单项转动，主轴最后将运动传递给发电机实现发电，但是该装置存在以下不足：1.海浪的方向是无规则的。海浪能源只有在海浪的运动方向跟平板垂直的时候才能得到充分利用。该装置不能有效利用能源。2.海浪冲击平板时，对摆动轴造成一定程度的冲击，这种冲击周而复始，不断地疲劳积累形成致命的毁坏。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种并联多维摆动海浪发电装置。

海浪发电装置漂浮在海面上，当海浪打来冲击浮体时，浮体绕着二维转动铰链的中心开始左右前后摆动，带动油箱同时做摆动运动，这样液压缸的缸体随着油箱的摆动而运动，由于液压缸的活塞杆铰接在摆动平台上，而摆动平台又通过摆动杆固定在外界装置上，这样液压缸就能实现压缩与拉伸。液压缸靠近海浪冲击一侧的液压缸发生压缩运动，远离海浪冲击一侧的液压缸发生拉伸运动，六液压缸同时工作，充分利用了海浪能量，提高发电能力。六个液压缸将油液同时压入油箱的集油箱，经过分流管通油和蓄能器稳压，带动液压马达的工作，从而带动发电机发电。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种新型的并联多维摆动海浪发电装置，它包括浮体以及设置在附体内部的密封盖板、二维转动铰链、摆动杆、摆动平台、六液压缸、油箱、液压马达、发电机、蓄能器，其中密封盖板通过螺钉连接固连在浮体上，油箱固连在浮体上，二维转动铰链的一端固连在密封盖板上，二维转动铰链的另一端通过支架连接在摆动杆上，摆动杆的一端穿过密封盖板固连在外界装置上，摆动杆的另一端通过肋板固连在摆动平台上，六液压缸并联工作，且，一端通过球铰铰接在摆动平台上，另一端通过球铰铰接在油箱上，油箱通过分流管和回流管与液压马达相连接，发电机通过转轴与液压马达连接，发电机与液压马达安装在浮体的底面上，蓄能器与液压马达相连。

所述的浮体为圆筒形，其上部有突檐用于固定密封盖板，与油箱固连的地方也有突檐，其底部也有突檐用于固定液压马达与发电机的底座。

所述二维转动铰链是一个U型副，包括外环和内环，所述的外环固定在密封盖板上，外环与内环之间通过支架连接，内环与摆动杆间也是通过支架连接，内环可以相对于外环绕第一支架转动，摆动杆相对内环绕着第二支架转动，这样该U型副就实现了二维转动。

所述的摆动平台与油箱之间的连接是6-SPS连接，即两边铰接中间为可视为移动副的六液压缸的连接。且，所述的摆动平台上底部的6个球铰分为三组，该三组在摆动平台下部周边均匀分布，组内的两个球铰相对于摆动平台的圆心角为30度。所述油箱上部的6个球铰分为三组，该三组在油箱上部远离中心均匀分布，组内的两个球铰相对于油箱的圆心角为75度，油箱内部还包括集油箱和回油箱。

所述的六液压缸并联工作，且，每个液压缸包括：活塞杆、第一进油口、第一单向阀、第二单向阀、第二进油口、第一出油口、第三单向阀、第四单向阀、第二出油口和缸体，所述活塞杆与摆动平台铰接、第一单向阀安在第一进油口处，第二单向阀安在第二进油口处，第三单向阀安在第一出油口处，第四单向阀安在第二出油口处，缸体与油箱铰接。

所述回油箱在集油箱的外侧，且，设有第四出油口、第五出油口和第六进油口，所述第四出油口和第五出油口均与六液压缸相连接，所述第六进油口与回流管相连接，回流管与液压马达相连接；所述集油箱设有第三进油口、第四进油口和第三出油口，其中，第三出油口与分流管连接，分流管与液压马达和蓄能器相连，第三进油口和第四进油口与六液压缸相连。

所述新型海浪发电装置，还包括四根输油软管，其中，第一进油口通过第一输油软管与第五出油口相连，第二进油口通过第二输油软管与第四出油口相连，第一出油口通过第三输油软管与第四进油口相连，第二出油口通过第四输油软管与第三进油口相连。

与现有技术相比本发明有以下优点：

(1)本发明采用的密封盖板以及浮体本身良好的密封性，减小了浮体内部装置遭受海水腐蚀的风险，提高了零部件使用的周期，降低了成本；

(2)本发明采用的U型副中的两个转动避免摆动杆与浮体之间直接的冲撞，提高了摆动杆的寿命，而不影响浮体与摆动杆之间实际的相对位置，即不影响发电效率，其二维转动，对于波动的海浪能够有效地吸收其左右摆动时产生的能量；

(3)本发明采用的六液压缸含有两个进油口、两个出油口和四个单向阀，通过对进油口处和出油口处单向阀的控制，能够保证六液压缸在吸油的同时也能压油，提高了发电效率；

(4)本发明采用的蓄能器能稳定整个油路的油压，使液压马达能够正常工作。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明装置剖视图；

图2为六液压缸中其中一个液压缸的剖视图；

图3为六液压缸与油箱之间连接的剖视图；

图4为U型副立体图；

图5为摆动杆立体图；

图6为本发明简单油路分析示意图；

图中，1-回油箱、2-浮体、3-蓄能器、4-分流管、5-集油箱、6-液压马达、7-回流管、8-发电机、9-油箱、10-六液压缸、11-摆动平台、12-摆动杆、13-二维转动铰链、14-密封盖板、15-活塞杆、16-第一单向阀、17-第一进油口、18-第二单向阀、19-第二进油口、20-缸体、21-第三单向阀、22-第一出油口、23-第四单向阀、24-第二出油口、25-第三进油口、26-第四进油口、27-第三出油口、28-第四出油口、29-第五出油口、30-第三输油软管、31-第四输油软管、32-第一输油软管、33-第二输油软管、34-外环、35-第一支架、36-内环、37-肋板、38-第二支架。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图1和图5所示，在本实例中，所述并联多维摆动海浪发电装置主要包括浮体2以及设置在浮体内部的蓄能器3、液压马达6、发电机8、油箱9、六液压缸10、摆动平台11、摆动杆12、二维转动铰链13和密封盖板14，其中密封盖板14通过螺钉连接固连在浮体2上，油箱9包括集油箱5和回油箱1，油箱9固连在浮体2上，二维转动铰链13的一端固连在密封盖板14上，二维转动铰链13的另一端通过第二支架38连接在摆动杆12上，摆动杆12的一端穿过密封盖板14固连在外界装置上，摆动杆12的另一端通过肋板37固连在摆动平台11上，六液压缸10并联工作，且，一端通过球铰铰接在摆动平台11上，另一端通过球铰铰接在在油箱9上，油箱9通过分流管4和回流管7与液压马达6相连接，发电机8通过转轴连接在液压马达6上，发电机8与液压马达6安装在浮体2的底面上，蓄能器3与液压马达6相连。

如图2、图3所示，所述的六液压缸10的每个液压缸均包括：活塞杆15、第一单向阀16、第一进油口17、第二单向阀18、第二进油口19、缸体20、第三单向阀21、第一出油口22、第四单向阀23及第二出油口24，其中，第一单向阀16设置在第一进油口17处，通过第一输油软管32与回油箱1的第五出油口29相连；第二单向阀18设置在第二进油口19处，通过第二输油软管33与回油箱1的第四出油口28相连；第三单向阀21设置在第一出油口22处，然后通过第三输油软管30与集油箱5的第四进油口26连接；第四单向阀23设置在第二出油口24处，通过第四输油软管31与油箱9的集油箱5的第三进油口25连接；活塞杆15与摆动平台11铰接，缸体20与油箱9铰接。

如图4所示，所述的二维转动铰链13包括外环34、内环36和第一支架35，其中，外环34通过第一支架35与内环36相连，内环36与摆动杆12相连。

本实施例的工作原理如下：整体发电装置漂浮在海面。海浪冲击浮体2时，摆动杆12由于与外界固连保持静止，浮体2在海浪的冲击下发生倾斜，由于二维转动铰链13的存在，摆动杆12与浮体2之间就会有相对摆动，六液压缸10开始工作。六液压缸10的6个液压缸同时工作，靠近海浪冲击一侧的液压缸发生压缩运动，远离海浪冲击一侧的液压缸发生拉伸运动。六液压缸10不论发生什么运动都实现了活塞杆15压缩液压缸缸体20的一侧的油液，将油液通过第三输油软管30、第四输油软管31、第一出油口22、第二出油口24、第三单向阀21和第四单向阀23压入集油箱5；而缸体20另一侧实现低压，从而实现将回油箱1中液体经过第一输油软管32、第二输油软管33、第一单向阀17、第二单向阀18和第一进油口16、第二进油口19进入缸体20。浮体2受到海浪作用摆动时，每个液压缸或者拉伸或者压缩，但均能实现压油和吸油的运动。这样就实现了六个液压缸的同时工作，充分利用了海浪能量，提高发电能力。六个液压缸将油液同时压入集油箱5。集油箱5中油液压入分流管4，带动液压马达6的工作，从而带动发电机8发电，液压马达6流出的油液经过回流管7进入回油箱1，实现油路的循环。蓄能器3在油路中油压较高时蓄能，油压较低时释放能量，维持液压马达6工作所需要的油压，保证发电机发电的稳定性。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (7)

1.一种并联多维摆动海浪发电装置，包括浮体以及设置在浮体内部的六液压缸、油箱、发电机、回流管、液压马达、分流管、蓄能器；油箱包括回油箱和集油箱，回油箱通过回流管与液压马达相连接，集油箱通过分流管与液压马达相连接，发电机与液压马达安装在浮体的底面上，蓄能器与液压马达相连；其特征在于，还包括设置在浮体内部的密封盖板、二维转动铰链、摆动杆、摆动平台，其中，密封盖板通过螺钉固连在浮体上，油箱固连在浮体上，二维转动铰链的一端固连在密封盖板上，二维转动铰链的另一端连接在摆动杆上，摆动杆的一端穿过密封盖板用来固连在外界装置上，摆动杆的另一端固连在摆动平台上，六液压缸并联工作，六液压缸的一端通过球铰铰接在摆动平台上，六液压缸的另一端通过球铰铰接在油箱上，发电机通过转轴与液压马达连接。

2.根据权利要求1所述的并联多维摆动海浪发电装置，其特征在于，所述的浮体为圆筒形，浮体上部有突檐用于固定密封盖板，浮体与油箱固连的地方也有突檐，浮体底部也有突檐用于固定液压马达的底座与发电机的底座。

3.根据权利要求1所述的并联多维摆动海浪发电装置，其特征在于，所述二维转动铰链是一个U型运动副，U型运动副包括外环、内环、第一支架，所述外环固定在密封盖板上，外环与内环之间通过第一支架连接，内环与摆动杆相连。

4.根据权利要求1所述的并联多维摆动海浪发电装置，其特征在于，所述的摆动平台与油箱之间的连接是6-SPS连接，即两边铰接中间为可视为移动副的六液压缸的连接，且，设置在所述摆动平台底部的6个球铰分为三组底部球铰，每组底部球铰包括2个球铰，该三组底部球铰在摆动平台下部周边均匀分布，每组底部球铰组内的两个球铰相对于摆动平台的圆心角为30度，设置在所述油箱上部的6个球铰分为三组上部球铰，该三组上部球铰在油箱上部远离中心均匀分布，每组上部球铰组内的两个球铰相对于油箱的圆心角为75度。

5.根据权利要求1或4所述的并联多维摆动海浪发电装置，其特征在于，所述的六液压缸并联工作，所述六液压缸包括6个液压缸，且，每个液压缸包括：活塞杆、第一进油口、第一单向阀、第二单向阀、第二进油口、第一出油口、第三单向阀、第二出油口、第四单向阀和缸体，缸体设有所述第一进油口、第二进油口、第一出油口、第二出油口，所述活塞杆与摆动平台铰接，第一单向阀安在第一进油口处，第二单向阀安在第二进油口处，第三单向阀安在第一出油口处，第四单向阀安在第二出油口处，缸体与油箱铰接，活塞杆连接缸体。

6.根据权利要求5所述的并联多维摆动海浪发电装置，其特征在于，所述回油箱在集油箱的外侧，且，回油箱设有第四出油口、第五出油口和第五进油口，所述第四出油口和第五出油口均与六液压缸相连接，所述第五进油口与回流管相连接，回流管与液压马达相连接；所述集油箱设有第三进油口、第四进油口和第三出油口，其中，第三出油口与分流管连接，分流管与液压马达和蓄能器相连，第三进油口和第四进油口与六液压缸相连。

7.根据权利要求6所述的并联多维摆动海浪发电装置，其特征在于，还包括四根输油软管，其中，第一进油口通过第一输油软管与第五出油口相连，第二进油口通过第二输油软管与第四出油口相连，第一出油口通过第三输油软管与第四进油口相连，第二出油口通过第四输油软管与第三进油口相连。