CN103470443B - 流体能量收集转换装置和能量传递输出装置及发电设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种流体能量收集转换装置，通过将第二中心轴上端转动连接在第一中心轴下端，第二中心轴下端与万向机构连接，摆动件在驱动旋转机构带动旋转及流体作用于摆动件上，实现摆动件从动旋转并摆动，使摆动件对流体力线进行连续切割，切割时产生的摆动力在轴向或径向方向上传递给柱塞泵，即可对两个以上的柱塞泵轮流做功，从而将驱动油马达旋转输出动力，通过联轴节与发电机相连可带动发电机发电。该装置可将任意方向的流体动能转换成绕转轴做定向的旋转输出，其制作方便，造价低廉，结构简单、高能量转换，特别适用于海洋的潮汐能、波浪能、洋流及风能发电。

Description

流体能量收集转换装置和能量传递输出装置及发电设备
技术领域
本发明属于能量转换技术领域, 具体涉及一种可将任意方向的流体动能转换成绕转轴做定向旋转的流体能量收集转换装置，以及将该流体能量收集转换装置的能量传递出去的装置，最终使用该流体能量收集转换装置的能量带动发电机发电。
背景技术
目前，人们主要是通过太阳能、原子能、水能和风能来获取能量，原子能存在一定的污染和危害，太阳能受时间、地域影响较大，水能因受到水流方向和流速的影响，通常需要建立大型水坝来提高能量密度，经过水坝或水库高位差，将水通过管道作用于水轮机来带动发动机发电，该工程复杂，投资大，工期长，造价高，同时对水轮机要求极高。对于风能的利用通常是在风速较大的地区建设大量的塔架和大面积的风叶来获取能量，受地域影响较大，现有的垂直轴和水平轴的风能发电机的效率较低。可见当水流速度较低或风速较小时，就会影响发电效率，更重要的是，当水流或风力不断地改变方向时，获取电能就会变得很困难。
显然在海洋中还蕴藏着许多巨大的洋流，这些洋流在风力和其他动力的推动下，沿一定的路线周而复始的运动着。当前，主要是通过在洋流流经地带安装水轮机和发电机，由洋流推动水轮机旋转，再由水轮机带动发电机发电，其难点在于水轮机和发电机的安装固定，通常需要在海底打桩后安装立柱，再将水轮机和发电机安装在立柱上，施工难度较大。也有将水轮机和发电机安装在水上浮动平台上，使用时，将水上浮动平台拖至洋流中心，由洋流推动水轮机实现发电，但在通常情况下，洋流流速在1米/秒以下，功率密度较小，为了提高发电量，需要将水轮机的叶片做的很大或者通过聚流斗来提高洋流的流速。即便是通过了增大叶片来提高受力或采用了聚流斗来提高洋流的流速，但其能量转换的效率还是不高，有待进一步改进。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种结构简单、高能量转换的且可将任意方向的流体动能转换成绕转轴做定向旋转的流体能量收集转换装置和能量传递输出装置，该装置制作方便，造价低廉，只须有一定流速的流体就可实现高能量的转换输出，该装置特别适用于海洋的潮汐能、波浪能、洋流及风能发电。最终使用该流体能量收集转换装置转换收集的能量带动发电机发电。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种流体能量收集转换装置，该装置包括机架、旋转机构、万向机构和摆动件，所述旋转机构包括轴承座和第一中心轴；
所述的旋转机构设置在机架上，所述轴承座设置在机架上端面上，所述第一中心轴转动套设在轴承座内圈上，所述第一中心轴下端向下延伸出机架端面，所述第一中心轴下端与摆动件上端面通过万向机构连接，摆动件在水流或风力的流体作用下绕万向机构摆动；
在机架端面下方固定有一个以上的柱塞泵，所述一个以上的柱塞泵上的推杆抵压在摆动件上端面，摆动件在水流或风力的流体作用下的摆动力转换为轴向推动力；或
在摆动件外周固定有一个以上的柱塞泵，所述一个以上的柱塞泵上的推杆抵压在摆动件外侧面，摆动件在水流或风力的流体作用下的摆动力转换为径向推动力。
所述第一中心轴下端与万向机构之间还设有第二中心轴，所述第一中心轴下端与第二中心轴上端转动连接，所述第二中心轴下端与万向机构连接。
所述第二中心轴与万向机构之间还设有联轴节，所述第二中心轴通过联轴节与万向机构连接。
  本发明提供的流体能量收集转换装置还包括驱动旋转机构，该装置还包括驱动旋转机构，所述驱动旋转机构带动第一中心轴自转，所述的驱动旋转机构包括外置的驱动电机，所述的第一中心轴外表面套设有链轮，所述的驱动电机输出轴与第一中心轴外表面套设的链轮通过链条连接。
本发明装置中所述的摆动件外表面设有挡条或叶片，所述挡条与摆动件轴线方向平行设置或所述挡条呈螺旋状环绕在摆动件的外表面，所述叶片与摆动件轴线方向平行设置。本发明中设有的挡条或叶片能够增大摆动件与流体之间的摩擦系数提高自身的旋转力，有利于提高对流水或风力能量的吸收。
优选方案一：本发明提供的流体能量收集转换装置中所述的柱塞泵设置在机架端面下方垂直机架端面方向且随第一中心轴同向转动，所述垂直机架端面方向的柱塞泵为两条以上,所述两条以上的柱塞泵在所述第一中心轴外周围沿圆周方向均应设置,所述两条以上的柱塞泵中的推杆均抵压在摆动件上端面上, 摆动件在水流或风力的流体作用下的摆动力转换为垂直机架端面方向的轴向推动力,推动柱塞泵中的推杆向上运动进行做功，两条以上的柱塞泵中的推杆在第一中心轴转动带动下在摆动件端面上滑动运动产生滑动摩擦力，所述的滑动摩擦力带动摆动件与第一中心轴同向旋转；
滑动摩擦力公式f=μN，其中，
N为摆动件在水流或风力的流体作用下摆动力转换为向上的柱塞泵轴向推动力；
μ为柱塞泵中的推杆与摆动件端面的滑动摩擦系数；
f 为产生的滑动摩擦力，即摆动件的旋转动力；
所述的旋转机构、万向机构和摆动件，通过驱动旋转机构带动第一中心轴旋转及流体作用于摆动件上，实现摆动件从动旋转，使摆动件对流体力线进行连续切割，切割时产生的摆动力在轴向方向传递给柱塞泵。
本发明还提供了一种收集流体能量收集转换装置中推动柱塞泵中的推杆做功的推动力的能量传递输出装置，其采用如下技术方案: 该装置包括油缸、高压旋转接头和油马达，所述的油缸位于机架下方且固套在第一中心轴上，所述的油缸内设有高压区和低压区，所述两个以上的柱塞泵在第一中心轴外周沿圆周方向均匀的固定在油缸上，所述两条以上的柱塞泵中的推杆均抵压在摆动件上端面上；
摆动件在水流或风力的流体作用下向上摆动推动柱塞泵中的推杆做功，柱塞泵中的低压油转换为高压油，所述高压区中的高压油出口端通过高压旋转接头与油马达进油口相连，从而驱动油马达旋转；完成驱动油马达做功后的低压油回流到低压区中；
摆动件在驱动旋转机构带动旋转及流体作用于摆动件上，实现摆动件从动旋转并摆动，使摆动件对流体力线进行连续切割，切割时产生的摆动力在轴向方向传递给柱塞泵，即可对两个以上的柱塞泵轮流做功，从而将驱动油马达旋转输出动力。在所述的油马达上设置另一联轴节，则可通过另一联轴节将能量输出到发电机使用。由于摆动件作周向转动并摆动使得流体能量被源源不断的转换输出到发电机。
优选方案二：本发明提供的流体能量收集转换装置中所述的柱塞泵设置在机架端面下方平行机架端面方向上且随第一中心轴同向转动，所述平行机架端面方向的柱塞泵为两条以上,所述两条以上的柱塞泵在所述摆动件外周围沿圆周方向均应设置,所述两条以上的柱塞泵中的推杆均抵压在摆动件外侧面, 摆动件在水流或风力的流体作用下的摆动力转换为平行机架端面方向的径向推动力，推动柱塞泵中的推杆水平运动进行做功，两条以上的柱塞泵中的推杆在第一中心轴转动带动下在摆动件端面上滑动运动产生滑动摩擦力，所述的滑动摩擦力带动摆动件与第一中心轴同向旋转；
滑动摩擦力公式f1=μ1N1，其中，
N1为摆动件在水流或风力的流体作用下摆动力转换为向外的柱塞泵径向推动力；
μ1 为柱塞泵中的推杆与摆动件端面的滑动摩擦系数；
f1 为产生的滑动摩擦力，即摆动件的旋转动力；
所述的旋转机构、万向机构和摆动件，通过驱动旋转机构带动第一中心轴旋转及流体作用于摆动件上，实现摆动件从动旋转，使摆动件对流体力线进行连续切割，切割时产生的摆动力在径向方向上传递给柱塞泵。
本发明还提供了另一种收集流体能量收集转换装置中推动柱塞泵中的推杆做功的推动力的能量传递输出装置，其采用如下技术方案:：该装置包括外筒、油缸、高压旋转接头和油马达，所述外筒套设在摆动件外侧且其外筒端面固定在第一中心轴上，所述外筒的转动中心与第一中心轴同心；
所述油缸固定在外筒上，所述的油缸内设有高压区和低压区；所述两个以上的柱塞泵在摆动件外周沿圆周方向均匀的固定在油缸上，所述两条以上的柱塞泵中的推杆均抵压在摆动件外侧面上；
摆动件在水流或风力的流体作用下摆动推动柱塞泵中的推杆做功，柱塞泵中的低压油转换为高压油并推动至高压区中，所述高压区中的高压油出口端通过高压旋转接头与油马达进油口相连，从而驱动油马达旋转；完成驱动油马达做功后的低压油回流到低压区中；
摆动件在驱动旋转机构带动旋转及流体作用于摆动件上，实现摆动件从动旋转并摆动，使摆动件对流体力线进行连续切割，切割时产生的摆动力在径向方向上传递给柱塞泵，即可对两个以上的柱塞泵轮流做功，从而将驱动油马达旋转输出动力。
由于旋转机构、万向机构和摆动件三者之间力的相互作用关系，使得柱塞泵中的推杆与摆动件端面处产生一定的压力，滑动运动时产生的摩擦力带动摆动件随第一中心轴同向转动。摆动件旋转的过程中同时又受到流体的推动力的双重作用，即可绕万向机构作周向转动并摆动，由于摆动件转动并摆动即可轮流的对柱塞泵进行做功。可见本装置只要存在两个条件，其一：流体的推动力使摆动件倾斜使其端面抵压在柱塞泵中的推杆上；其二；通过旋转机构使第一中心轴旋转，就可使本发明提供的流体能量收集转换装置运转，从而将流体能量进行转换输出。
本发明采用以上技术方案，通过将第一中心轴下端与第二中心轴上端转动连接，所述第二中心轴下端与万向机构连接，在第一中心轴上垂直或平行机架方向上设有一个以上柱塞泵，柱塞泵中的推杆抵压在摆动件上端面或外表面，通过驱动旋转机构带动第一中心轴旋转及流体作用于摆动件上，实现摆动件从动旋转，使摆动件对流体力线进行连续切割产生摆动力，切割时产生的摆动力在径向方向或轴向方向传递给柱塞泵。
与传统的叶片等能量收集装置相比，本发明装置的提出最大的改进点之一在于突破传统思维，特别是当摆动件设计为圆筒体时，能够不受流体方向改变的影响，可将任意方向的流体动能转换；改进点之二，通过增加摆动件的轴向尺寸或径向尺寸来增大受力面，提高摆动力；本发明中的摆动件（圆筒体）可采用轻质材料成型，轴向尺寸可加至数百米长，能提供出数十倍、数百倍作用在柱塞泵上的推动力，加之摆动件可周向转动并摆动更加有利于对流体能量的收集及轮流推动柱塞泵做功将巨大的流体能量源源不断的转换传递输出使用。
本发明还提供了一种采用所述的能量传递输出装置的发电设备，其采用如下技术方案:一种发电设备,所述的能量传递输出装置的油马达上设有另一联轴节，所述另一联轴节与发电机相连，所述能量传递输出装置通过另一联轴节带动发电机发电。所述的发电设备包括一组以上的能量传递输出装置。发电设备采用本发明提供的流体能量收集转换装置，特别适合应用在如海洋的潮汐能、波浪能、洋流、中小河流以及风能发电，如采用洋流发电，可将本发电设备固定在水上浮动平台上进行作业。
本发明采用以上技术方案，通过将第二中心轴上端转动连接在第一中心轴下端，第二中心轴下端与万向机构连接，摆动件由旋转机构带动旋转同时在水流或风力的作用下绕万向机构作周向转动并摆动，摆动件上端面或外周面推动柱塞泵中的推杆做功，将流体能量进行转换输出；摆动件在驱动旋转机构带动旋转及流体作用于摆动件上，实现摆动件从动旋转并摆动，使摆动件对流体力线进行连续切割产生摆动力，切割时产生的摆动力在轴向或径向方向上传递给柱塞泵，即可对两个以上的柱塞泵轮流做功，从而将驱动油马达旋转输出动力。
本发明的有益效果为：
1.本发明提供的流体能量收集转换装置将能量进行转换输出，其动力的来源为自然界取之不尽的流体能量，如水流或风力能量，不存在对环境的污染和危害，也不对对海洋生物和飞鸟造成伤害。
2.不需要搭建大型水坝，可使用水上浮动平台等机构固定本发明装置，本发明的提出使用可降低工程的复杂度，减少投资，缩短工期，降低造价等。
3.现有的发电装置普遍采用了水轮机，当水流速度较低时，就会影响发电效率，更重要的是，当水流或风力不断地改变方向时，获取电能就会变得很困难。而本发明提供的流体能量收集转换装置，不受水流或风力不断地改变方向的影响，即便是在水流速度较低或风速较小时，可通过加长摆动件轴向尺寸，通过杠杆原理也能向作用在摆动件上端面的柱塞泵提供一定的向上推动力。
4. 本发明装置不受水流或风力不断地改变方向的影响，可将任意方向的流体动能转换成绕转轴做定向旋转输出，有效的克服当水流或风力改变方向时，发电效率降低的缺陷。
5.本发明装置未采用水轮机等装置，利用流体能量收集转换装置对流体能量进行转换输出动力，并将能量通过传递机构传递至发电机使用，突破了水涡轮、风涡轮设计传统思维。
附图说明
现结合附图对本发明做进一步详述：
图1是本发明流体能量收集转换传递输出装置结构主视图之一；
图2是本发明流体能量收集转换传递输出装置结构俯视图；
图3是本发明流体能量收集转换传递输出装置结构主视图之二；
图4是本发明流体能量传递输出装置油路示意图。
具体实施方式
请参阅图1至图3所示，本发明提供的一种流体能量收集转换装置，该装置包括机架4、旋转机构3、万向机构7和摆动件9，所述旋转机构3包括轴承座32和第一中心轴31；
所述的旋转机构3设置在机架4上，所述轴承座32设置在机架3上端面上，所述第一中心轴31转动套设在轴承座32内圈上，所述第一中心轴31下端向下延伸出机架4端面，所述第一中心轴31下端与摆动件9上端面通过万向机构7连接，摆动件9在水流或风力的流体作用下绕万向机构7摆动；
如图1所示，在机架4端面下方固定有一个以上的柱塞泵81，所述一个以上的柱塞泵81上的推杆抵压在摆动件9上端面，摆动件9在水流或风力的流体作用下的摆动力转换为轴向推动力；或
如图3所示，在摆动件9外周固定有一个以上的柱塞泵82，所述一个以上的柱塞泵82上的推杆抵压在摆动件9外侧面，摆动件9在水流或风力的流体作用下的摆动力转换为径向推动力。
所述第一中心轴31下端与万向机构7之间还设有第二中心轴10，所述第一中心轴31下端与第二中心轴10上端转动连接，所述第二中心轴10下端万向机构连接。
所述第二中心轴10与万向机构7之间还设有联轴节5，所述第二中心轴10通过联轴节5与万向机构7连接。
本发明提供的流体能量收集转换装置还包括驱动旋转机构，该装置还包括驱动旋转机构，所述驱动旋转机构带动第一中心轴31自转，所述的驱动旋转机构包括外置的驱动电机1，所述的第一中心轴31外表面套设有链轮2，所述的驱动电机1输出轴与第一中心轴31外表面套设的链轮2通过链条连接。
本发明装置中所述的摆动件9外表面设有挡条或叶片（图中未标示出），所述挡条与摆动件轴线方向平行设置或所述挡条呈螺旋状环绕在摆动件9的外表面，所述叶片与摆动件9轴线方向平行设置。本发明中设有的挡条或叶片能够增大摆动件9与流体之间的摩擦系数提高自身的旋转力，有利于提高对流水或风力能量的吸收。本发明中设有的挡条或叶片能够增大摆动件9与流体之间的阻力系数，有利于提高对流水或风力能量的吸收。
优选方案一：如图1所示，本发明提供的流体能量收集转换装置中所述的柱塞泵9设置在机架4端面下方垂直机架端面方向且随第一中心轴31同向转动，所述垂直机架端面方向的柱塞泵81为两条以上,所述两条以上的柱塞泵81在所述第一中心轴31外周围沿圆周方向均应设置,所述两条以上的柱塞泵81中的推杆均抵压在摆动件9上端面上, 摆动件9在水流或风力的流体作用下的摆动力转换为垂直机架4端面方向的轴向推动力,推动柱塞泵81中的推杆向上运动进行做功，两条以上的柱塞泵81中的推杆在第一中心轴31转动带动下在摆动件9端面上滑动运动产生滑动摩擦力，所述的滑动摩擦力带动摆动件9与第一中心轴31同向旋转；
滑动摩擦力公式f=μN，其中，
N为摆动件9在水流或风力的流体作用下摆动力转换为向上的柱塞泵81轴向推动力；
μ为柱塞泵81中的推杆与摆动件9端面的滑动摩擦系数；
f 为产生的滑动摩擦力，即摆动件9的旋转动力；
所述的旋转机构3、万向机构7和摆动件9，通过驱动旋转机构带动第一中心轴31旋转及流体作用于摆动件9上，实现摆动件9从动旋转，使摆动件9对流体力线进行连续切割，切割时产生的摆动力在轴向方向传递给柱塞泵81。
本发明还提供了一种收集流体能量收集转换装置中推动柱塞泵81中的推杆做功的推动力的能量传递输出装置，其采用如下技术方案: 该装置包括油缸6、高压旋转接头12和油马达13，所述的油缸61位于机架4下方且固套在第一中心轴31上，所述的油缸61内设有高压区和低压区，所述两个以上的柱塞泵81在第一中心轴31外周沿圆周方向均匀的固定在油缸61上，所述两条以上的柱塞泵81中的推杆均抵压在摆动件9上端面上；
摆动件9在水流或风力的流体作用下向上摆动推动柱塞泵81中的推杆做功，柱塞泵81中的低压油转换为高压油，所述高压区中的高压油出口端通过高压旋转接头12与油马达13进油口相连，从而驱动油马达13旋转；完成驱动油马达13做功后的低压油回流到低压区中；
摆动件9在驱动旋转机构带动旋转及流体作用于摆动件9上，实现摆动件9从动旋转并摆动，使摆动件9对流体力线进行连续切割，切割时产生的摆动力在轴向方向传递给柱塞泵81，即可对两个以上的柱塞泵81轮流做功，从而将驱动油马达13旋转输出动力。在所述的油马达13上设置另一联轴节，则可通过另一联轴节将能量输出到发电机使用。由于摆动件9作周向转动并摆动使得流体能量被源源不断的转换输出到发电机。
优选方案二：如图3所示
本发明提供的流体能量收集转换装置中所述的柱塞泵82设置在机架4端面下方平行机架端面方向上且随第一中心轴31同向转动，所述平行机架4端面方向的柱塞泵82为两条以上,所述两条以上的柱塞泵82在所述摆动件9外周围沿圆周方向均应设置,所述两条以上的柱塞泵82中的推杆均抵压在摆动件9外侧面, 摆动件在水流或风力的流体作用下的摆动力转换为平行机架端4面方向的径向推动力，推动柱塞泵82中的推杆水平运动进行做功，两条以上的柱塞泵82中的推杆在第一中心轴31转动带动下在摆动件9端面上滑动运动产生滑动摩擦力，所述的滑动摩擦力带动摆动件9与第一中心轴31同向旋转；
滑动摩擦力公式f1=μ1N1，其中，
N1为摆动件9在水流或风力的流体作用下摆动力转换为向外的柱塞泵82径向推动力；
μ1 为柱塞泵82中的推杆与摆动件端面的滑动摩擦系数；
f1 为产生的滑动摩擦力，即摆动件9的旋转动力；
所述的旋转机构3、万向机构7和摆动件9，通过驱动旋转机构带动第一中心轴31旋转及流体作用于摆动件9上，实现摆动件9从动旋转，使摆动件9对流体力线进行连续切割，切割时产生的摆动力在径向方向上传递给柱塞泵82。
本发明还提供了另一种收集流体能量收集转换装置中推动柱塞泵82中的推杆做功的推动力的能量传递输出装置，其采用如下技术方案:：该装置包括外筒11、油缸62、高压旋转接头12和油马达13，所述外筒11套设在摆动件9外侧且其外筒端9面固定在第一中心轴31上，所述外筒9的转动中心与第一中心轴31同心；
所述油缸62固定在外筒11上，所述的油缸62内设有高压区和低压区；所述两个以上的柱塞泵82在摆动件9外周沿圆周方向均匀的固定在油缸62上，所述两条以上的柱塞泵82中的推杆均抵压在摆动件9外侧面上；
摆动件9在水流或风力的流体作用下摆动推动柱塞泵82中的推杆做功，柱塞泵82中的低压油转换为高压油，所述高压区中的高压油出口端通过高压旋转接头112与油马达13进油口相连，从而驱动油马达13旋转；完成驱动油马达13做功后的低压油回流到低压区中；
摆动件9在驱动旋转机构带动旋转及流体作用于摆动件9上，实现摆动件9从动旋转并摆动，使摆动件9对流体力线进行连续切割，切割时产生的摆动力在径向方向上传递给柱塞泵82，即可对两个以上的柱塞泵82轮流做功，从而将驱动油马达13旋转输出动力。
由于旋转机构3、万向机构7和摆动件9三者之间力的相互作用关系，使得柱塞泵81或82中的推杆与摆动件端面处产生一定的压力，滑动运动时产生的摩擦力带动摆动件随第一中心轴31同向转动。摆动件9旋转的过程中同时又受到流体的推动力的双重作用，即可绕万向机构7作周向转动并摆动，由于摆动件9转动并摆动即可轮流的对柱塞泵81或82进行做功。可见本装置只要存在两个条件，其一：流体的推动力使摆动件9倾斜使其端面抵压在柱塞泵81或82中的推杆上；其二；通过旋转机构3使第一中心轴31旋转，就可使本发明提供的流体能量收集转换装置运转，从而将流体能量进行转换输出。
本发明采用以上技术方案，通过将第一中心轴31下端与第二中心轴10上端转动连接，所述第二中心轴10下端与万向机构7连接，在第一中心轴31上垂直或平行机架方向上设有一个以上柱塞泵81/82，柱塞泵81/82中的推杆抵压在摆动件上9端面或外表面，通过驱动旋转机构带动第一中心轴31旋转及流体作用于摆动件9上，实现摆动件9从动旋转，使摆动件9对流体力线进行连续切割产生摆动力，切割时产生的摆动力9在轴向方向或径向方向传递给柱塞泵81/82。
如图4所示，所述的第一中心轴31中空，可容纳输油管。摆动件9在水流或风力的流体作用下摆动推动柱塞泵8中的推杆做功，柱塞泵8中的低压油转换为高压油，并推动至油缸6高压区中，所述高压区中的高压油出口端通过高压旋转接头112与油马达13进油口相连，从而驱动油马达13旋转；完成驱动油马达13做功后的低压油回流到低压区中。
本发明还提供了一种使用所述的能量传递输出装置的发电设备，其采用如下技术方案:一种发电设备,所述的能量传递输出装置的油马达13上设有另一联轴节，所述另一联轴节与发电机相连，所述能量传递输出装置通过另一联轴节带动发电机发电。所述的发电设备包括一组以上的能量传递输出装置。发电设备采用本发明提供的流体能量收集转换装置，特别适合应用在如海洋的潮汐能、波浪能、洋流、中小河流以及风能发电，如采用洋流发电，可将本发电设备固定在水上浮动平台上进行作业。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本专利，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种流体能量收集转换装置，其特征在于：该装置包括机架、旋转机构、万向机构和摆动件，所述旋转机构包括轴承座和第一中心轴；
所述的旋转机构设置在机架上，所述轴承座设置在机架上端面上，所述第一中心轴转动套设在轴承座内圈上，所述第一中心轴下端向下延伸出机架端面，所述第一中心轴下端与摆动件上端面通过万向机构连接，摆动件在水流或风力的流体作用下绕万向机构摆动；
在机架端面下方固定有一个以上的柱塞泵，所述一个以上的柱塞泵上的推杆抵压在摆动件上端面，摆动件在水流或风力的流体作用下的摆动力转换为轴向推动力；或
在摆动件外周固定有一个以上的柱塞泵，所述一个以上的柱塞泵上的推杆抵压在摆动件外侧面，摆动件在水流或风力的流体作用下的摆动力转换为径向推动力。
2.根据权利要求1所述的流体能量收集转换装置，其特征在于：所述第一中心轴下端与万向机构之间还设有第二中心轴，所述第一中心轴下端与第二中心轴上端转动连接，所述第二中心轴下端与万向机构连接。
3.根据权利要求2所述的流体能量收集转换装置，其特征在于：所述第二中心轴与万向机构之间还设有联轴节，所述第二中心轴通过联轴节与万向机构连接。
4.根据权利要求1所述的流体能量收集转换装置，其特征在于：该装置还包括驱动旋转机构，所述驱动旋转机构带动第一中心轴自转，所述的驱动旋转机构包括外置的驱动电机，所述的第一中心轴外表面套设有链轮，所述的驱动电机输出轴与第一中心轴外表面套设的链轮通过链条连接。
5. 根据权利要求4所述的流体能量收集转换装置，其特征在于：所述的柱塞泵设置在机架端面下方垂直机架端面方向且随第一中心轴同向转动，所述垂直机架端面方向的柱塞泵为两个以上,所述两个以上的柱塞泵在所述第一中心轴外周围沿圆周方向均匀设置,所述两个以上的柱塞泵中的推杆均抵压在摆动件上端面上, 摆动件在水流或风力的流体作用下的摆动力转换为垂直机架端面方向的轴向推动力,推动柱塞泵中的推杆向上运动进行做功，两个以上的柱塞泵中的推杆在第一中心轴转动带动下在摆动件端面上滑动运动产生滑动摩擦力，所述的滑动摩擦力带动摆动件与第一中心轴同向旋转；
滑动摩擦力公式f=μN，其中，
N为摆动件在水流或风力的流体作用下摆动力转换为向上的柱塞泵轴向推动力；
μ 为柱塞泵中的推杆与摆动件端面的滑动摩擦系数；
f 为产生的滑动摩擦力，即摆动件的旋转动力；
所述的旋转机构、万向机构和摆动件，通过驱动旋转机构带动第一中心轴旋转及流体作用于摆动件上，实现摆动件从动旋转，使摆动件对流体力线进行连续切割，切割时产生的摆动力在轴向方向传递给柱塞泵。
6.根据权利要求4所述的流体能量收集转换装置，其特征在于：所述的柱塞泵设置在机架端面下方平行机架端面方向上且随第一中心轴同向转动，所述平行机架端面方向的柱塞泵为两个以上,所述两个以上的柱塞泵在所述摆动件外周围沿圆周方向均匀设置,所述两个以上的柱塞泵中的推杆均抵压在摆动件外侧面, 摆动件在水流或风力的流体作用下的摆动力转换为平行机架端面方向的径向推动力，推动柱塞泵中的推杆水平运动进行做功，两个以上的柱塞泵中的推杆在第一中心轴转动带动下在摆动件端面上滑动运动产生滑动摩擦力，所述的滑动摩擦力带动摆动件与第一中心轴同向旋转；
滑动摩擦力公式f1=μ1N1，其中，
N1为摆动件在水流或风力的流体作用下摆动力转换为向外的柱塞泵径向推动力；
μ1 为柱塞泵中的推杆与摆动件端面的滑动摩擦系数；
f1 为产生的滑动摩擦力，即摆动件的旋转动力；
所述的旋转机构、万向机构和摆动件，通过驱动旋转机构带动第一中心轴旋转及流体作用于摆动件上，实现摆动件从动旋转，使摆动件对流体力线进行连续切割，切割时产生的摆动力在径向方向上传递给柱塞泵。
7.权利要求5所述的流体能量收集转换装置中推动柱塞泵中的推杆做功的推动力的能量传递输出装置，其特征在于：该装置包括油缸、高压旋转接头和油马达，所述的油缸位于机架下方且固套在第一中心轴上，所述的油缸内设有高压区和低压区，所述两个以上的柱塞泵在第一中心轴外周沿圆周方向均匀的固定在油缸上，所述两个以上的柱塞泵中的推杆均抵压在摆动件上端面上；
摆动件在水流或风力的流体作用下向上摆动推动柱塞泵中的推杆做功，柱塞泵中的低压油转换为高压油，所述高压区中的高压油出口端通过高压旋转接头与油马达进油口相连，从而驱动油马达旋转；完成驱动油马达做功后的低压油回流到低压区中；
摆动件在驱动旋转机构带动旋转及流体作用于摆动件上，实现摆动件从动旋转并摆动，使摆动件对流体力线进行连续切割，切割时产生的摆动力在轴向方向传递给柱塞泵，即可对两个以上的柱塞泵轮流做功，从而将驱动油马达旋转输出动力。
8.一种使用权利要求7所述的能量传递输出装置输出能量的发电设备，其特征在于：所述的能量传递输出装置的油马达上设有另一联轴节，所述另一联轴节与发电机相连，所述能量传递输出装置通过另一联轴节带动发电机发电。
9.  权利要求6所述的流体能量收集转换装置中推动柱塞泵中的推杆做功的推动力的能量传递输出装置，其特征在于：该装置包括外筒、油缸、高压旋转接头和油马达，所述外筒套设在摆动件外侧且其外筒端面固定在第一中心轴上，所述外筒的转动中心与第一中心轴同心；
所述油缸固定在外筒上，所述的油缸内设有高压区和低压区；所述两个以上的柱塞泵在摆动件外周沿圆周方向均匀的固定在油缸上，所述两个以上的柱塞泵中的推杆均抵压在摆动件外侧面上；
摆动件在水流或风力的流体作用下摆动推动柱塞泵中的推杆做功，柱塞泵中的低压油转换为高压油并推动至高压区中，所述高压区中的高压油出口端通过高压旋转接头与油马达进油口相连，从而驱动油马达旋转；完成驱动油马达做功后的低压油回流到低压区中；
摆动件在驱动旋转机构带动旋转及流体作用于摆动件上，实现摆动件从动旋转并摆动，使摆动件对流体力线进行连续切割，切割时产生的摆动力在径向方向上传递给柱塞泵，即可对两个以上的柱塞泵轮流做功，从而将驱动油马达旋转输出动力。
10.一种使用权利要求9所述的能量传递输出装置输出能量的发电设备，其特征在于：所述的能量传递输出装置的油马达上设有另一联轴节，所述另一联轴节与发电机相连，所述能量传递输出装置通过另一联轴节带动发电机发电。
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