CN105673310A - 一种多维浮子式并联海洋能发电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多维浮子式并联海洋能发电装置，包括浮子、动平台和定平台，底台为上下贯通的结构，浮子位于底台的下方，动平台位于底台的中央位置，浮子通过连动杆与动平台相连，动平台的顶端通过第一联动部与顶台相连，动平台的侧面通过三个第二联动部与底台相连，第一联动部包括第一液压缸，第一液压缸的顶端通过第一虎克铰与顶台相连，第一液压缸的液压杆的杆端通过第二虎克铰与动平台相连，各第二联动部均包括第二液压缸，第二液压缸的一端通过万向节与底台的内壁相连，第二液压缸的液压杆的杆端通过球副与动平台的侧壁相连。本发明的操作空间大，自由度多，可以吸收来自多个方向的海洋能，具有较高的工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种海洋能发电装置，尤其涉及一种多维浮子式并联海洋能发电装置。
背景技术
随着世界矿物能源的逐步减少，人们必须寻找新的能源，海洋能源无疑是首选的新能源之一，随着矿物能源对环境的破坏日益严重，人们也在寻找新的替代能源，可再生、清洁的海洋能源，也是最理想的替代能源之一。近年来，世界各国都制定了开发海洋能源的规划。我国也指定了波浪发电以福建、广东、海南和山东沿岸为主的发展目标。
经检索发现，专利CN102444537A公开了一种新型多维并联摆动海浪发电装置，其包括浮箱、顶盖、盖板、混合油箱、重球、双铰接连接杆、六并联液压缸、分流管、回油管、液压马达和发电机，其中，浮箱与顶盖相连接，盖板固定连接在浮箱上，混合油箱的底面与浮箱相接触并通过盖板固定，双铰接连接杆的一端与顶盖铰接，其另一端与重球铰接，六并联液压缸与重球铰接，混合油箱通过分流管和回流管与液压马达相连接，发电机连接在液压马达上，发电机与液压马达安装在浮箱的底面上。专利CN104005902A公开了一种新型多维并联摆动海浪发电装置，包括浮箱，还包括设置于浮箱内的混合油箱、下平台、转动平台、六组并联液压缸、上平台、摆动杆、三自由度运动副、顶盖及肋板，顶盖固定连接在浮箱上端内壁上，三自由度运动副的外圈与顶盖固定，三自由度运动副的内圈与摆动杆形成移动副，摆动杆的一端穿过浮箱顶壁用于固连在外界装置上，摆动杆的另一端通过肋板的支撑固定在上平台的上表面，六组并联液压缸设置在上平台和下平台之间，六组并联液压缸的液压杆与上平台形成万向节连接，转动平台与下平台形成球面副，下平台固定在混合油箱上，混合油箱与浮箱底部固定连接。上述两种海洋发电装置均存在如下问题：结构复杂，可靠性较低，运行成本和初始造价较高；自由度少，操作空间小，一次能源捕获效率低；重量大，摆动能力差，发电效率低。
由此可见，现有技术有待于进一步的改进和提高。
发明内容
本发明为避免上述现有技术存在的不足之处，提供了一种多维浮子式并联海洋能发电装置。
本发明所采用的技术方案为：
一种多维浮子式并联海洋能发电装置，包括浮子、动平台和定平台，定平台包括顶台和设置在顶台下方的底台，顶台和底台通过支撑杆相连，底台为上下贯通的结构，浮子位于底台的下方，动平台位于底台的中央位置，浮子通过连动杆与动平台相连，动平台的顶端通过第一联动部与顶台相连，动平台的侧面通过三个第二联动部与底台相连，第一联动部包括第一液压缸，第一液压缸的顶端通过第一虎克铰与顶台相连，第一液压缸的液压杆的杆端通过第二虎克铰与动平台相连，各第二联动部均包括第二液压缸，第二液压缸的一端通过万向节与底台的内壁相连，第二液压缸的液压杆的杆端通过球副与动平台的侧壁相连。
相邻两个第二液压缸之间的夹角为120°。
各所述第二液压缸与底台内壁连接的万向节在底台内壁上的安装位置不在同一高度处。
所述多维浮子式并联海洋能发电装置还包括蓄能器、液压马达及发电机，上述第一、第二液压缸分别通过液压管路与蓄能器相连，蓄能器与液压马达相连，液压马达带动发电机发电。
所述动平台的横断面呈圆形。
所述支撑杆有三根，每根支撑杆的一端与顶台相连、另一端与底台的顶端面相连，相连两根支撑杆之间的夹角为120°，且各支撑杆分别位于相连两个第二液压缸之间。
由于采用了上述技术方案，本发明所取得的有益效果为：
1、本发明中的多维浮子式并联海洋能发电装置具有除了绕第一液压缸的液压杆转动这一个自由度之外的其它五个自由度，分别为前后平动、左右平动、上下平动、前后摆动和左右摆动这五种运动形式，并且在前后、左右、上下这几个方向上均具有较大的工作行程，从而可以同时、高效率的吸收海洋波浪的动能和势能，具有很高的海洋能转化效率。
2、本发明中的第一虎克铰、第一液压缸和第二虎克铰组成了U-P-U并联支链，从而限制了浮子绕第一液压缸轴心旋转的无用且有害自由度；此外，各第二液压缸与底台内壁连接的万向节在底台内壁上的安装位置不在同一高度处，从而有效避免了动平台运动到使各第二液压缸处于水平位置处的死点情况，提高了发电装置的可靠性和稳定性。
3、本发明结构简单紧凑，安装维修方便，制作成本较低，适于大范围推广应用。
附图说明
图1为本发明的轴测图。
图2为本发明的俯视图。
图3为本发明中浮子、动平台、第一联动部及第二联动部的装配示意图。
图4为本发明中的海洋能发电装置处于上下平动最低端的状态示意图。
图5为本发明中的海洋能发电装置处于上下平动最高端的状态示意图。
图6为本发明中的海洋能发电装置处于左平动和左摆动的复合运动的状态示意图。
图7为本发明中的海洋能发电装置处于右平动和右摆动的复合运动的状态示意图。
其中，
1、顶台2、支撑杆3、底台4、浮子5、动平台6、第一虎克铰7、第一液压缸8、第二虎克铰9、球副10、第二液压缸11、万向节12、连动杆
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明并不限于这些实施例。
如图1至图3所示，一种多维浮子式并联海洋能发电装置，包括浮子4、动平台5和定平台，定平台包括顶台1和设置在顶台1下方的底台3，顶台1和底台3通过三根支撑杆2相连，每根支撑杆2的一端与顶台1相连、另一端与底台3的顶端面相连，相连两根支撑杆2之间的夹角为120°，底台3为上下贯通的结构，浮子4位于底台3的下方，动平台5位于底台3的中央位置，动平台5的横断面呈圆形，浮子4通过连动杆12与动平台5相连，动平台5的顶端通过第一联动部与顶台1相连，动平台5的侧面通过三个第二联动部与底台3相连，第一联动部包括第一液压缸7，第一液压缸7的顶端通过第一虎克铰6与顶台1相连，第一液压缸7的液压杆的杆端通过第二虎克铰8与动平台5相连，各第二联动部均包括第二液压缸10，相邻两个第二液压缸10之间的夹角为120°，各上述支撑杆2分别位于相连两个第二液压缸10之间，第二液压缸10的一端通过万向节11与底台3的内壁相连，第二液压缸10的液压杆的杆端通过球副9与动平台5的侧壁相连，各所述第二液压缸10与底台3内壁连接的万向节11在底台3内壁上的安装位置不在同一高度处。
所述多维浮子式并联海洋能发电装置还包括蓄能器、液压马达及发电机，上述第一、第二液压缸分别通过液压管路与蓄能器相连，蓄能器与液压马达相连，液压马达带动发电机发电。
在海浪的作用下，浮子4产生除了绕第一液压缸7轴心转动之外的其它五个自由度，分别为前后平动、左右平动、上下平动、前后摆动、左右摆动五种运动形式，从而带动动平台5产生相应的运动，动平台5与顶、底台之间分别通过第一液压缸7、第二液压缸10相连，由于动平台5与顶、底台之间的相对运动，从而带动液压杆和第一、第二液压缸产生相对运动，输出高压能，再通过液压管路和蓄能器、液压马达，带动发电机发电。
图4、图5、图6、图7分别给出了本发明中多维浮子式并联海洋能发电装置的部分状态示意图，其中，图4为海洋能发电装置中的动平台5在上下平动运动过程中位于最低端时的示意图，图5为海洋能发电装置中的动平台5在上下平动运动过程中位于最高端时的示意图，图6为海洋能发电装置左平动和左摆动的复合运动示意图，图7为海洋能发电装置右平动和右摆动的复合运动示意图。
本发明中未述及的部分采用或借鉴已有技术即可实现。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明的精神所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (6)
1.一种多维浮子式并联海洋能发电装置，其特征在于，包括浮子、动平台和定平台，定平台包括顶台和设置在顶台下方的底台，顶台和底台通过支撑杆相连，底台为上下贯通的结构，浮子位于底台的下方，动平台位于底台的中央位置，浮子通过连动杆与动平台相连，动平台的顶端通过第一联动部与顶台相连，动平台的侧面通过三个第二联动部与底台相连，第一联动部包括第一液压缸，第一液压缸的顶端通过第一虎克铰与顶台相连，第一液压缸的液压杆的杆端通过第二虎克铰与动平台相连，各第二联动部均包括第二液压缸，第二液压缸的一端通过万向节与底台的内壁相连，第二液压缸的液压杆的杆端通过球副与动平台的侧壁相连。
2.根据权利要求1所述的一种多维浮子式并联海洋能发电装置，其特征在于，相邻两个第二液压缸之间的夹角为120°。
3.根据权利要求1所述的一种多维浮子式并联海洋能发电装置，其特征在于，各所述第二液压缸与底台内壁连接的万向节在底台内壁上的安装位置不在同一高度处。
4.根据权利要求1所述的一种多维浮子式并联海洋能发电装置，其特征在于，所述多维浮子式并联海洋能发电装置还包括蓄能器、液压马达及发电机，上述第一、第二液压缸分别通过液压管路与蓄能器相连，蓄能器与液压马达相连，液压马达带动发电机发电。
5.根据权利要求1所述的一种多维浮子式并联海洋能发电装置，其特征在于，所述动平台的横断面呈圆形。
6.根据权利要求1所述的一种多维浮子式并联海洋能发电装置，其特征在于，所述支撑杆有三根，每根支撑杆的一端与顶台相连、另一端与底台的顶端面相连，相连两根支撑杆之间的夹角为120°，且各支撑杆分别位于相连两个第二液压缸之间。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160615 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |