CN107559132A - 浮体绳轮波浪能采集系统 - Google Patents

Abstract

浮体绳轮波浪能采集系统。本发明涉及一种波浪能采集系统，一根主绳缆/锁链一端系锚上，另一端通过浮体底部的导绳器后通向主卷筒/摩擦轮组/链轮后，向下通过浮体底部的另一个导绳器后，向下延伸连接配重。本发明的浮体绳轮波浪能采集系统，可以提高收绳的拉力，避免了原有的绳索的弯曲变形导致的有效做功行程损失问题。

Description

浮体绳轮波浪能采集系统

技术领域

本发明涉及一种波浪能采集系统，属于波浪发电领域。

背景技术

波浪能转换机(Wave Energy Converter，简称WEC)，截止目前没有一个商业化。问题在于成本高、效率低、抗灾害风浪能力差，US20130200626、CN 103423074 A是最接近的技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种浮体绳轮波浪能采集系统，它采用配重或滑轮收绳，有比较好的防止采能索弯曲变形能力，从而具有更高的采集效率。

本发明的技术方案：

一种浮体绳轮波浪能采集系统(简称浮体绳轮WEC)，包括浮体、重力锚、直线旋转转换传动机构、主轴、配重/拉簧；浮体漂浮在海面上，重力锚在浮体的下方的水下；直线旋转转换传动机构有三种：主卷筒+主绳缆+副卷筒+副绳缆，或摩擦轮+绳索，或滚链轮+滚子链；

对于卷筒+主绳缆式+副卷筒+副绳缆，浮体绳轮波浪能采集系统的结构是：一根主绳缆一端系在重力锚上，另一端向上通过安装在浮体底部的导缆器/双滚轮导缆钳后继续向上延伸，最后缠绕并末端固定在主卷筒上，主卷筒的主轴通过轴承、轴承座安装在浮体上，主卷筒与副卷筒通过主轴轴连或通过齿轮/链式传动机构联动，副卷筒上固定并缠有副绳缆，副绳缆的另一端向下延伸系在一配重上；副绳缆的拉力与主绳缆的拉力对主轴产生的扭矩是相反的；主卷筒通过其轴向外输出旋转动力；

对于摩擦轮+绳索式的，浮体绳轮波浪能采集系统的结构是：一根绳索一端系在重力锚上，另一端向上通过安装在浮体底部的导缆器/双滚轮导缆钳后向上延伸，绕过摩擦轮后向下延伸，然后系在一配重；摩擦轮为车有凹槽的轮,凹槽表面摩擦系数大；摩擦轮通过主轴向外输出旋转动力，主轴通过轴承、轴承座安装在浮体上；摩擦轮+绳索也可替换为环链轮+锁链；

对于滚链轮+滚子链式的，浮体绳轮波浪能采集系统的结构是：浮体为只有底面开孔的半封闭壳体，一根竖立的直管，该直管的上端口与浮体底部的开孔对接后密封焊接，直管的底端开口处安装有导缆器/双滚轮导缆钳，直管内有一根滚链，其一端系在一根绳索的一端上，该绳索另一端向下通过所述导缆器/双滚轮导缆钳后系在下方的重力锚上，所述滚链另一端向上绕过一链轮后，然后向下延伸连接在一配重上，所述配重在直管内并与直管内壁存在一定间隙，配重上设有竖直通孔，所述绳索从该竖直通孔中穿过，所述链轮通过主轴向外输出旋转动力，该主轴通过轴承、轴承座安装在浮体上，直管也可视为浮体的一部分；

以上三种浮体绳轮波浪能采集系统，配重也可以替换为拉簧，即副绳缆/绳索/滚链系在拉簧一端，拉簧的另一端固定在浮体上；

主绳缆、重力锚与摩擦轮/环链轮/滚链轮之间区段的绳索/环链/滚子链统称为采能索，而副绳缆、配重与摩擦轮/环链轮/滚链轮之间区段的绳索/环链/滚子链统称为复位索。

以上为浮体绳轮波浪能采集系统的核心系统。

对于使用配重收绳的核心系统，优选的：配重通过第二拉簧与复位索连接，即第二拉簧一端连接配重，第二拉簧另一端连接复位索；

优选的：所述第二拉簧的螺旋线材外套橡胶管；

优选的：所述第二拉簧与一根绳子并联，即第二拉簧一端与绳子的一端连接，第二拉簧另一端与所述绳子另一端连接，绳子长度等于第二拉簧被允许拉伸到最大时的长度。

对于核心系统，优选的：还包括硬直管，采能索从硬直管中穿过；该硬直管顶端通过通过橡胶管与浮体底孔对接，即硬直管顶端口与橡胶管一端口对接，橡胶管的另一端口与浮体底孔对接；或，所述硬直管顶端通过绳子连接浮体底面，即硬直管上端口左右两侧分别连接两根绳子的一端，所述两根绳子叉分开，所述两根绳子的另一端连接到浮体底面上；硬直管底端与锚基之间要留出一段距离；

优选的：主绳缆/绳索/锁链从所述硬直管底端开口处安装的导缆器/双滚轮导缆钳中穿出；在硬直管内某处也可安装双滚轮导缆钳/直线滚珠轴承；

所述硬直管也可替换为伸缩多级套筒，主绳缆/绳索/锁链从伸缩多级套筒中穿过，伸缩多级套筒顶端通过橡胶管与浮体底面对接，即：伸缩多级套筒顶端与橡胶管一端对接，该橡胶管另一端与浮体底面对接，所述伸缩多级套筒也可通过绳子连接到浮体底面，即：伸缩多级套筒的上端口左右两侧分别连接两根绳子的一端，该两根绳子叉分开，该两根绳子的另一端连接到浮体底面上；伸缩多级套筒底端口也可采用同样的方式，即通过橡胶管对接或通过绳子连接到所述重力锚上；

优选的，对于伸缩多级套筒，采能索从伸缩多级套筒顶底两端入口处安装导缆器/双滚轮导缆钳中穿过。对于核心系统，优选的：还包括去除浮体表面附着物装置，具体结构为：浮体为回转体外形，一与浮体同轴线的旋转轴承，其内环紧套在浮体表面上，其外环上固结一刮条，该刮条的形状为细长形，贴近浮体外表面延伸，并与浮体外表面保持一定间隙；

优选的：所述刮条仅在半圆柱面内延伸；

优选的：刮条如在其旋转周向上投影面积小，可再与一周向上投影面积大的受浪板固结；

优选的：去除附着物机构的装置也可以为：浮体为回转体外形，一与浮体同轴线的旋转轴承的内环，紧套在浮体表面上，该轴承外环固结一曲轴，该曲轴的形状为细长形，贴近浮体外表面、并在浮体的一轴截面内、且只在轴线一侧延伸；在曲轴上的直线段处套有滚筒刷，滚筒刷可在曲轴上自由旋转，并贴近浮体外表面；

优选的：在曲轴上固结一受浪板，该受浪板在周向上投影面积大。

对于核心系统，优选的：还包括去除主绳缆/绳索/锁链的海洋附着物装置，具体结构为：一管状的滑筒，套在主绳缆/绳索/锁链上，滑筒的比重大于水，滑筒的上端面外缘连接一细绳，该细绳斜向一侧向上延伸，其另一端固定在浮体上，或者是所述细绳的另一端固定并缠绕在一微型卷扬机的卷筒上，该微型卷扬机固定在浮体上，微型卷扬机的电机受单片机/PLC控制；

优选的：滑筒内安装导缆器/双滚轮导缆钳/刷毛；

对于核心系统，优选的：所述摩擦轮可以为2个，以组成摩擦轮组，即：摩擦轮与齿轮轴连，摩擦轮、齿轮、轴及其轴承座构成一个摩擦轮齿轮单元，轴通过轴承、轴承座安装在浮体机架上，2个同样的摩擦轮齿轮单元轴线平行、同向、端面对齐且紧挨的安装在机架上，两个摩擦轮齿轮单元的齿轮啮合，但每个摩擦轮大小小于齿轮，所以摩擦轮之间并不干涉；摩擦轮组的其中一个单元的轴输出动力，绳索依次蜿蜒绕过每个摩擦轮齿轮单元的摩擦轮，所谓蜿蜒绕过是指，绳索在前行中绕第一个摩擦轮方向与其绕第二个摩擦轮方向是相反的；

优选的：再依次添加一至几个同样的摩擦齿轮单元，均按上述规则安装，每个摩擦齿轮 单元的齿轮均只跟前一个摩擦齿轮单元的齿轮啮合，一根绳索依啮合次序蜿蜒绕过每个摩擦齿轮单元的摩擦轮，整个摩擦轮组仍只有一个摩擦齿轮单元的轴输出动力；

对于核心系统，优选的，与摩擦轮所配对的绳索可以是这样的：一根绳索每隔一段长度打一个单结，一串绳结的绳索外敷聚氨酯弹性体/橡胶。

对于核心系统，优选的：多个这样的波浪能采集系统一起工作时，WEC所驱动的发电机的壳体，外敷绝缘层以对浮体绝缘，发电机壳体与其某一侧的总线用导线连通，发电机轴通过两侧互相绝缘的联轴器接受外部驱动，发电机可以是直流也可以是交流的，具体为：

发电机如果为直流发电机，则其并联一功率二极管，二极管P极与发电机负极接在一起，多个波浪能采集系统的直流发电机与二极管组成的并联支路，按同一方向串联在总线上；发电机如果为交流发电机，则其输出端接整流桥，多个波浪能采集系统的交流发电机的整流桥的输出端，按照同一方向串联在总线上；

优选的：所述整流桥的+-输出端可并联滤波电容。

对于核心系统，优选的：对于配重收绳的、非滚链直线旋转转换机构的浮体绳轮WEC，则在浮体上安装另一导缆器/双滚轮导缆钳，复位索从所述导缆器/双滚轮导缆钳中穿过；

另外，还包括防双绳缠绕机构，具体有如下几种结构：

一，潜标侧拉式：一根缆绳一端连接所述配重，另一端向下向一侧延伸，然后绕过一滑轮后向上延伸，最后连接一水下浮子，所述滑轮的滑轮架通过绳子连接另一锚基；或者是省掉所述配重，即从浮体下来的复位索直接与一根缆绳一端连接，该缆绳另一端向下向一侧延伸，然后绕过一滑轮后，最后连接一水下浮子，滑轮的滑轮架通过绳子连接到另一锚基；

二，单悬链侧拉式：一根悬锚链一端系在配重上，另一端向下向一侧延伸，最后连接到一抓地锚上，该悬链也可替换为一段缆绳，缆绳中间系重块；

三，旁浮标处侧拉式：在所述浮体周围一定距离处增加一浮标，浮体及所述浮标被系泊系统锚定在某处，一根缆绳一端系在所述配重上，另一端延伸至所述浮标下方，绕过一滑轮后向下延伸，最后连接一重块，所述滑轮的滑轮架通过绳子连接浮标底面；

也可以省掉上述配重，而让复位索直接和所述缆绳连接，让重块作为收绳用的配重；

也可以是：从浮体上的引出来的复位索穿过的导缆器/双滚轮导缆钳安装在所述浮体侧面，复位索穿出该导缆器/双滚轮导缆钳后水平延伸，经过一段海上距离再穿过浮标侧面上的导缆器/双滚轮导缆钳，然后再绕过安装在该浮标上的导向滚轮改为向下延伸，再穿过该浮标底面的导缆器/双滚轮导缆钳，然后继续向下延伸，最后系在配重上；可选的是：在锚定浮体/浮标的多根锚链/锚缆中，可以省掉所述复位索所在方向上的锚链/锚缆；即复位索也可以做一个锚缆对浮体/浮标发挥系泊作用；

四，锚链处侧拉式：浮体被多点系泊系统锚定在某处，复位索所连接的配重与一根缆绳的一端连接，该缆绳的另一端斜向下向一侧延伸到所述系泊系统的某一锚链中部附近，绕过一个滑轮后向下连接一重块，该滑轮的滑轮架通过绳子连接到所述所述锚链的中部；也可以省掉所述配重，这样复位索直接和缆绳一端连接，让重块作为收绳用的配重；

优选的：对于以上四种采用重块对配重侧拉的防缠机构，侧拉配重的缆绳/悬链可不直接连接到配重而是通过硬直杆连接，即缆绳/悬链与硬直杆一端连接，硬直杆另一端与配重活动连接；

五，双悬链挡杆式：复位索所连接的配重的两侧各系一根锚链，两根锚链向两侧向下叉分开，每根锚链的另一端分别连接一个重力锚/抓地锚；锚链也可替换为锚缆，但应在锚缆中 间系重块；也可以省掉配重，这样复位索与两根锚链/锚缆直接连接组成倒Y形结构；

优选的：采能索下半段可替换为硬直杆，硬直杆底端通过互相扣合的一对锁环连接重力锚；

六，双绳导向式：浮体有两套相同的共轴的间隔一定轴向距离的主卷筒/摩擦轮/环链轮及所配套的采能索，两根采能索在穿过各自的导缆器/双滚轮导缆器后，继续向下延伸，然后分别穿过所述配重上设有相隔一定距离的两个竖直孔，最后连接到重力锚上；

优选的，在所述配重的竖直孔上下入口处均设有导缆器/双滚轮导缆钳，采能索所述该导缆器/双滚轮导缆钳中穿过；

对于六，双绳导向式防缠机构，优选的：还包括调配拉力机构，有3种设计：

设计1：采用滑轮方式，即：浮体向下延伸的原本要连接重力锚的两根采能索，改为在靠近重力锚上方处合为一股并绕过一滑轮，该滑轮的滑轮架再通过一根绳子连接重力锚；

设计2：所述浮体由第二浮体和设备舱组成，第二浮体在水面，设备舱在其下方，而设备舱为只有底面开孔的半封闭壳体，所述的主轴、卷筒/摩擦轮/环链轮/滚链轮、轴承、轴承座均安装在设备舱内，所述导缆器/双滚轮导缆钳安装在设备舱底面开孔处；

第二浮体与设备舱的连接采用U形环方式，设备舱壳体的左侧外壁固结一圆柱的一端，右侧外壁也固结另一圆柱的一端，两个圆柱同轴线，所述两个圆柱分别插入一U形环的两个孔中，U形环的中段外侧与第二浮体底端连接；所述圆柱轴线与两根采能索所穿过的导缆器/双滚轮导缆钳的位置连线垂直，且与该连线中点重合；

设计3：对于浮体绳轮波浪能采集系统的下部，所述两根采能索先不连接重力锚，改为先分别连接一硬直杆的两端，该硬直杆再通过Y形绳索连接重力锚，即：Y形绳索的两个顶端分别与硬直杆的两端连接，Y形绳索的底端与重力锚连接；

对于浮体绳轮WEC的上部，所述浮体为第二浮体悬吊设备舱结构，第二浮体与设备舱的连接采用U形环/单绳/Y形绳索连接方式；U形环连接即设计2的连接方式，单绳连接即：一根缆绳一端连接第二浮体底面，另一端连接到设备舱顶面上的系点，且该系点要在两根采能索的中心线(向上拉设备舱使两根采能索被拉直，这时两个近乎平行的采能索可确定一平面，该平面内有一条直线与两采能索平行、等距，即为中心线)与设备舱顶面的交点上；Y形绳索连接方式即：Y形绳索所在平面要先与两被拉直的采能索平行，然后将Y形绳索的中心点放到所述中心线的延长线上，然后Y形绳索的两顶端连接到设备舱顶面；优选的：Y形绳索所在平面与两采能索所在平面重合；

七，穿吊锚式，吊锚是指被悬吊在水中的重力锚；有两种，第一种：所述重力锚两侧分别与悬吊它的、向上叉分开的两根绳子的一端连接，所述两根绳绳子的另一端分别连接到海面上间隔一定距离的两浮子，两浮子被锚定；重力锚上设有竖直贯穿孔，所述复位索从该竖直孔中穿过后继续向下，最后连接配重；

第二种：一根缆绳从一凹槽滑轮绕过，重力锚顶端与所述滑轮的滑轮架固结，所述缆绳的两端分别连接到海面上的分隔开一定距离的两个浮子上，两个浮子被锚定，重力锚上设有竖直的贯穿孔，所述复位索从该贯穿孔中穿过后继续向下延伸，连接配重；

对于所述两种穿吊锚式防缠机构，优选的：所述重力锚上的贯穿孔的上下两个入口处安装导缆器/双滚轮导缆钳，复位索从导缆钳/双滚轮导缆钳中穿过；

对于核心系统，优选的：还包括超越离合器、止退棘轮机构、差速器/行星齿轮、蓄能调载装置；所述直线旋转转换传动机构与超越离合器的一端，轴连或通过齿轮/链式传动联动， 所述超越离合器另一端与止退棘轮机构的棘轮轴联，止退棘爪安装在机架上，所述棘轮与差速器/行星齿轮的第一动力端轴连，差速器/行星齿轮的第二动力端驱动发电机，差速器/行星齿轮的第三动力端与蓄能调载装置的输入动力的旋转构件轴连；蓄能调载装置有三种：

第一种蓄能调载装置为液压式，包括液压&机械能互换装置和调压装置；

其中液压&机械能互换装置分为两种，一种是采用液压缸的，即：一单作用液压缸的加长活塞杆，其加长的多余段做成齿条，与齿轮啮合，该齿轮与所述的差速器/行星齿轮的第三动力端轴联，单作用液压缸固定在机架上，其进出油口通过油管接蓄能器；

上述齿轮齿条传动机构也可替换为链轮链条传动机构，即：差速器/行星齿轮的第三动力端与滚链轮轴联，与之啮合的滚子链的一端与一单作用液压缸的活塞杆连接，滚子链的另一端系一重块/拉簧，拉簧另一端系在机架上；所述单作用液压缸进出油口通过油管接蓄能器；

优选的，所述重块在一个竖直滑筒内并与其内壁保持间隙，滑筒固定在机架上；

同样齿轮齿条传动机构也可替换为卷筒绳索传动机构，即：差速器/行星齿轮的第三动力端与卷筒轴联，一缆绳一端固定并缠绕在卷筒上，该缆绳另一端与一单作用液压缸的活塞杆连接；所述单作用液压缸进出油口通过油管接蓄能器；

第二种液压&机械能互换装置为采用容积泵兼马达的，即：容积泵兼马达与差速器/行星齿轮的第三动力端轴联；容积泵兼马达的一个进出油口经油管接油箱，容积泵兼马达的另一个进出油口经油管接蓄能器；

以上两种液压&机械能转换装置，它们所配套的调压装置的结构可以有3种：

第1种为：所述蓄能器的气囊与经气管接一电动阀配流式气泵的出口，该阀配流式气泵的进口接大气，在所述阀配流式气泵与所述气囊之间再叉分出一条气管支路，该气管支路通过一电磁阀后接大气，MCU根据所述气囊所连接的气管上的压强传感器获取压强信息，控制阀配流式气泵的启停、电磁阀的通断；阀配式液压泵也可以由端面配流液压泵与单向阀的串联支路替代，单向阀导通方向为面向气囊一侧；

第2种为：所述蓄能器的气囊接气管，该气管先后经压强传感器、电磁阀，接到一电动端面配流柱塞泵，端面配流柱塞泵的另一进出口接大气；MCU读取压强传感器发来的信息，控制端面配流柱塞泵的启停、电磁阀的通断；

第3种：液压&机械能互换装置中的蓄能器为多个且气囊压强不同；由所述单作用液压缸/容积泵&马达进出口(高压侧)，引出的油管，叉分成多支路，每支路经过一电磁阀后接一蓄能器，各支路上的蓄能器气囊压强不同，单片机/PLC可对所述各支路上的电磁阀进行通断控制；

优选的，所述单作用液压缸/容积泵兼马达进出口(高压侧)，引出的油管上有压强传感器，MCU/PLC根据压强传感器对各支路上的所述电磁阀进行切换控制；

第二种蓄能调载装置为气压式的，即：差速器/行星齿轮的第三动力端与滚链轮轴联，与该滚链轮啮合的滚子链的一端与第一气缸的活塞杆连接，第一气缸为一单作用气缸；所述滚子链的另一端系一重块/拉簧，拉簧另一端系在机架上；第一气缸固定在机架上，第一气缸上的进出气孔通过气管接后面的调载装置，调载装置有两种，气缸式和气泵式；

气缸式：第一气缸引出来的气管，在经过一电磁阀后，再接一第二气缸，第二气缸为一单作用气缸，该单作用气缸的活塞杆加长，加长部分做成齿条，与该齿条啮合的齿轮与被PLC控制的伺服电机的转子轴联，PLC依据伺服电机的位置模块反馈回来的电机状态或通过所述第一气缸引出的气管上的压强传感器的信号，来控制伺服电机的旋转、电磁阀的通断；

气泵式：一端面配流的气泵的一个进出口接大气，另一个进气口接一气管，该气管经电磁阀接所述单作用气缸，气泵与伺服电机的转子轴连；PLC依据所述单作用气缸引出的气管上的压强传感器的信号，来控制伺服电机的旋转、电磁阀的通断；

同样，上述链轮链条机构也可替换为卷筒绳缆机构/齿轮齿条机构。

第三种蓄能调载装置是弹簧式，即：差速器/行星齿轮的第三动力端与卷筒轴联，一缆绳一端固定并缠绕在所述卷筒上，该缆绳另一端与一拉簧一端连接，该拉簧另一端连接织带的一端，该织带另一端固定并卷绕在一个卷扬机卷筒上，该卷扬机的电机通过扭矩传感器与其卷筒轴连，单片机/PLC通过读取所述扭矩传感器的数据，对该卷扬机进行正反转及刹车控制。

对于以上三种蓄能调载机构：

优选的：在直线旋转转换传动机构与超越离合器之间插入扭矩限制器，即直线旋转转换传动机构的主轴与扭矩限制器的一端轴连，而扭矩限制器的另一端与超越离合器的一端轴连；

优选的：蓄能调载装置的MCU/PLC可通过外部天线接收外部控制命令；

优选的：对于含气缸/液压缸的蓄能调载装置，在气缸/液压缸上安装监测活塞位置的位置传感器，位置传感器发信号给MCU或PLC。

本发明具有以下优点：

1)本发明的浮体绳轮波浪能采集系统中的复位索通过弹簧连接配重，可提高波谷时的采能索拉力提高复位量，减少因采能索挠性弯曲导致的波高利用的损失，在波峰时减少复位索拉力，从而让浮体的更多的浮力用来做功。

2)本发明中的硬直管/多级伸缩套筒，可以避免采能索直接承受海水冲击下而弯曲(如弯曲太多则浮体上浮时会有部分波高用于拉直采能索)，从而避免波高做功损失。

3)本发明中的“刮板/压辊去除海洋附着物”方案，借助于海水的冲击力产生的扭矩力，来去除浮体表面的附着海洋附着生物，省去了人力去除附着物。

4)“滑筒去除绳索上附着物”方案利用采能索相对滑筒运动去除附着物，省掉人力成本。

5)本发明中的“摩擦轮组+绳索”这种直线旋转转换传动机构，可以让绳索不必像卷筒一样反复缠绕，缩小了体积，同时省掉了部分增速机构，降低了成本。

6)电机绝缘串联方案可低成本解决波浪发电的能量汇集问题，也提高了安全性可靠性。

7)本发明中的各种防双绳缠绕机构，可以有效的避免两根绳的互相缠绕；

8)本发明中的蓄能调载系统，可以将不稳定的波浪动力转换成稳定的发电机旋转所需动力，同时可对工作负荷进行调节。

附图说明

图1：双主绳缆自导防缠机构+卷筒机构+弹簧配重的WEC结构图

图1A：第二浮体通过U型环悬吊设备舱结构图

图1B：滑轮均衡双采能索拉力结构图

图2：链式机构+弹簧振子WEC结构图

图3：摩擦轮组+多绳导向+Y形连接的WEC前视图

图4：摩擦轮组+单悬链防缠机构+弹簧配重+硬直管的WEC侧视图

图4A：拉簧外套橡胶管结构图图4B：打绳结绳索外敷护套结构图

图5：双悬链防缠机构示意图图6：多级伸缩套筒结构示意图

图7：刮条式去除海洋附着物装置结构图图7A：图7的A局部放大图

图7B：图7的仰视图图8：压辊式、卷扬机&滑筒去除海洋附着物装置结构图

图9：多WEC的发电机串联电气示意图图10：简称旁标侧拉复位索俯视图

图11：锚链系滑轮侧拉复位索+旁浮标悬吊滑轮侧拉配重的结构图

图12：蓄能调载系统结构图(气缸蓄能、气缸调压)

图13：蓄能调载系统结构图(泵&马达+蓄能器、电磁阀+泵调压)

图14：蓄能调载系统结构图(拉簧蓄能、卷扬机调节)

图15：蓄能调载系统结构图(液压缸+蓄能器、泵&马达调压)

图16：蓄能调载系统结构图(液压缸+多蓄能器+多电磁阀)

1-超越离合器；2-止退棘爪；3-差速器的半轴齿轮；4-差速器转壳；5-压簧；6-悬臂：一端固定在浮体外壁上另一端向浮体外侧伸出的构件；7-设备舱：只有底面开孔半封闭壳体，腔内安装各种设备构件；8-导向柱：作为导轨用的柱子；9-棘轮；10-齿圈；11-卷筒；12-单作用液压缸；13-蓄能器；14-气管；15-弹簧；16-主绳缆；17-电动阀配流柱塞泵：电机带动的阀配流柱塞泵；18-第二拉簧；19-扭矩限制器；20-硬直杆：硬的笔直长杆，最好为钢制；21-浮体；22-拉簧；23-增速器；24-发电机；25-主卷筒；26-采能索；27-主轴；28-重力锚；29-活塞杆；30-容积泵&马达：既可做泵又可做马达，端面配流或轴配流；31-齿轮齿条机构；32-绳索；33-油管；34-开式油箱；35-受控卷扬机；36-第一气缸：单作用气缸；37-织带；38-齿轮；39-伺服电机；40-锚缆；41-绳子；42-电磁阀：电磁控制的开关阀，电磁换向阀也可达到同样效果；43-天线；44-压强传感器；45-复位索；46-链式传动；47-位置传感器；48-电动端面配流柱塞泵：电机带动的端面配流柱塞泵；49-滑轮架；50-环链轮；51-配重；52-扭矩传感器；53-摩擦轮：类似皮带轮，区别是凹槽不是梯形而是半圆形凹槽，凹槽表面材料摩擦系数大；54-副卷筒；55-橡胶/聚氨酯；56-轴承；57-导缆器；58-绳结；59-潜标：水下的浮体；60-滑轮；61-副绳缆；62-绝缘联轴器：联轴器的两端互相绝缘；63-绝缘层；64-滚链轮；65-重块：比重大于水，可以选用水泥块/铁块/铅块；66-直管：笔直的管状物，可以是方筒、六/八边形等，不一定是圆筒；67-Y形绳索；68-双滚轮导缆钳：与船上的双滚轮导缆钳类似，区别是：两个凹槽滚轮轮缘是紧贴的安装在一起的，两凹槽滚轮将被导引物夹在间隙内，使其不能向各个方向上脱离；69-缆绳；70-抓地锚；71-橡胶或聚脲护套；72-环链；73-链环；74-U形环：形状与去掉了销子的起重吊装用的U形环一样，两端有同轴线的孔；75-定向脚轮；76-滚子链；77-压链轮：引导压住链条切入链轮，防其脱落；78-伸缩多级套筒：类似于伸缩式鱼竿或多级液压缸结构，多个套筒组成可伸缩；79-直线滚珠轴承：可以被直线滑动轴承替换；80-卷扬机的自带卷筒；81-凸缘；82-橡胶波纹管：起活动连接作用；83-刮条：贴浮体表面延伸的长条状硬质物，用于刮除浮体表面附着物；84-受浪板：与刮片固结在一起的板，其在旋转运动的周向上投影面积大；85-第三拉簧；86-滚刷：类似于刷漆用的滚筒刷；87-曲轴：贴浮体表面延伸的轴，轴上每个直线段部分都可以套有与滚筒刷结构一样的滚刷；88-细绳；89-套筒：套在绳索上的管，用来清除附着海洋生物；90-锚链；91-浮子；92-直线旋转转换机构；93-第二浮体；94-圆柱；95-硬直管；96-第二气缸：一种调压用的单作用气缸；97-气囊；

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

节I：图1、图12中，直线旋转转换机构是主卷筒25+主绳缆16+副卷筒54+副绳缆61，收绳构件是配重51。一根主绳缆16一端系在重力锚28上，另一端向上穿过安装在浮体21底部的导缆器57/双滚轮导缆钳后继续向上延伸，最后缠绕并末端固定在主卷筒25上，主卷筒25的主轴27通过轴承56、轴承座安装在浮体21上，主卷筒25与副卷筒54通过主轴27轴连或通过齿轮/链式传动机构联动，副卷筒54上固定并缠有副绳缆61，副绳缆61的另一端向下延伸系在一配重51上(图1所示是通过第二拉簧18连接，后有解释)；副绳缆61的拉力与主绳缆16的拉力对主轴27产生的扭矩是相反的；主卷筒25通过其轴27输出旋转动力；

图2中，直线旋转转换机构是滚链轮64，收绳构件是配重51，一根竖立的直管66一端 口与设备舱底部的孔对接(第二浮体93后下面吊着设备舱7)，直管66的底端开口处安装导缆器57/双滚轮导缆钳，直管66内有一根滚链76，其一端系在一根绳索32的一端，该绳索32另一端向下通过所述导缆器57/双滚轮导缆钳后系在下方的重力锚28上，所述滚链76另一端向上绕过一链轮64后，再向下延伸连接一配重51，所述配重51在直管66内并与直管66内壁存在一定间隙，配重51上设有竖直通孔，所述绳索32从该竖直通孔中穿过，所述链轮64通过主轴(虚线表示)向外输出旋转动力，该主轴通过轴承、轴承座安装在设备舱7上；

图4的直线旋转转换机构是摩擦轮53，一根绳索32一端系在重力锚28上，另一端向上通过安装在浮体21底部的导缆器57/双滚轮导缆钳后，向上延伸，绕过摩擦轮53(本图实为多个摩擦轮，后有解释)后向下延伸，然后系在一配重51上；摩擦轮53为车有凹槽的轮,凹槽表面摩擦系数大；摩擦轮53通过其主轴27向外输出旋转动力，主轴27通过轴承56、轴承座安装在浮体上；摩擦轮53+绳索32也可替换为环链轮50+锁链72(见图16)；

以上三种WEC，配重51也可以替换为拉簧22(如图8、13)，即副绳缆61/绳索32/滚链76系在拉簧22一端，拉簧的另一端固定在浮体21上；

图1、2、3、4、8、11、12、13、16中，主绳缆16、重力锚28与摩擦轮53/环链轮50/滚链轮64之间区段的绳索32/环链72/滚子链76，承受的拉力非常大，用于将浮体21的浮力做功转换为拉动直线旋转转换机构的机械能，所以统称为采能索，而副绳缆61、配重51与摩擦轮53/环链轮50/滚链轮64之间区段的绳索32/环链72/滚子链64，承受的拉力是配重51/拉簧22提供的复位拉力，力量小，所以统称为复位索。对于卷筒，主绳缆与副绳缆是分开的两股，而对于摩擦轮/环链轮/滚链轮，采能索与复位索其实是一股，只是按区段不同来标识。

浮体绳轮WEC是利用浮体相对于水下的重力锚之间的相对运动来采集波浪能的，重力锚作为一个相对参考点，在浮体随波浪上升时，浮体与重力锚间的距离增大，采能索受拉，于是其拉动直线旋转转换机构旋转，直线旋转转换机构将旋转线性转换成旋转运动，输出动力，这一过程，也拉动了收绳构件(弹簧/配重)，从而蓄能；而在浮体随波浪下落时，浮体与重力锚间的距离缩短，浮体浮力对采能索的拉力消失，在收绳构件的反向力作用下，直线旋转转换机构倒转将采能索收回，如此循环。

节II：有时如果让设备舱直接作为海面浮体而承受海浪冲击，则会出现一系列问题。

见图2，直线旋转转换机构是滚链轮64，它需要很长的直管66来保证配重51有足够的行程空间(10m)，而如果让设备舱7作为海面上的浮体(即去掉第二浮体93)，那么因为圆柱形长直筒66的水阻很大，当设备舱7受到海浪水平冲击，会在设备舱7与直管66结合处出现非常大的应力，易造成破坏。解决办法是：浮体设计成水面上的第二浮体93下挂设备舱7的方式，设备舱7底面开孔并与直管66的顶端口对接并作密封焊接，所述的主轴27、滚链轮64、轴承、轴承座均安装在设备舱7内，所述导缆器57/双滚轮导缆钳安装在直管66底端开口处，一根锁链72一端系在第二浮体93底端，另一端系在设备舱7顶端，设备舱7体积应小，以减少水的冲击力，并且设备舱7+附带的内部机构可整体比重大于水，完全靠上面的第二浮体悬吊。这样第二浮体21在海面上的倾斜摆动不会造成设备舱7的倾斜摆动，设备舱7可视为一直承受的是顶部系点与长管底端的导缆器57两端的拉力。另外设备舱7顶端系点最好在直筒66的轴线上，这样直管66、及其与设备舱7的结合处将不会出现大的弯矩。配重51侧面安装的定向脚轮75可上下在直管66内滚动，从而避免其与内壁摩擦。

节III：如图1，配重51通过第二拉簧18与副绳缆61连接，即第二拉簧18一端连接配重51，第二拉簧18另一端连接副绳缆61。目的主要是波谷时让复位索的拉力(比起没有第二拉簧18)更大，而在波峰时副绳缆61拉力相对更小。举例：波浪的本质是水质点做近似圆周运动(假设逆时针)，副绳缆上下速度是由浮体决定，在WEC静止时第二拉簧18受到配重51的拉力的长度定义为平衡长度。当从9点-6点，浮体21竖直方向上处于减速，所以副绳缆61也处于减速状态，由于配重51的惯性以及第二拉簧18的拉力是由其伸长量决定，配重51相对于复位索向下运动，第二拉簧18被慢慢拉大，在波谷时第二拉簧18被拉的长度超过了平衡长度，从而产生了一个比配重51湿重更大的复位拉力(实验表明有时达2倍以上)，而在6-3点第二拉簧18的弹性势能对配重51做了功，配重51被向上抛通过3点，在波峰时由于配重51的惯性，第二拉簧18的长度又比平衡长度小，复位索拉力相对更小，有时为0。

优选的：见图4A，第二拉簧18的螺旋线材外套橡胶管/聚脲护套71；以隔绝第二拉簧18与海水，从而防腐；优选的：见图1、图4，第二拉簧18与一根绳子41并联，即第二拉簧18一端与绳子41一端连接，第二拉簧18另一端与绳子41另一端连接，绳子41长度为拉簧最大允拉伸时的长度，绳子41起保护作用，防止第二拉簧18被拉的过长而被损坏。

配重+弹簧收绳适用于所有配重收绳需要加强的场合。

另外见图2，给浮体加弹簧，也可以让其落得更深，从而多收回一点绳索，多利用一点波高做功，浮体内设有重块65，它上面有竖直贯穿孔，浮体上的导向柱8从孔中穿过，重块65下连接压簧5，也可以将重块65设置在外面，看图的下面重块65套在直管66上，重块65上方连接弹簧15一端，弹簧15另一端连接设备舱7底，原理跟上面是一样的，只是作用对象不一样，当然最好还是滚子链76与配重51间加第二拉簧18。

节IV：见图4，WEC的直线旋转转换机构是摩擦轮组(后面有解释)，由于浮体21不断纵荡横荡，再加上海流的冲击，所以绳索32会在横向力的作用下弯曲，为了抑制这种弯曲，加了硬直管95，采能索26从硬直管95中穿过，该硬直管95顶端通过橡胶管82与浮体21底孔对接，即硬直管95顶端与橡胶管82一端口对接，橡胶管82的另一端口与浮体21底面开孔对接(硬直管95+橡胶管82+浮体21内部融合成一个半封闭空间，开口在硬直管底部，里面可注入高压空气，将内部的水面逼到硬直管95底部，从而更好的防止海水侵入浮体21腔内)，或参照图6，通过绳子41连接连接浮体底面。橡胶管82/绳子41使得硬直管95与浮体是活动连接，可以自由倾斜。硬直管95底端口与锚基28之间要留出一段距离，以免浮体21带着硬直管95上下运动时，硬直管95底端撞到锚基28上。

为了防止硬直管95的底端开口与采能索26摩擦，在所述硬直管底端开口处安装的导缆器68/双滚轮导缆钳，采能索26从导缆钳68/双滚轮导缆钳中穿出；同样在硬直管内某处也可安装导缆器/双滚轮导缆钳/直线滚珠轴承，以避免采能索26与硬直管95内壁摩擦；

硬直管也可替换为伸缩多级套筒78，见图6，采能索26从伸缩多级套筒78中穿过，伸缩多级套筒78顶端通过橡胶管对接或通过绳子41连接到浮体21底面(即伸缩多级套筒78顶端两侧各系一根绳子41的一端，两根绳子41的另一端叉分开，系到浮体21的底面)。伸缩多级套筒78底端通过橡胶管82对接或通过绳子连接到所述重力锚28。

对于伸缩多级套筒，在其顶底两端入口处或其内部安装导缆器/双滚轮导缆钳/直线滚珠轴承79，以防采能索26与内壁摩擦。

本节的硬直管与伸缩多级套筒利用其较强的抗弯刚性，让绳索躲在其内免受海水冲击，可应用于所有防止绳索弯曲变形的场合。

节V：见图7，海面上的浮体经常会受到海洋生物的附着，本图给出了解决方案，具体为：浮体21为回转体外形，一与浮体21同轴线的旋转轴承56，其内环紧套在浮体21表面上，其外环上固结一细长形刮条83，刮条83贴近浮体21外表面延伸；图7B是仰视图。

优选的：所述刮条83的只在半柱面内延伸；

原理：因为轴承56的外环可自由旋转，海流/海浪对刮条83的冲击，产生了旋转力矩，该力矩推动刮条83旋转，因刮条紧贴浮体21表面，所以可扫除浮体21表面附着物。

刮条83如在其旋转周向上投影面积小，可与一周向上投影面积大的受浪板84固结，以增强波浪/海流的推动力。

去除附着物的装置还可以是这样的，见图8：浮体21为回转体外形，一与浮体21同轴线的旋转轴承56的内环，紧套在浮体21表面上，该轴承21外环固结一曲轴87，该曲轴87的形状为细长形，贴近浮体21外表面、并在浮体21的同一轴截面内、且在轴线一侧延伸；在曲轴87上的直线段处套有滚筒刷86，滚筒刷86可在曲轴87上自由旋转，并贴紧浮体21外表面；这个原理跟上图刮片是一样的，也是利用了波浪/海流的冲击，所不同的是扫除工具由刮条83变成了滚筒刷86。由于滚筒刷86要与浮体21表面滚动摩擦，所以不同旋转半径处的线速度会不同，这必然导致滑动摩擦，为减小阻力，对于浮体径向上长度较长的曲轴直线段，所套的滚筒刷86要分成好几个，串联的套在曲轴直线段上。

同样，为增强波浪/海流冲击力，可以选择的是在曲轴87上固结一受浪板84，该受浪板84在所述轴承的周向上投影面积大。

本节刮条83/滚筒刷去除海生物方案适用于所有海上浮标，不限于WEC的浮体。

节VI：图8，还包括了去除主绳缆/绳索/锁链的海洋附着物装置，具体结构为：一管状的滑筒89，套在采能索26上，滑筒89的比重大于水，滑筒89的上端面外缘连接一细绳88，该细绳88斜向一侧向上延伸，其另一端固定并缠绕在一微型卷扬机35的卷筒上，该微型卷扬机35固定在一个悬臂6末端，卷扬机35的电机受MCU(即单片机)/PLC控制，所述悬臂6的另一端固结在浮体21的外侧面上。

其实，所述细绳88也可以直接固定在浮体21上底面外缘，因为要防止滚筒刷86扫到，所以可固定到悬臂6的底端，原理是这样的：由于浮体绳轮WEC的采能索26是不断上下相对于浮体21运动来工作的，而滑筒89依靠自己重力拉紧细绳88，即相对于浮体21竖直方向上近乎不动，所以滑筒89会相对于采能索26上下运动，从而扫除采能索26上的附着物，为了防止套筒89内壁磨损采能索26，优选的：滑筒89内安装导缆器/双滚轮导缆钳68/刷毛；为了防止套筒89绕着采能索26转动而发生细绳88缠绕现象，套筒89的上端口张开，形似喇叭状凸缘81，细绳88系到凸缘上。

而对于说到的，细绳88固定并缠绕在卷扬机35上的目的是，可以由MCU来控制滑筒89的工作深度，当然也可以在波浪很小的季节，MCU通过控制卷扬机35不断的收放细绳88，来使滑筒89不断的上下运动，从而可以自主的清除附着物而不依赖于波浪。

本节去除采能索的卷扬机悬吊滑筒方案其实也适用于所有海上绳索场合。

节VII：节I中提到了,利用摩擦轮与绳索之间的摩擦力，将线性运动转换成旋转运动的转换机构，由于摩擦是一种F/V(力÷传动材料体积)较小的传动方式，所以需增强。图3给出了通过多个摩擦轮+采能索并、串联的设计，这里只讲串联。图3从正面、图4从侧面的展示了串联的方案，两图要结合着看。即：所述摩擦轮53为ABCDE，组成摩擦轮组，即：摩 擦轮53与齿轮38通过轴27轴连，摩擦轮53、齿轮38、轴27及其轴承座构成一个摩擦轮齿轮单元，轴27通过轴承座安装在浮体机架上，五个同样的摩擦轮齿轮单元轴线平行、同向、端面对齐且依次紧挨的安装在机架上，五个摩擦轮齿轮单元的齿轮38依次啮合(排列类似奥运五环)，但每个摩擦轮53大小小于齿轮，所以摩擦轮53之间并不干涉；摩擦轮组的其中一个单元的轴27输出动力，绳索32依啮合次序蜿蜒绕过每个摩擦轮齿轮单元的摩擦轮53，所谓蜿蜒绕过是指，绳索32在前行中绕相邻的两个摩擦轮的方向总是相反的。

原理：当绳索32拉动时将会通过静摩擦力带动整列摩擦轮53转动，摩擦轮53的摩擦扭矩通过彼此啮合的齿轮38汇集到一起，从某个主轴27输出动力。

优点：这种设计可以让一根绳索产生更大的摩擦力。

见图4B，绳索32可采用超高分子量聚乙烯制成，但这种材料摩擦系数小且不耐磨，为提高耐磨性以及摩擦力，在绳索32上每隔一段长度打一个绳结58(单结)，然后外敷耐水的聚氨酯弹性体/橡胶55。聚氨酯弹性体/橡胶55护套呈细长的圆柱状，带有一串绳结58的绳索32嵌在聚氨酯弹性体/橡胶55细长柱形中。当聚氨酯弹性体/橡胶55受到摩擦力时，可内部传递到最近的绳结处，对绳结58产生压力，该压力会对绳索产生拉力。虽然这样超高分子量聚乙烯绳索很光滑，但靠打绳结的方式，将摩擦力转变成压力，从而大大提高了F/V(摩擦力/体积)。

优选的：聚氨酯弹性体/橡胶55可混杂短纤维制成以增强强度。优选的：对聚氨酯弹性体，可以采用可室温浇筑固化成型的预聚体材料制成，这样就整个粘附在绳索上了。本节适用范围：所有需要依靠绳索摩擦力来做直线旋转动力转换的场合，不限于WEC。

Ⅷ节：对于图1、2、3、4、8、10，直线旋转转换传动机构输出的动力通过超越离合器1传给发电机，超越离合器1将直线旋转转换机构的往复转动转换为单向转动，所以发电机24将持续向一个方向旋转，但这个旋转是时大时小时有时无(波浪带动浮体上升，采能索拉动直线旋转机构做功，动力经超越离合器输给发电机，波浪下降，采能索被回收，主轴倒转，但此时超越离合器处两端之间不传动，发电机不动)，如果要汇集这些WEC的发电机的电能，该如何做，图9给出了解决方案，即：

发电机如为直流的，则并联一功率二极管，二极管P极与发电机负极接在一起，多个波浪能采集系统的直流发电机与二极管组成的并联支路，按同一方向串联在一起形成总线；

在发电机发电时，其两端电压造成二极管截止，总线电流从发电机中过，发电机输出电力，而当发电机不发电时，发电机的内阻将产生压降，从而造成二极管导通，总线电流从二极管中经过，不经过发电机，从而减少了发电机内阻产生的功耗。

发电机如为交流的，则其输出端接整流桥，多个浮体绳轮WEC的交流发电机的整流桥的输出端，按同一方向串联在一起形成总线；所述整流桥也可并联滤波电容，以滤除交流成分。发电机发电时，总线电流的走向是二极管》发电机》二极管，当发电机不发电时，发电机相当于电阻，产生压降，这时总线电流从并联的两路串联双二极管支路中经过，不经过发电机，避免了内阻产生的功耗。

多个WEC的发电机串联后，尽管每个发电机发出的电压时刻在变化，但整列串联的发电机的电压∑Ui就稳定多了，这个不发那个发，这个不强那个强，稳定了总电压。

另外串联会带来一个问题，就是累积电势，即由于非常多的WEC的发电机电压加到一起，电压越来越高，发电机壳体如果接浮体的话，那么部分发电机壳体与其电枢绕组间的电势非 常大，这样极易击穿绕组，所以要将发电机金属壳体用绝缘层63包裹起来，发电机转轴与外界也要通过两端绝缘的联轴器62以实现绝缘，同时发电机的金属壳体与其一侧总线用导线连通，这样发电机壳体与电枢绕组的电势差就小多了。

本图串联方案也适用于所有多发电机需要汇集能量的场合。

节IX：对于在大海里工作的浮体绳轮WEC，浮体是做各种运动，对于配重收绳的、非滚链直线旋转转换机构的浮体绳轮WEC，复位索45与浮体21的夹角会做各种变化，为了防止复位索偏离正常工作平面而从副卷筒/摩擦轮/环链轮上脱落，也为了防止复位索与浮体摩擦，需在浮体上安装另一导缆器/双滚轮导缆钳57，复位索从所述导缆器57/双滚轮导缆钳中穿过，见所有的配重收绳图例。

另外在水下海浪海流的冲击下，如果配重51无约束那么它将任意摆动，极易发生采能索26与复位索45的互相缠绕现象，所以浮体绳轮WEC需要一个防双绳缠绕机构，方案如下：

一，潜标侧拉式，见图12：一根缆绳69一端连接所述配重51，另一端向下向一侧延伸，然后绕过一滑轮60后，最后连接在一水下浮子59上，所述滑轮60的滑轮架通过绳子连接到另一锚基28上；或者是省掉所述配重51，即从浮体下来的副绳缆61直接与一根缆绳69一端连接，该缆绳69另一端向下向一侧延伸，然后绕过一滑轮60后，最后连接在一水下浮子59上，滑轮60的滑轮架通过绳子连接到另一锚基28上；

原理：潜标59的浮力通过缆绳69对配重51进行斜向下、一侧拉拽，产生的水平分力使得配重51离开主绳缆16，这样副绳缆61与主绳缆16就不会发生缠绕了。而如果省掉了配重51，那就相当于潜标59作为WEC的收绳构件了，利用潜标59的浮力收绳复位。

二，单悬链侧拉式，见图4：一段缆绳69，中间系重块65，缆绳69一端系在配重51上，另一端向下向一侧延伸，最后连接到一抓地锚70上，该缆绳69也可替换为悬链；

原理：重块65的湿重重力会拉紧缆绳69(悬链是靠分散的自重产生拉力)，从而对配重51产生一个斜向下的拉力，水平分力部分会拉动配重51离开采能索26，使得复位索45与采能索26不会发生缠绕。

三，旁浮标处侧拉式，见图11右侧：在所述浮体21周围一定距离处(比如50米)增加一浮标91，浮体21及所述浮标91被系泊系统锚定在某处，一根缆绳69一端系在配重51上，另一端向浮标处延伸，绕过一滑轮60后向下延伸，最后连接一重块65，所述滑轮60的滑轮架通过绳子41连接浮标91底面；

比重大于水的重块65会对缆绳69产生向下拉力，这个拉力沿着缆绳69传导，从而拉拽配重51，从而使其远离采能索26，避免采能索26与复位索45发生缠绕。滑轮60的位置可以放在水下10m深处，正好处于配重51的上下运动行程(比如是在0m-20m深度)的中间高度，这样缆绳69呈大约水平左右(0±11.31°)侧拉配重，从而更充分发挥重块65的湿重，几乎都用来侧拉配重51，如果是象一、二防缠机构那样，斜着侧拉配重51，则只有部分拉力是用于水平侧拉配重51，还有部分拉力是竖直方向上，干扰了复位索45拉力。另外此例中，配重51的运动引起的缆绳69的拉伸变动量是比较小的，只有±0.99m，重块65不需要很大的竖直位移，也就是说水的阻力相对小很多，从而减少配重51上下运动的附带阻尼。

也可以省掉上述配重51，而让复位索45直接和所述缆绳69连接，重块65作为收绳用的配重；但这样复位索45就不是竖直向下拉了，而是斜向下，复位索26被竖直下拉的好处是不会对浮体21产生水平分力，避免产生弯矩。

也可以是(见图10)：从浮体21上的引出来的复位索(即副绳缆61)穿过浮体侧面的导缆器/双滚轮导缆钳57后，水平延伸，经过一段海上距离再穿过浮标91侧面上的导缆器/双滚轮导缆钳，然后再绕过安装在该浮标上的导向滚轮60后改为向下延伸，再穿过该浮标底面的导缆器/双滚轮导缆钳，然后继续向下延伸，最后系在配重(被浮标挡住，未画)上；

这样复位索61的竖直段就与采能索分隔开来，从而防止缠绕。可选的是：在锚定浮体21/浮标91的多根锚链90/锚缆中，可省掉所述复位索所在方向上的锚链90(如图10)；即复位索61也可以做一个锚缆对浮体21/浮标91发挥系泊作用；

四，锚链处侧拉式，见图11左侧：浮体21被多点系泊系统锚定在某处，复位索45所连接的配重51与一根缆绳69的一端连接，该缆绳69的另一端斜向下向一侧延伸，绕过一个滑轮60后向下连接一重块65，该滑轮60的滑轮架通过绳子连接到所述系泊系统中的其中一根锚链90的中部；也可以省掉所述配重51，这样复位索45直接和缆绳69一端连接(虚直线部分)，让重块65的作为收绳用的配重；

这个设计的运作机理跟上面都是一样的，都是利用重块的湿重侧拉配重或者是湿重直接作为复位索复位的拉力，只是安装地方不一样。

优选的，见图11：对于以上四种采用重块对配重提供侧拉力的防双绳缠绕机构，侧拉配重51的缆绳69/悬链(二、单悬链侧拉防缠机构中的悬链)，通过较长的硬直杆20连接配重51，即缆绳69/悬链与硬直杆20一端连接，硬直杆20另一端与配重51活动连接；目的是为了更好的防止配重51绕采能索26旋转，假如因为某种原因(比如非常强的海流冲击)配重51克服了重块65对它的侧拉力，还是跑到了采能索26(图11)的左边，只要硬直杆另一端未到采能索左边，那么因为硬直杆20是硬的不能弯折，配重51还是不能绕着采能索26旋转。

五，双悬链挡杆式，见图5：复位索45所连接的配重51的两侧各系一根锚链90，两根锚链90向两侧向下叉分开，每根锚链90的另一端分别连接一个重力锚/抓地锚70；

本方案，是利用拉紧的锚链90与拉紧的采能索26之间的碰撞，来阻止配重51围绕采能索26旋转，显然，无论配重51怎么运动，采能索26一直在两根锚链72组成的连线的一侧，但为防止采能索26被磨损，采能索26下半段可以替换为硬直杆20，硬直杆20底端通过互相扣合的一对锁环73连接重力锚28，锁环73可以让硬直杆20自由倾斜。

也可省掉配重51，这样复位索45与两根锚链90/锚缆直接连接组成倒Y形；锚链72也可替换为锚缆，但应在锚缆中间系重块；这样就成了利用悬链72/重块的湿重来收绳了。

六，双绳导向式，见图1：浮体21有两套相同的共轴的间隔一定轴向距离的主卷筒25及所配套的主绳缆16。从浮体21下来的两根主绳缆16，分别从配重51上设置的两个竖直孔中穿过，然后连接到重力锚28上；

很显然，配重51被穿过它的两根主绳缆16所引导，它的运动受到约束，不能大角度的旋转，一旦旋转两根主绳缆16的变形将会对配重51产生反方向的恢复力矩。图3，也是属于双绳导向式机构，它是采用了两套采能索26来引导配重51。

另外在所述配重51的竖直孔上下入口处设有导缆器/双滚轮导缆钳68，主绳缆16(图1)/采能索26(图3)从该导缆器/双滚轮导缆钳68中穿过；这样采能索就不会与竖直孔摩擦了。

另外，见图1，浮体21在海面将承受波浪的左右振荡和摇摆，浮体21会出现不同倾角，这时两根主绳缆16会出现拉力不同现象，所以对于双绳导向防缠机构来说，还要有一个调配拉力机构，这里有三种设计：

设计1，滑轮连接重力锚：见图1B，即：从浮体21向下延伸的原本要连接重力锚28的两根采能索26，改为在靠近重力锚28上方处合为一股并绕过一滑轮，该滑轮的滑轮架49通过一根绳子连接重力锚28；利用滑轮将两根采能索26的拉力相等。

设计2，浮体U形环悬吊设备舱：见图1A，将浮体设计成第二浮体93下挂设备舱7的形式，第二浮体93在水面，设备舱7在其下方，设备舱7为只有底面开孔的半封闭壳体，主轴、卷筒、轴承、轴承座均安装在设备舱7内，导缆器57/双滚轮导缆钳安装在设备舱7底面开孔处，设备舱壳体的左右两侧分别外固结一圆柱94的一端，两个圆柱94同轴线，两个圆柱94分别插入一U型环74的两个孔中(圆柱与孔为间隙配合)，该U形环74的中段的外侧与第二浮体93底端通过绳子41连接(也可U形环74中段外侧与第二浮体93底面固结)；需要注意的是：两根主绳缆16从设备舱7底部所穿出的两点(即它们所穿出的导缆器57)连线，要与U形环74的两孔的轴线垂直，同时所述两点连线的中点要恰好在U形环两孔连线上，当第二浮体93左右倾斜时，两主绳缆16与圆柱94的垂直距离相等，根据力学分析可知，此时两主绳缆16的拉力是相当的。而当第二浮体93前后摇摆时，因为这个方向上两根主绳缆16是对齐的，所以受力是一样的。图1A实施方案定义为U形环74悬吊方案。

设计3，Y形连接重力锚+浮体悬吊：见图3，采能索26与重力锚28之间采用Y形绳索连接，即：所述两根采能索26先不连接重力锚28，改为先均布的、且对称的连接一硬直杆20的两端，该硬直杆20再通过Y形绳索67连接重力锚，即：Y形绳索67的两个顶端分别与硬直杆20的两端连接，Y形绳索67的底端与重力锚28连接。

而关于浮体，则要采用第二浮体悬吊设备舱的结构形式，悬吊方式可以是：U形环/单绳/Y形绳索任意一种，U形环连接可参照图1A，至于单绳连接，则是：连接用的缆绳一端连接到第二浮体93底面，另一端连接到设备舱7顶面上的系点，该系点在中心线FF’与设备舱7顶面的交点上。所谓中心线：将设备舱7向上拉，从而将两根采能索26及重力锚上28的Y形绳索均拉紧，这时两根采能索26被拉直而且近乎平行，两根采能索26确定了一个平面，在这平面内有一根直线位于二者之间与二者平行且距离相当，这个就是中心线FF’。

而图3采用了上下Y形绳索连接方式，第二浮体93在水面，设备舱7在其下方，主轴27、摩擦轮53、轴承、轴承座均安装在设备舱7内，所述导缆器57/双滚轮导缆钳安装在设备舱底面开孔处；设备舱7通过Y形绳索67与第二浮体93活动连接，Y形底端与第二浮体93底端活动连接，Y形两个顶端与设备舱7顶面活动连接；当将Y形绳索拉直使得其所在平面与拉直的两根采能索平行的时候，先对准Y形绳索的中心O点到中心线FF’上，然后再将Y的两个顶端系到设备舱7顶面上。这样O拉力作用点与两采能索26距离相当，无论第二浮体93做各种倾斜摇摆等动作,两采能索26拉力相等。

需说明的是，对于上部Y形绳索所在平面与两平行的采能索所在平面，可呈任何角度，而本图设计成了重合关系，这样：当两根采能索26出现拉出长度不一的时候，根据力学分析可知，拉出长度较长的那根采能索26受力较小，而拉出较短的采能索受力较大，从而自动使得拉出较短的采能索产生更多的滑动摩擦，从而赶上拉出较长的采能索，使得它们长度一致，也就是说它具备了自动调节两绳长度的功能。

七，穿吊锚式，有两种，第一种是：所述重力锚两侧分别与分开一定距离的两根绳子的一端连接，所述两绳子的另一端分别连接海面上间隔一定距离的两浮子，两浮子被锚定；所述重力锚上设有竖直的贯穿孔，所述复位索从该贯穿孔中穿过，继续向下连接配重；

滑轮式：一根缆绳从一凹槽滑轮绕过，所述重力锚顶端与所述滑轮的滑轮架固结，所述缆绳的两端分别连接海面上的分隔开一定距离的两浮子上，两浮子被锚定，重力锚被该缆绳悬吊在水中上设有竖直的贯穿孔，所述复位索从该贯穿孔中穿过后，继续向下连接配重；

对于所述两种穿吊锚式防缠机构，优选的是，贯穿孔的上下两个入口处安装导缆器/双滚轮导缆钳，采能索从导缆钳/双滚轮导缆钳中穿过，以防摩擦。

原理：因为悬吊重力锚的两根绳子/缆绳(绕滑轮的)会在重力锚自转时产生一个复位力矩来抑制它自转，所以重力锚是不自转的，这样只要把浮体锚定住不让其自转，则对于复位索来说，其上端被浮体底部的导缆器/双滚轮导缆器约束，而下段又被重力锚的竖直贯穿孔约束，所以是不能绕着采能索转动的。

本节的防双绳缠绕机构，也适用于海上其他设备的相近绳索间防缠场合。

节X：见图12、13、14、15、16，由直线旋转转换机构+超越离合器，可将浮体的上下运动转换成单向旋转运动，但这个转速是时快时慢，而且时有时无，所以还需要把不稳定的旋转动力转换成稳定的旋转，CN102016294A、US20130200626给出了解决办法，它是利用抬高重物来蓄能，但WEC在大海里运行时经常需要调节工作载荷，例如大浪时它必须把工作负荷调高，以增加采能索拉力、浮体的吃水，这样才能吸收更多波浪能，而小浪时要把工作负荷调低，以减小采能索的拉力、浮体的吃水深度，让浮体能被小浪推动从而产生足够行程，工作负荷与浪高存在一个最佳的匹配关系。

图12、13、14、15、16给出了解决方案，即：增加了止退棘轮机构9、差速器/行星齿轮、蓄能调载装置；所述WEC核心系统的直线旋转转换传动机构与超越离合器1的一端，通过齿轮/链式传动76联动或轴27连，所述超越离合器1另一端与止退棘轮机构的棘轮9轴联，止退棘爪2安装在机架上，所述棘轮9与差速器/行星齿轮的第一动力端轴连，差速器/行星齿轮的第二动力端通过增速器23驱动发电机24，差速器/行星齿轮的第三动力端与蓄能调载装置的输入动力的旋转构件轴连。

直线旋转转换机构输入的动力先是经过超越离合器1，使往复旋转转换成单向旋转，然后经过止退棘轮机构(作用是防止差速器/行星齿轮的第二动力端的动力返回，带动直线旋转转换机构倒转)，然后经差速器/行星齿轮分成两路，一路是输给第二动力端给发电机，一路是第三动力端给蓄能装置。前面说了，由超越离合器1过来输入给差速器/行星齿轮的第一动力端的旋转转速是不稳定的，而对于第二动力端，其所联接的增速器23+发电机24，由于是把转速放大，发电机转动惯量被平方的放大，所以第二动力端在短时间内可视为恒速。由于差速器/行星齿轮是三个动力端互相关联，第一动力端的剧烈变化，只能由第三动力端来匹配，第三动力端所接的蓄能调载装置，在第一动力端速度快、第二动力端消化不了的时候，蓄将多余的机械能储存起来，在第一动力端速度慢/静止的时候，又将先前积蓄的能量释放，满足推动第二动力端的要求。因为三个动力端的工作扭矩是相互关联的，所以当需要改变工作负荷时，不但要改变第二动力端的负载，还要同时改变第三动力端的蓄能调载装置的工作载荷。

蓄能调载装置有三种，分别是液压式、气压式、拉簧式，分别是：

第一种，液压式，包括液压&机械能互换装置、调压装置。

其中液压&机械能互换装置分为两种，一种是采用液压缸(见图16)，即：一单作用液压缸12的加长活塞杆29，其加长段做成齿条31，与齿轮啮合，该齿轮与所述的差速器/行星齿轮的第三动力端轴联，单作用液压缸12固定在机架上，其进出油口通过油管33接蓄能器13；

其中，上述齿轮齿条传动机构也可替换为链轮链条传动机构，即：差速器/行星齿轮的第三动力端与滚链轮轴联，与之啮合的滚子链的一端与所述单作用液压缸12的活塞杆29连接，滚子链的另一端系一重块/拉簧，拉簧另一端系在机架上；

加拉簧/重块可以让滚子链的另一端保持张力，保持稳定，防止滚子链从链轮上脱落。

优选的，对于链轮链条传动机构，可参考图12，所述重块65在一竖直滑筒66内并与其内壁保持间隙，滑筒66固定在机架上。这样重块65就只在竖直滑筒66内上下运动，不会乱摆，避免链条脱离链轮。

同样齿轮齿条传动机构也可替换为卷筒缆绳传动机构(图15)，即：差速器/行星齿轮的第三动力端与卷筒11轴联，一缆绳69一端固定并缠绕在卷筒11上，该缆绳另一端与所述单作用液压缸的活塞杆29连接；

原理(图15)：由于第二动力端转速很难短时间改变，当差速器/行星齿轮的第一动力端(太阳轮)高速旋转时，第三动力端(与卷筒11轴连的行星架)将会被驱动，以吸收多余动力，第三动力端会通过卷筒11缆绳69机构拉动单作用液压缸12活塞杆29，液压缸12输出高压油给蓄能器13；当第一动力端停转时，蓄能器13释放高压油给液压缸12，推动活塞复位，从而拉动缆绳69带动卷筒11倒转，驱动第三动力端倒转，由于止退棘爪2的作用，棘轮9不能倒转，所以第一动力端不能反转，第三动力端10此时只能驱动第二动力端继续旋转。

第二种液压&机械能互换装置为采用容积泵兼马达(见图13)，即：容积泵兼马达30与差速器/行星齿轮的第三动力端轴联；容积泵兼马达30的一个进出口经油管接油箱34，容积泵兼马达30的另一个进出口经油管33接蓄能器13；

原理：当差速器/行星齿轮的第一动力端高速旋转时，其第三动力端将会被驱动，以吸收多余动力，第三动力端会带动容积泵兼马达30，容积泵兼马达30会从开式油箱34中抽取液压油，输出高压液压油给蓄能器13；当差速器/行星齿轮的第一动力端停转时，蓄能器13释放高压油，驱动容积泵兼马达30反转，驱动第三动力端倒转，由于止退棘爪2的作用，第一动力端所轴连的棘轮9不能倒转，所以第三动力端此时只能驱动第二动力端继续旋转。

很显然，第三动力端的工作扭矩取决于液压缸/容积泵兼马达的工作负荷，进一步的取决于蓄能器气囊的压强。所以只要改变了蓄能器气囊的压强，就能改变第三动力端的工作扭矩(因为第二动力端相当于恒速或固定)，就能改变第一动力端的工作扭矩，也就改变了直线旋转机构的工作扭矩，也就改变了采能索的拉力，也就改变了波浪对浮体做功时的吃水深度，也就改变了整个WEC的工作负荷。对于以上两种液压&机械能互换装置，它们所配套的调压装置的结构可以有3种：

第1种调压装置，见图13：所述蓄能器13的气囊97经气管14接一电动阀配式气泵17的出口，该阀配式气泵17的进口接大气，在所述阀配式气泵17与所述气囊97之间再叉分出一条气管支路，该气管支路通过一电磁阀42后接大气，MCU根据气囊97所连气管上的压强传感器44获取压强信息，来控制阀配式气泵17的启停、电磁阀42的通断；

原理：平时电磁阀42、电动阀配式气泵17都是关闭的。假如我们发现海上浪比较大，想要调大工作负荷，我们通过天线给MCU发出指令，MCU接收到后，控制阀配式气泵17开始从大气中抽气，注入到蓄能器13的气囊97中，气囊97的压强得以升高，MCU通过压强传感器44来不断监测上升的液压，当达到预定值后，MCU关掉阀配式气泵17；假如浪变小，我们想调小工作负荷，给MCU发出指令，MCU收到后，打开电磁阀42，这时候气囊97的高压空气就开始经过电磁阀42溢出，MCU通过压强传感器44来不断监测下降的液压，当达到预定值后，便关断电磁阀42。

阀配式液压泵也可以由端面配流液压泵与单向阀的串联支路替代，它们的功能是一样的，单向阀导通方向为面向气囊一侧；

第2种调压装置，见图15：所述蓄能器13的气囊97接一气管14，该气管先后经压强传感器44、电磁阀42，接到一电动端面配流柱塞泵48上，MCU读取压强传感器44发来的信息，控制电动端面配流柱塞泵48的启停、电磁阀的通断；

原理：平时，电磁阀42、端面配流柱塞泵48都关闭。当想调高气囊97压强时，通过天线43给PLC发指令，PLC收到后打开电磁阀42，并启动端面配流柱塞泵48，端面配流柱塞泵48从大气抽取空气注入气囊97中，然后PLC通过压强传感器44来不断监测上升的气压，当达到预定值后，PLC关断端面配流柱塞泵48、电磁阀42，当需调小气囊97压强时，PLC打开电磁阀42，这时气囊97的高压气体通过电磁阀42溢出，并推动端面配流柱塞泵旋转，溢出到大气，PLC通过压强传感器44监测下降的气压，当达到预定值后，关断电磁阀42。

第3种调压装置，见图16：液压&机械能互换装置中的蓄能器为多个，且气囊压强不同；由所述单作用液压缸/容积泵兼马达出口(高压侧)，引出的油管，然后再叉分成多个支路，每个支路经过一电磁阀42后接一蓄能器13，各个支路上的蓄能器13气囊压强不同，单片机/PLC通过压强传感器44获取液压数据，然后对所述各支路上的电磁阀42进行通断控制；

原理：平时，只有一个支路上的电磁阀打开，比如，当我们想让单作用液压缸12工作在5MPa时，则给MCU发出指令，MCU只让5Mpa支路上的电磁阀42打开(同时关闭其他支路的电磁阀42)。但为了更好的工作，MCU在切换电磁阀的时候，会根据所述单作用液压缸/容积泵兼马达出口(高压侧)，引出的油管上的压强传感器44的数据进行判断切换的时机。比如由于长期工作导致5Mpa蓄能器进了过多的液压油，导致其气囊变小而压强增加到8Mpa(当只有5MPa支路上的电磁阀打开时，MCU通过所述单作用液压缸12所连的油管上的液压传感器44可以获知)，而20Mpa蓄能器放出过多的液压油，气囊超大压强降到15Mpa，这就需要从5Mpa蓄能器中抽取一部分液压油注入到20Mpa蓄能器中，做法是：由于海浪的上下起伏，第三动力端要不断正转反转，单作用液压缸12的活塞也要往复的运动，MCU根据压强传感器44来判断是活塞是在压缩还是在复位，当发现活塞开始压缩液压油的时候，MCU立即只令20Mpa支路的电磁阀打开(其他关闭)，这时单作用液压缸12输出的高压液压油开始进入20Mpa蓄能器中(虽然这时，相当于气囊压强改变，工作负荷改变，采能索拉力改变，但借助于WEC整个设备的惯性，浮体依然会向上冲击一段距离，依然带动第一动力端，第三动力端依然会继续向前转动)。当MCU通过压强传感器44判断活塞开始复位时，立即只令5Mpa支路的电磁阀42打开(其他关闭)，这时5Mpa蓄能器中的液压油会释放，推动活塞复位。然后MCU再在活塞开始压缩的时候，只打开20Mpa支路电磁阀，在活塞开始复位时，只打开5MPa电磁阀。这样就实现了调配各蓄能器中液压油的目的。同理，其他蓄能器间的液压油调配也可参照此做法。

第二种蓄能调载装置为气压式的，见图12，即：差速器/行星齿轮的第三动力端与滚链轮64轴联，与之啮合的滚子链的一端与一第一气缸36的活塞杆连接，该滚子链的另一端系一重块65/拉簧(拉簧另一端系在机架上)；第一气缸36固定在机架上，第一气缸36引出来的气管14，在经过一电磁阀42后，再接一第二气缸96，第二气缸96也为一单作用气缸，该单 作用气缸的活塞杆加长，加长部分做成齿条，与该齿条啮合的齿轮与被PLC控制的伺服电机39的转子轴联，PLC依据伺服电机39的位置模块反馈回来的电机状态或通过所述第一气缸36引出的气管上的压强传感器的信号，来控制伺服电机39的旋转、电磁阀42的通断；第二气缸也可替换为端面配流的气泵，该气泵一个进出口接大气，另一个进气口接一路气管，该路气管经所述电磁阀42接所述第一气缸36，所述气泵与前述伺服电机的转子轴连；

原理：平时电磁阀42是关闭的，第一气缸36内的气体是一定的。当第一动力端处于高速时，第三动力端驱动链轮64正转拉动活塞杆29，从而压缩第一气缸36里的气体，从而将第二动力端多余的机械能转换为气压能，(第一气缸36相当于一个气弹簧)，当第一动力端停转时，第一气缸36内的高压气体推动活塞复位，拉动链轮64反转，从而带动第三动力端反转，由于止退棘爪2不允许第一动力端反转，所以第三动力端只能推动第二动力端继续转动，从而将先前存储的气压能再转换机械能。而当我们需要改变第一气缸36内的气压时，可发指令给PLC。PLC打开电磁阀42，同时驱动伺服电机旋转，通过齿轮齿条机构31带动第二气缸96的活塞杆移动，从而通过气管14从第一气缸36内抽取或注入气体。

优选的，见图12，所述重块65在一个竖直滑筒66内并与其内壁保持间隙，滑筒66固定在机架上，重块65只能在滑筒66内上下运动，而不会乱摆，避免链条脱离链轮64；

同样，所述链轮链条机构也可替换为卷筒绳缆机构/齿轮齿条机构；

第三种蓄能调载装置是弹簧式，图14，即：差速器/行星齿轮的第三动力端(即半轴齿轮)与卷筒11轴联，一缆绳69一端固定并缠绕在该卷筒11上，该缆绳另一端与一第三拉簧85一端连接，该第三拉簧85另一端连接织带37的一端，该织带37另一端固定并卷绕在的一个卷扬机的自带卷筒80上，该卷扬机的电机35通过扭矩传感器52与自带卷筒80轴连，单片机/PLC通过读取该传感器52的数据，对该卷扬机控制指令，进行正转反转及刹车；

原理：平时卷扬机自身卷筒80是处于制动状态的，所以织带37的这一端是固定的。当第一动力端(差速器左半轴)高速旋转时，第三动力端(差速器右半轴)要吸纳更多动力，第三动力端带动卷筒11旋转，从而拉动缆绳69，拉动第三拉簧85，从而将第一动力端的多余动力转换为第三拉簧85的弹性势能。当左半轴不转时，在第三拉簧85的拉力作用下，卷筒11反转带动差速器的第三动力端倒转，由于有止退棘爪2，左半轴不可能倒转，所以第三动力端返回的动力只供给了第二动力端即球壳4，去驱动发电机G。调节第三拉簧85的拉力可调节右半轴的工作扭矩、主轴27的工作扭矩、WEC的工作负荷。当需要调大负荷时，给MCU发指令，MCU控制卷扬机卷筒80旋转，拉动织带37，从而拉动第三拉簧85的一端使第三拉簧85拉力更大。在这个过程中MCU也通过扭矩传感器52监测扭矩的变化，一旦达到预定值就立即关掉卷扬机的电机35。当需要调小负荷时，给MCU发指令，MCU控制卷扬机卷筒80旋转，放出织带37，第三拉簧85的缩短，使第三拉簧85拉力变小。在这个过程中MCU也通过扭矩传感器52监测扭矩的变化，一旦达到预定值就立即关掉卷扬机的电机35。

优选的，见图16：在直线旋转转换传动机构与超越离合器之间插入扭矩限制器19，即直线旋转转换传动机构(图中是环链轮50通过链式传动76带动滚链轮64)的输出端通过主轴与扭矩限制器19的一端轴连，而扭矩限制器19的另一端与超越离合器1的一端轴连。图14是应用了摩擦式离合器1，它是自带的过载保护功能，一旦过载它会打滑。

原理，见图16：扭矩限制器19的作用是保护。有时海上短时间连续来几个大波，导致蓄能调载装置的难以接收这么多能量，液压缸/气缸可能会被压缩到底，或蓄能器的气囊被压 缩到极限，或者是拉簧被拉到极限，这时如果第一动力端继续转动下去将会产生破坏，所以增加了扭矩限制器19，当主轴扭矩超过一定值时，扭矩限制器会打滑，从而避免破坏机器。

优选的，见图15：蓄能调载装置的MCU/PLC可通过外部天线43接收外部控制命令；也可根据压强/扭矩传感器的数据，自动进行调载(如果波浪过小，波浪力小，第三动力端转动幅度也小，液压缸/气缸活塞/图14卷筒11运动幅度小，这会被压强/扭矩传感器监测到，相反亦然。MCU/PLC通过一段时间的数据分析可以做出判断浪大了还是浪小了。)

优选的，见图16：对于含气缸/液压缸12的蓄能调载装置，在气缸/液压缸12上安装监测活塞位置的位置传感器47，位置传感器47发信号给MCU或PLC。因为压强传感器44测到的数据是受活塞位置影响的，所以MCU或PLC需要结合位置传感器47和压强传感器44的数据，来精确的了解目前的系统状态。

本节中的差速器/行星齿轮+蓄能调载装置也适用于其他的不稳定转速需稳定场合。

本说明书中的设备舱、浮体/浮子的外壳都可用外表喷防锈漆的钢制外壳，也可采用玻璃钢壳制作，绳索可采用超高分子量聚乙烯，所有需要的轴承(包括导缆器/双滚轮导缆器、定向脚轮)可采用抗腐蚀的铜基石墨自润滑轴承，定向滚轮、导缆器/双滚轮导缆器的轮体材料可选用聚氨酯/尼龙/橡胶，重力锚、重块、配重可采用水泥/铸铁制作，潜标可采用泡沫聚苯乙烯等泡沫材料。

Claims (9)

1.一种浮体绳轮波浪能采集系统，其特征在于：包括浮体、重力锚、直线旋转转换传动机构、主轴、配重/拉簧；浮体漂浮在海面上，重力锚在浮体的下方的水下；

直线旋转转换传动机构有三种：主卷筒+主绳缆+副卷筒+副绳缆，或摩擦轮+绳索，或滚链轮+滚子链；

对于卷筒+主绳缆式+副卷筒+副绳缆，浮体绳轮波浪能采集系统的结构是：一根主绳缆一端系在重力锚上，另一端向上通过安装在浮体底部的导缆器/双滚轮导缆钳后继续向上延伸，最后缠绕并末端固定在主卷筒上，主卷筒的主轴通过轴承、轴承座安装在浮体上，主卷筒与副卷筒通过主轴轴连或通过齿轮/链式传动机构联动，副卷筒上固定并缠有副绳缆，副绳缆的另一端向下延伸系在一配重上；副绳缆的拉力与主绳缆的拉力对主轴产生的扭矩是相反的；主卷筒通过其轴向外输出旋转动力；

对于摩擦轮+绳索式，浮体绳轮波浪能采集系统结构是：一根绳索一端连接重力锚，另一端向上通过安装在浮体底部的导缆器/双滚轮导缆钳后，向上延伸，绕过摩擦轮后向下延伸，然后系一配重；摩擦轮为车有凹槽的轮,凹槽表面摩擦系数大；摩擦轮通过主轴输出旋转动力，主轴通过轴承、轴承座安装在浮体上；摩擦轮+绳索也可替换为环链轮+锁链；对于滚链轮+滚子链式的，浮体绳轮波浪能采集系统的结构是：浮体为只有底端开孔的半封闭壳体，一根竖立的直管，该直管的上端口与浮体底面的开孔对接后密封焊接，直管的底端开口处安装有导缆器/双滚轮导缆钳，直管内有一根滚链，其一端系在一根绳索的一端上，该绳索另一端向下通过所述导缆器/双滚轮导缆钳后系在下方的重力锚上，所述滚链另一端向上绕过一链轮后，然后向下延伸连接在一配重上，所述配重在直管内并与直管内壁存在一定间隙，配重上设有竖直通孔，所述绳索从该竖直通孔中穿过，所述链轮通过主轴向外输出旋转动力，该主轴通过轴承、轴承座安装在浮体上；

以上三种浮体绳轮波浪能采集系统，配重也可以替换为拉簧，即副绳缆/绳索/滚链系在拉簧一端，拉簧的另一端固定在浮体上；

主绳缆、重力锚与摩擦轮/环链轮/滚链轮之间区段的绳索/环链/滚子链统称为采能索，而副绳缆、配重与摩擦轮/环链轮/滚链轮之间区段的绳索/环链/滚子链统称为复位索。

2.根据权利要求1所述的一种浮体绳轮波浪能采集系统，其特征在于：配重通过第二拉簧与复位索连接，即第二拉簧一端连接配重，第二拉簧另一端连接复位索。

优选的：第二拉簧的螺旋线材外套橡胶管；

优选的：第二拉簧与一根绳子并联，即第二拉簧一端与绳子的一端连接，第二拉簧另一端与所述绳子另一端连接，绳子长度等于第二拉簧被允许拉伸到最大时的长度。

3.根据权利要求1所述的浮体绳轮波浪能采集系统，其特征在于：还包括硬直管，采能索从硬直管中穿过；该硬直管顶端口通过通过橡胶管与浮体底孔对接，即硬直管顶端口与橡胶管一端口对接，橡胶管的另一端口与浮体底孔对接；或，所述硬直管顶端通过绳子连接浮体底面，即硬直管上端口左右两侧分别连接两根绳子的一端，所述两根绳子叉分开，所述两根绳子的另一端连接到浮体底面上；硬直管底端与锚基之间要留出一段距离；

所述硬直管也可替换为伸缩多级套筒，主绳缆/绳索/锁链从伸缩多级套筒中穿过，伸缩多级套筒顶端口通过橡胶管与浮体底孔对接，即：伸缩多级套筒顶端口与橡胶管一端对接，该橡胶管另一端口与浮体底孔对接，所述伸缩多级套筒也可通过绳子连接到浮体底面，即：伸缩多级套筒的上端口左右两侧分别连接两根绳子的一端，该两根绳子叉分开，该两根绳子的另一端连接到浮体底面上；伸缩多级套筒底端口也可采用同样的方式，即通过橡胶管对接或通过绳子连接到所述重力锚上。

4.根据权利要求1所述的浮体绳轮波浪能采集系统，其特征在于：还包括去除浮体表面附着物装置，具体结构为：浮体为回转体外形，一与浮体同轴线的旋转轴承，其内环紧套在浮 体表面上，其外环上固结一刮条，该刮条的形状为细长形，贴近浮体外表面延伸，并与浮体外表面保持一定间隙，；

去除附着物机构的装置也可以为：浮体为回转体外形，一与浮体同轴线的旋转轴承的内环，紧套在浮体表面上，该轴承外环固结一曲轴，该曲轴的形状为细长形，贴近浮体外表面、并在浮体的同一轴截面内、且只在轴线一侧延伸；在曲轴上的直线段处套有滚筒刷，滚筒刷可在曲轴上自由旋转，并贴近浮体外表面。

5.根据权利要求1所述的浮体绳轮波浪能采集系统，其特征在于：还包括去除主绳缆/绳索/锁链的海洋附着物装置，具体结构为：一管状的滑筒，套在主绳缆/绳索/锁链上，滑筒的比重大于水，滑筒的上端面外缘连接一细绳，该细绳斜向一侧向上延伸，其另一端固定在浮体上，或者是所述细绳的另一端固定并缠绕在一微型卷扬机的卷筒上，该微型卷扬机固定在浮体上，微型卷扬机的电机受单片机/PLC控制。

6.根据权利要求1所述的浮体绳轮波浪能采集系统，其特征在于：所述摩擦轮可以为2个，以组成摩擦轮组，具体为：摩擦轮与齿轮轴连，摩擦轮、齿轮、轴及其轴承座构成一个摩擦轮齿轮单元，轴通过轴承、轴承座安装在浮体上的机架上，2个同样的摩擦轮齿轮单元轴线平行、同向、端面对齐且紧挨的安装在机架上，两个摩擦轮齿轮单元的齿轮啮合，但每个摩擦轮大小小于齿轮，所以摩擦轮之间并不干涉；摩擦轮组的其中一个单元的轴输出动力，绳索依次蜿蜒绕过每个摩擦轮齿轮单元的摩擦轮，所谓蜿蜒绕过是指，绳索在前行中绕第一个摩擦轮方向与其绕第二个摩擦轮方向是相反的；

优选的：再依次添加1至几个同样的摩擦齿轮单元，均按照上述规则安装，每个摩擦齿轮单元的齿轮均只跟前一个摩擦齿轮单元的齿轮啮合，一根绳索依添加次序蜿蜒绕过每个摩擦齿轮单元的摩擦轮，整个摩擦轮组仍只有一个摩擦齿轮单元的轴输出动力。

7.根据权利要求1所述的浮体绳轮波浪能采集系统，其特征在于：多个波浪能采集系统一起工作，它们所驱动的发电机壳体外敷绝缘层以对浮体绝缘，发电机壳体与其某一侧的总线用电缆连通，发电机轴通过两侧互相绝缘的联轴器接受外部驱动，而对于发电机，具体为：发电机如果为直流发电机，则其并联一功率二极管，二极管P极与发电机负极接在一起，多个波浪能采集系统的直流发电机与二极管组成的并联支路，按同一方向串联在总线上；发电机如果为交流发电机，则其输出端接整流桥，多个波浪能采集系统的交流发电机的整流桥的输出端，按照同一方向串联在总线上。

8.根据权利要求1所述的浮体绳轮波浪能采集系统，其特征在于：对于配重收绳的、非滚链直线旋转转换机构的浮体绳轮波浪能采集系统，则在浮体上安装另一导缆器/双滚轮导缆钳，复位索从所述导缆器/双滚轮导缆钳中穿过；

还包括防双绳缠绕机构，具体有如下几种结构：

一，潜标侧拉式：一根缆绳一端连接所述配重，另一端向下向一侧延伸，然后绕过一滑轮后向上延伸，最后连接一水下浮子，所述滑轮的滑轮架通过绳子连接另一锚基；或者是省掉所述配重，即从浮体下来的复位索直接与一根缆绳一端连接，该缆绳另一端向下向一侧延伸，然后绕过一滑轮后，最后连接一水下浮子，滑轮的滑轮架通过绳子连接到另一锚基；

二，单悬链侧拉式：一根悬锚链一端系在配重上，另一端向下向一侧延伸，最后连接到一抓地锚上，该悬链也可替换为一段缆绳，缆绳中间系重块；

三，旁浮标处侧拉式：在所述浮体周围一定距离处增加一浮标，浮体及所述浮标被系泊系统锚定在某处，一根缆绳一端系在所述配重上，另一端延伸到浮标下方，绕过一滑轮后向下延伸，最后连接一重块，所述滑轮的滑轮架通过绳子连接浮标底面；

也可以省掉上述配重，而让复位索直接和所述缆绳连接，让重块作为收绳用的配重；

也可以是：从浮体上的引出来的复位索穿过的导缆器/双滚轮导缆钳安装在所述浮体侧面， 复位索穿出该导缆器/双滚轮导缆钳后水平延伸，经过一段海上距离再穿过浮标侧面上的导缆器/双滚轮导缆钳，然后再绕过安装在该浮标上的导向滚轮改为向下延伸，再穿过该浮标底面的导缆器/双滚轮导缆钳，然后继续向下延伸，最后系在配重上；可选的是：在锚定浮体/浮标的多根锚链/锚缆中，可以省掉所述复位索所在方向上的锚链/锚缆；即复位索也可以做一个锚缆对浮体/浮标发挥系泊作用；

四，锚链处侧拉式：浮体被多点系泊系统锚定在某处，复位索所连接的配重与一根缆绳的一端连接，该缆绳的另一端斜向下向所述系泊系统某条锚链的中部延伸，绕过一个滑轮后向下连接一重块，该滑轮的滑轮架通过绳子连接到所述锚链的中部；也可以省掉所述配重，这样复位索直接和缆绳一端连接，让重块作为收绳用的配重；

优选的：对于以上四种采用重块对配重提供侧拉力的防双绳缠绕机构，侧拉配重的缆绳/悬链，可不直接连接到配重而是通过硬直杆连接配重，即缆绳/悬链与硬直杆一端连接，硬直杆另一端与配重活动连接；

五，双悬链挡杆式：复位索所连接的配重的两侧各系一根锚链，两根锚链向两侧向下叉分开，每根锚链的另一端分别连接一重力锚/抓地锚；锚链也可替换为锚缆，但应在锚缆中间系重块；也可省掉配重，这样复位索与两根锚链/锚缆直接连接组成倒Y字结构；

优选的：采能索下半段可替换为硬直杆，硬直杆底端通过互相扣合的一对锁环连接重力锚；

六，双绳导向式：浮体有两套相同的共轴的间隔一定轴向距离的主卷筒/摩擦轮/环链轮及所配套的采能索，两根采能索在穿过各自的导缆器/双滚轮导缆器后，继续向下延伸，然后分别穿过所述配重上设有相隔一定距离的两个竖直孔，最后连接到重力锚上；

优选的，在所述配重的竖直孔上下入口处均设有导缆器/双滚轮导缆钳，采能索所述该导缆器/双滚轮导缆钳中穿过；

七，穿吊锚式，有两种，第一种：所述重力锚两侧分别与悬吊它的、向上叉分开的两根绳子的一端连接，所述两根绳子的另一端分别连接海面上间隔一定距离的两浮子，两浮子被锚定；所述复位索从所述重力锚上的竖直贯穿孔中穿过后，继续向下延伸连接配重；

滑轮式的结构是：一根缆绳从一凹槽滑轮绕过，所述重力锚顶端与所述滑轮的滑轮架固结，所述缆绳的两端分别连接到海面上的分隔开一定距离的两个浮子上，两个浮子被锚定，所述复位索从所述重力锚上的竖直贯穿孔中穿过后，继续向下延伸连接配重；

对于所述两种穿吊锚式防缠机构，优选的是，贯穿孔的上下两个入口处安装导缆器/双滚轮导缆钳，复位索从导缆钳/双滚轮导缆钳中穿过。

9.根据权利要求1所述的一种浮体绳轮波浪能采集系统，其特征在于：还包括超越离合器、止退棘轮机构、差速器/行星齿轮、蓄能调载装置；

所述直线旋转转换传动机构与超越离合器的一端，轴连或通过齿轮/链式传动联动，所述超越离合器另一端与止退棘轮机构的棘轮轴联，止退棘爪安装在机架上，所述棘轮与差速器/行星齿轮的第一动力端轴连，差速器/行星齿轮的第二动力端驱动发电机，差速器/行星齿轮的第三动力端与蓄能调载装置的输入动力的旋转构件轴连；

蓄能调载装置有三种：

第一种蓄能调载装置为液压式，包括液压&机械能互换装置和调压装置；

其中液压&机械能互换装置分为两种，一种是采用液压缸的，具体为：一单作用液压缸的加长活塞杆，其加长的多余段做成齿条，与齿轮啮合，该齿轮与所述的差速器/行星齿轮的第三动力端轴联，所述单作用液压缸固定在机架上，其进出油口通过油管接蓄能器；

上述齿轮齿条机构也可替换为链轮链条机构，即：差速器/行星齿轮的第三动力端与滚链轮轴联，与之啮合的滚子链的一端与一单作用液压缸的活塞杆连接，滚子链另一端系一重块/拉簧，拉簧另一端系在机架上；所述单作用液压缸进出油口通过油管接蓄能器；

优选的，所述重块在一个竖直滑筒内并与其内壁保持间隙，滑筒固定在机架上；

同样齿轮齿条传动机构也可替换为卷筒绳索传动机构，即：差速器/行星齿轮的第三动力端与卷筒轴联，一缆绳一端固定并缠绕在卷筒上，该缆绳另一端与一单作用液压缸的活塞杆连接；所述单作用液压缸的进出油口通过油管接蓄能器；

第二种液压&机械能互换装置为采用容积泵兼马达的，具体为：容积泵兼马达与差速器/行星齿轮的第三动力端轴联；容积泵兼马达的一个进出油口经油管接油箱，容积泵兼马达的另一个进出油口经油管接蓄能器；

以上两种液压&机械能转换装置，它们所配套的调压装置的结构可以有3种：

第1种为：所述蓄能器的气囊与经气管接一电动阀配流式气泵的出口，该阀配流式气泵的进口接大气，在所述阀配流式气泵与所述气囊之间再叉分出一条气管支路，该气管支路通过一电磁开关阀后接大气，MCU从所述气囊所连气管上的压强传感器获取压强信息，来控制阀配流式气泵的启停、电磁开关阀的通断；

阀配式液压泵也可由端面配流液压泵与单向阀的串联支路替代，单向阀导通方向为面向气囊一侧；

第2种为：所述蓄能器的气囊接一气管，该气管先后经压强传感器、电磁开关阀，接到一电动端面配流柱塞泵上的进出口，端面配流柱塞泵的另一进出口接大气，MCU读取压强传感器发来的信息，控制端面配流柱塞泵的启停、电磁开关阀的通断；

第3种：液压&机械能互换装置中的蓄能器为多个，且气囊压力不同；由所述单作用液压缸/容积泵兼马达的进出油口(高压侧)，引出的油管，叉分成多个支路，每个支路经过一电磁开关阀后接一蓄能器，各支路上的蓄能器气囊压力不同，单片机/PLC可对所述各支路上的电磁开关阀进行通断控制；

第二种蓄能调载装置为气压式的，具体为：差速器/行星齿轮的第三动力端与滚链轮轴联，与该滚链轮啮合的滚子链的一端与一第一单作用气缸的活塞杆连接，该滚子链的另一端系一重块/拉簧，拉簧另一端系在机架上；所述第一气缸固定在机架上，其进出气孔通过气管接后面的调载装置，调载装置有两种，气缸式和气泵式；

气缸式：第一气缸引出来的气管，在经过一电磁开关阀后，再接一第二单作用气缸，该单作用气缸的活塞杆加长，加长部分做成齿条，与该齿条啮合的齿轮与被PLC控制的伺服电机的转子轴联，PLC依据伺服电机的位置模块反馈回来的电机状态或通过所述第一气缸引出的气管上的压力表的信号，来控制伺服电机的旋转、电磁开关阀的通断；

气泵式：一端面配流的气泵的一个进出口接大气，另一个进气口接一气管，该气管经电磁开关阀接所述第一气缸，气泵与伺服电机的转子轴连；PLC依据所述第一气缸引出的气管上的压力表的信号，来控制伺服电机的旋转、电磁开关阀的通断；

同样，上述链轮链条机构也可替换为卷筒绳缆机构/齿轮齿条机构；

第三种蓄能调载装置是弹簧式，具体为：差速器/行星齿轮的第三动力端与卷筒轴联，一缆绳一端固定并缠绕在该卷筒上，该缆绳另一端与一拉簧另一端连接，该拉簧另一端连接织带的一端，该织带另一端固定并卷绕在的一个卷扬机的自带卷筒上，该卷扬机的电机通过扭矩传感器与自带卷筒轴连，单片机/PLC通过读取该传感器的数据，对该卷扬机控制指令，进行正转反转及刹车。