CN108180100A - 利用水面浮动的行船小型发电装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种利用水面浮动的行船小型发电装置及方法，包括主板架、横梁、发电机、升降柱以及蓄电池，发电机可拆卸连接在主板架上的一侧位置上，主板架上的另一侧位置上连接有蓄电池，发电机的转子轴与棘轮配合，主板架的一边位置上可拆卸连接有导向架，所述升降柱与所述导向架配合，所述升降柱的底端与浮板架可拆卸连接，所述浮板架的底部安设有气囊，所述升降柱的一侧位置上可拆卸连接有若干齿架，所述齿架通过扭簧轴与转动齿配合。该利用水面浮动的行船小型发电装置安装在船只靠近船尾处，可利用海面的起伏来推动升降柱进行发电，环保可靠，有利于减轻船只中的用电负担，可给船内人员的移动设备或小功率电器的使用提供电能，应用前景广阔。

Description

利用水面浮动的行船小型发电装置及方法

技术领域

本发明涉及水利发电设备领域，具体为一种利用水面浮动的行船小型发电装置。

背景技术

水力发电是利用水流的动能推动叶轮旋转促使发电机工作进行发电，利用水流的发电设备常设置在河流中，需要有水流的推动，但是在海中，海水流动方向性不明确，水流不便控制，依靠水流推动叶轮的发电方式实施起来存在诸多困难，但是海面的起伏变化多，现缺少一种依靠水面起伏来进行发电的装置，目前诸如手机、平板电脑等移动设备已经十分普及，而移动设备的运行需要依靠电能，行船中船内耗电需要节约，此时若有能够利用自然力进行发电的装置，将会减轻船内的部分电量消耗。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用水面浮动的行船小型发电装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：利用水面浮动的行船小型发电装置，包括主板架、横梁、发电机、升降柱以及蓄电池，所述横梁的两端均连接有主板架，所述发电机可拆卸连接在主板架上位置上，所述主板架上的另一侧位置上连接有多个定位臂，所述蓄电池通过定位臂与主板架配合，所述横梁上穿装有多个固定螺栓，所述发电机的转子轴与棘轮配合，所述主板架的一边位置上可拆卸连接有导向架，所述升降柱的两边位置上均焊接有导向柱，所述升降柱和导向柱均与导向架配合，所述升降柱的顶端可拆卸连接有顶板架，所述升降柱的底端焊接有底板架，所述底板架与浮板架可拆卸连接，所述浮板架的底部安设有气囊，所述升降柱的一侧位置上可拆卸连接有若干齿架，所述齿架通过扭簧轴与转动齿配合，所述转动齿与所述棘轮配合。

所述横梁的数量为两个，所述横梁之间焊接有若干加强筋，所述横梁通过固定螺栓与船体可拆卸连接，所述主板架的数量为两个，两个主板架分列与船体的两侧位置。

所述发电机具有电机座，所述发电机通过电机座与主板架可拆卸连接，所述发电机通过插头导线与蓄电池连接。

所述定位臂的一端与销轴配合，所述定位臂通过所述销轴与主板架转动配合，所述定位臂的一端穿装有定位拉销，所述定位拉销通过复位弹簧与定位臂配合。

所述蓄电池底部具有台阶，所述台阶上开设有若干定位孔，所述定位孔与定位拉销适配。

所述主板架的一侧位置上可拆卸连接有保护壳，所述保护壳遮盖住主板架的上方位置，所述升降柱位于垂直角度时，所述底板架与水平面具有10-30°夹角。

所述导向架的一侧位置上焊接有直角架，所述直角架通过螺纹连接件与主板架的一边可拆卸连接，所述导向架上开设有导向槽，所述升降柱和导向柱均与导向槽配合，所述齿架上具有与扭簧轴配合的轴座。

任意一项所述利用水面浮动的行船小型发电装置的发电方法，它包括以下步骤：

Step1：将横梁通过固定螺栓与船体连接，两个主板架分别伸出到船体的两侧位置外，升降柱穿装在导向架中，将升降柱与导向架上开设的导向槽采用间隙配合，升降柱可在导向架上滑动，升降柱底部的底板架具有与水平面的倾角，底板架翘起的一端位于前方，与船的行进方向相同，保护壳遮盖在主板架上方；

Step2：行船时，当升降柱被水浮起时，则转动齿与棘轮咬合而推动棘轮转动，则发电机的转子随着棘轮转动进行发电，发出的电能可借由插头导线储存进蓄电池；

Step3：当升降柱随着水面的降低而下降时，棘轮的齿就会对转动齿起到阻挡作用，此时转动齿因为棘轮的齿的阻挡作用而上翻，直到不与棘轮发生干涉，所以当升降柱下降时，转动齿是不能够与棘轮咬合的，升降柱下降时棘轮不转动，保证了棘轮的单向旋转，进而带动发电机进行发电；

Step4：当蓄电池充好电之后，工作人员可将导线拔出，然后将充好电的蓄电池拆下使用，再将电量耗尽的蓄电池安装在主板架上继续充电。

本发明有如下有益效果：

该利用水面浮动的行船小型发电装置使用时，横梁通过固定螺栓与船体连接，两个主板架分别伸出到船体的两侧位置外，升降柱穿装在导向架中，升降柱与导向架上开设的导向槽为间隙配合，升降柱可在导向架上滑动，升降柱底部的底板架具有与水平面的倾角，底板架翘起的一端位于前方，与船的行进方向相同，保护壳遮盖在主板架上方，防止发电机和蓄电池被阳光直晒而过热，升降柱顶部的顶板架用于防止升降柱下降位置太多而脱出导向架，浮板架的底部安设有气囊，气囊受到的浮力使得浮板架能够托起升降柱浮在海面上，行船时，具有倾角的底板架可以防止浮板架在海面上平移时被水淹没，并且具有倾角的设计使得行船时，浮板架受到水面的托起频率更高，类似于打水漂的原理，这样就增加了升降柱对棘轮的有效推动距离，升降柱上可拆卸连接多个齿架，齿架通过扭簧轴与转动齿连接，这样的设计使得转动齿具有回弹力，转动齿的初始位置是贴在齿架上的，当升降柱被水浮起时，则转动齿与棘轮咬合而推动棘轮转动，则发电机的转子随着棘轮转动进行发电，发出的电能可借由插头导线储存进蓄电池，输送电能的导线采用太阳能设备领域中的输电导线和稳压器即可，输电导线为成熟的现有技术，而当升降柱随着水面的降低而下降时，棘轮的齿就会对转动齿起到阻挡作用，此时转动齿因为棘轮的齿的阻挡作用而上翻，直到不与棘轮发生干涉，所以当升降柱下降时，转动齿是不能够与棘轮咬合的，升降柱下降时棘轮不转动，这样的设计保证了棘轮的单向旋转，蓄电池通过定位臂与主板架配合，定位臂可绕销轴转动，将定位臂旋开，将蓄电池放在主板架上，然后使用者克服复位弹簧的弹力拉起定位拉销将定位臂旋转到蓄电池底部的台阶的上方位置，然后松开手，则定位拉销可在复位弹簧的拉力下复位，此时定位拉销插入到台阶上的定位孔中，则蓄电池得到固定，这样的设计使得蓄电池与主板架的拆装变得非常方便，当蓄电池充好电之后，工作人员可将导线拔出，然后将充好电的蓄电池拆下使用，再将电量耗尽的蓄电池安装在主板架上继续充电；本装置安装在船只靠近船尾处，可利用海面的起伏来推动升降柱进行发电，环保可靠，有利于减轻船只中的用电负担，可给船内人员的移动设备或小功率电器的使用提供电能，应用前景广阔。

附图说明

图1为本发明拆除保护壳和顶板架后的结构示意图。

图2为本发明棘轮、升降柱、转动齿配合的结构示意图。

图3为本发明齿架、扭簧轴、转动齿配合的结构示意图。

图4为图1中主板架、导向架、升降杆、保护壳配合的左视图。

图5为图1中圈出部分的局部放大示意图。

图6为本发明定位臂的结构示意图。

图7为本发明蓄电池的结构示意图。

图8为本发明导向架的结构示意图。

图9为图8的仰视图。

图10为图8的左视图。

图中：1主板架、2横梁、3发电机、4升降柱、5蓄电池、6固定螺栓、7转子轴、8棘轮、9定位臂、10导向架、11导向柱、12顶板架、13底板架、14浮板架、15气囊、16齿架、17扭簧轴、18转动齿、19加强筋、20电机座、21销轴、22复位弹簧、23定位拉销、24台阶、25定位孔、26保护壳、27直角架、28螺纹连接件、29导向槽、30轴座。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。

实施例1：

参见图1-10，利用水面浮动的行船小型发电装置，包括主板架1、横梁2、发电机3、升降柱4以及蓄电池5，所述横梁2的两端均连接有主板架1，所述发电机3可拆卸连接在主板架1上位置上，所述主板架1上的另一侧位置上连接有多个定位臂9，所述蓄电池5通过定位臂9与主板架1配合，所述横梁2上穿装有多个固定螺栓6，所述发电机3的转子轴7与棘轮8配合，所述主板架1的一边位置上可拆卸连接有导向架10，所述升降柱4的两边位置上均焊接有导向柱11，所述升降柱4和导向柱11均与导向架10配合，所述升降柱4的顶端可拆卸连接有顶板架12，所述升降柱4的底端焊接有底板架13，所述底板架13与浮板架14可拆卸连接，所述浮板架14的底部安设有气囊15，所述升降柱4的一侧位置上可拆卸连接有若干齿架16，所述齿架16通过扭簧轴17与转动齿18配合，所述转动齿18与所述棘轮8配合。通过采用上述的小型发电装置能够通过水面的升降带动浮板架14，再由浮板架14带动齿架16，并通过齿架16带动转动齿18，最终通过棘轮8带动发电机3转动，进行发电，实现了动能转化为电能的过程。

进一步的，所述横梁2的数量为两个，所述横梁2之间焊接有若干加强筋19，所述横梁2通过固定螺栓6与船体可拆卸连接，所述主板架1的数量为两个，两个主板架1分列与船体的两侧位置。

进一步的，所述发电机3具有电机座20，所述发电机3通过电机座20与主板架1可拆卸连接，所述发电机3通过插头导线与蓄电池5连接。通过所述的蓄电池5能够对电能进行储存。

进一步的，所述定位臂9的一端与销轴21配合，所述定位臂9通过所述销轴21与主板架1转动配合，所述定位臂9的一端穿装有定位拉销23，所述定位拉销23通过复位弹簧22与定位臂9配合。

进一步的，所述蓄电池5底部具有台阶24，所述台阶24上开设有若干定位孔25，所述定位孔25与定位拉销23适配。通过所述的台阶24能够方便对蓄电池5进行固定和安装。

进一步的，所述主板架1的一侧位置上可拆卸连接有保护壳26，所述保护壳26遮盖住主板架1的上方位置，所述升降柱4位于垂直角度时，所述底板架13与水平面具有10-30°夹角。保护壳26遮盖在主板架1上方，防止发电机3和蓄电池5被阳光直晒而过热。

进一步的，所述导向架10的一侧位置上焊接有直角架27，所述直角架27通过螺纹连接件28与主板架1的一边可拆卸连接，所述导向架10上开设有导向槽29，所述升降柱4和导向柱11均与导向槽29配合，所述齿架16上具有与扭簧轴17配合的轴座30。

实施例2：

任意一项所述利用水面浮动的行船小型发电装置的发电方法，它包括以下步骤：

Step1：将横梁2通过固定螺栓6与船体连接，两个主板架1分别伸出到船体的两侧位置外，升降柱4穿装在导向架10中，将升降柱4与导向架10上开设的导向槽29采用间隙配合，升降柱4可在导向架10上滑动，升降柱4底部的底板架13具有与水平面的倾角，底板架13翘起的一端位于前方，与船的行进方向相同，保护壳26遮盖在主板架1上方；

Step2：行船时，当升降柱4被水浮起时，则转动齿18与棘轮8咬合而推动棘轮8转动，则发电机3的转子随着棘轮8转动进行发电，发出的电能可借由插头导线储存进蓄电池5；

Step3：当升降柱4随着水面的降低而下降时，棘轮8的齿就会对转动齿18起到阻挡作用，此时转动齿18因为棘轮8的齿的阻挡作用而上翻，直到不与棘轮8发生干涉，所以当升降柱4下降时，转动齿18是不能够与棘轮8咬合的，升降柱4下降时棘轮8不转动，保证了棘轮8的单向旋转，进而带动发电机3进行发电；

Step4：当蓄电池5充好电之后，工作人员可将导线拔出，然后将充好电的蓄电池5拆下使用，再将电量耗尽的蓄电池5安装在主板架1上继续充电。

本发明的工作过程和工作原理为：

在使用该利用水面浮动的行船小型发电装置时，横梁2通过固定螺栓6与船体连接，两个主板架1分别伸出到船体的两侧位置外，升降柱4穿装在导向架10中，升降柱4与导向架10上开设的导向槽29为间隙配合，升降柱4可在导向架10上滑动，升降柱4底部的底板架13具有与水平面的倾角，底板架13翘起的一端位于前方，与船的行进方向相同，保护壳26遮盖在主板架1上方，防止发电机3和蓄电池5被阳光直晒而过热，升降柱4顶部的顶板架12用于防止升降柱4下降位置太多而脱出导向架10；

浮板架14的底部安设有气囊15，气囊15受到的浮力使得浮板架14能够托起升降柱4浮在海面上；

行船时，具有倾角的底板架13可以防止浮板架14在海面上平移时被水淹没，并且具有倾角的设计使得行船时，浮板架14受到水面的托起频率更高，类似于打水漂的原理，这样就增加了升降柱4对棘轮8的有效推动距离，升降柱4上可拆卸连接多个齿架16，齿架16通过扭簧轴17与转动齿18连接，这样的设计使得转动齿18具有回弹力，转动齿18的初始位置是贴在齿架16上的，当升降柱4被水浮起时，则转动齿18与棘轮8咬合而推动棘轮8转动，则发电机3的转子随着棘轮8转动进行发电，发出的电能可借由插头导线储存进蓄电池5，输送电能的导线采用太阳能设备领域中的输电导线和稳压器即可，输电导线为成熟的现有技术，而当升降柱4随着水面的降低而下降时，棘轮8的齿就会对转动齿18起到阻挡作用，此时转动齿18因为棘轮8的齿的阻挡作用而上翻，直到不与棘轮8发生干涉，所以当升降柱4下降时，转动齿18是不能够与棘轮8咬合的，升降柱4下降时棘轮8不转动，这样的设计保证了棘轮8的单向旋转，蓄电池5通过定位臂9与主板架1配合，定位臂9可绕销轴21转动，将定位臂9旋开，将蓄电池5放在主板架1上，然后使用者克服复位弹簧22的弹力拉起定位拉销23将定位臂9旋转到蓄电池5底部的台阶24的上方位置，然后松开手，则定位拉销23可在复位弹簧22的拉力下复位，此时定位拉销23插入到台阶24上的定位孔25中，则蓄电池5得到固定，这样的设计使得蓄电池5与主板架1的拆装变得非常方便，当蓄电池5充好电之后，工作人员可将导线拔出，然后将充好电的蓄电池5拆下使用，再将电量耗尽的蓄电池5安装在主板架1上继续充电。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.利用水面浮动的行船小型发电装置，包括主板架（1）、横梁（2）、发电机（3）、升降柱（4）以及蓄电池（5），其特征在于：所述横梁（2）的两端均连接有主板架（1），所述发电机（3）可拆卸连接在主板架（1）上位置上，所述主板架（1）上的另一侧位置上连接有多个定位臂（9），所述蓄电池（5）通过定位臂（9）与主板架（1）配合，所述横梁（2）上穿装有多个固定螺栓（6），所述发电机（3）的转子轴（7）与棘轮（8）配合，所述主板架（1）的一边位置上可拆卸连接有导向架（10），所述升降柱（4）的两边位置上均焊接有导向柱（11），所述升降柱（4）和导向柱（11）均与导向架（10）配合，所述升降柱（4）的顶端可拆卸连接有顶板架（12），所述升降柱（4）的底端焊接有底板架（13），所述底板架（13）与浮板架（14）可拆卸连接，所述浮板架（14）的底部安设有气囊（15），所述升降柱（4）的一侧位置上可拆卸连接有若干齿架（16），所述齿架（16）通过扭簧轴（17）与转动齿（18）配合，所述转动齿（18）与所述棘轮（8）配合。

2.根据权利要求1所述利用水面浮动的行船小型发电装置，其特征在于：所述横梁（2）的数量为两个，所述横梁（2）之间焊接有若干加强筋（19），所述横梁（2）通过固定螺栓（6）与船体可拆卸连接，所述主板架（1）的数量为两个，两个主板架（1）分列与船体的两侧位置。

3.根据权利要求1所述利用水面浮动的行船小型发电装置，其特征在于：所述发电机（3）具有电机座（20），所述发电机（3）通过电机座（20）与主板架（1）可拆卸连接，所述发电机（3）通过插头导线与蓄电池（5）连接。

4.根据权利要求1所述利用水面浮动的行船小型发电装置，其特征在于：所述定位臂（9）的一端与销轴（21）配合，所述定位臂（9）通过所述销轴（21）与主板架（1）转动配合，所述定位臂（9）的一端穿装有定位拉销（23），所述定位拉销（23）通过复位弹簧（22）与定位臂（9）配合。

5.根据权利要求1所述利用水面浮动的行船小型发电装置，其特征在于：所述蓄电池（5）底部具有台阶（24），所述台阶（24）上开设有若干定位孔（25），所述定位孔（25）与定位拉销（23）适配。

6.根据权利要求1所述利用水面浮动的行船小型发电装置，其特征在于：所述主板架（1）的一侧位置上可拆卸连接有保护壳（26），所述保护壳（26）遮盖住主板架（1）的上方位置，所述升降柱（4）位于垂直角度时，所述底板架（13）与水平面具有10-30°夹角。

7.根据权利要求1所述利用水面浮动的行船小型发电装置，其特征在于：所述导向架（10）的一侧位置上焊接有直角架（27），所述直角架（27）通过螺纹连接件（28）与主板架（1）的一边可拆卸连接，所述导向架（10）上开设有导向槽（29），所述升降柱（4）和导向柱（11）均与导向槽（29）配合，所述齿架（16）上具有与扭簧轴（17）配合的轴座（30）。

8.采用权利要求1-7任意一项所述利用水面浮动的行船小型发电装置的发电方法，其特征在于它包括以下步骤：

Step1：将横梁（2）通过固定螺栓（6）与船体连接，两个主板架（1）分别伸出到船体的两侧位置外，升降柱（4）穿装在导向架（10）中，将升降柱（4）与导向架（10）上开设的导向槽（29）采用间隙配合，升降柱（4）可在导向架（10）上滑动，升降柱（4）底部的底板架（13）具有与水平面的倾角，底板架（13）翘起的一端位于前方，与船的行进方向相同，保护壳（26）遮盖在主板架（1）上方；

Step2：行船时，当升降柱（4）被水浮起时，则转动齿（18）与棘轮（8）咬合而推动棘轮（8）转动，则发电机（3）的转子随着棘轮（8）转动进行发电，发出的电能可借由插头导线储存进蓄电池（5）；

Step3：当升降柱（4）随着水面的降低而下降时，棘轮（8）的齿就会对转动齿（18）起到阻挡作用，此时转动齿（18）因为棘轮（8）的齿的阻挡作用而上翻，直到不与棘轮（8）发生干涉，所以当升降柱（4）下降时，转动齿（18）是不能够与棘轮（8）咬合的，升降柱（4）下降时棘轮（8）不转动，保证了棘轮（8）的单向旋转，进而带动发电机（3）进行发电；

Step4：当蓄电池（5）充好电之后，工作人员可将导线拔出，然后将充好电的蓄电池（5）拆下使用，再将电量耗尽的蓄电池（5）安装在主板架（1）上继续充电。