CN108343540B - 一种用于海底的具有保护功能的水利发电设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于海底的具有保护功能的水利发电设备，包括底座、支架、桨叶和发电机，还包括保护机构和稳固机构，保护机构包括保护罩和切割组件，稳固机构包括稳固块、升降机构和旋转机构，该用于海底的具有保护功能的水利发电设备，通过保护机构对桨叶进行保护，避免海草等杂物缠绕在桨叶上，不仅能够避免影响水利发电设备的正常工作，还能减少设备损坏的几率，延长设备的使用寿命；其次，通过稳固机构进一步将底座固定于沙石内，减少了底座与沙石间出现松动的几率，从而提高了设备的稳固性。
Description
技术领域
本发明涉及水利发电设备领域，特别涉及一种用于海底的具有保护功能的水利发电设备。
背景技术
水力发电设备，顾名思义，是利用水的动能发电的设备。现有技术中，有一种设置在浅海区海底的水力发电设备，海水流动带动桨叶不断转动，将水能转换成机械能，主轴又带动发电机的转子，将机械能转换成电能而输出。
然而这种水力发电设备在运行的过程中仍存在一定的问题：由于设置在海底，可能会有部分海草漂浮至桨叶附近，缠绕在桨叶上，不仅影响水利发电设备的正常工作，还可能导致设备的损坏；其次，设备一般都是通过底座固定在海底的沙石上，然而，由于沙石较为松软，久而久之，底座与沙石间会出现松动，从而降低了设备的稳固性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种用于海底的具有保护功能的水利发电设备。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于海底的具有保护功能的水利发电设备，包括底座、支架、桨叶和发电机，还包括保护机构和稳固机构，所述保护机构设置在桨叶上，所述稳固机构设置在底座内；
所述保护机构包括保护罩和切割组件，所述保护罩为圆柱形，所述保护罩水平设置，所述保护罩罩设在桨叶的外周，所述保护罩的靠近桨叶的一侧设有第一条形口，所述保护罩的侧面的圆心位于第一条形口所在的直线上，所述第一条形口有若干个，各第一条形口沿着保护罩的侧面的圆心周向均匀设置，所述保护罩的外周设有第二条形口，所述第二条形口所在的直线与保护罩的轴线平行，所述第二条形口有若干个，各第二条形口沿着保护罩的外周周向均匀分布，所述切割组件设置在保护罩的设有第一条形口的一侧；
所述切割组件包括驱动室、动力单元和若干切割单元，所述动力单元设置在驱动室内，所述切割单元位于驱动室外，所述动力单元与切割单元传动连接；
所述动力单元包括第一电机、主动轮、皮带、从动轮和转轴，所述第一电机与主动轮传动连接，所述转轴与保护罩的轴线重合，所述转轴通过第一轴承与驱动室连接，所述从动轮套设在转轴上，所述主动轮通过皮带与从动轮传动连接，各切割单元沿着转轴周向均匀设置；
所述切割单元包括连杆、第一刀片和第二刀片，所述连杆与转轴垂直连接，所述驱动室的侧面设有第一开口，所述连杆经第一开口伸出驱动室，所述第一刀片为矩形，所述第一刀片与第一条形口匹配，所述第一刀片与保护罩的侧面平行，所述第一刀片设置在连杆的远离转轴的一侧，所述第二刀片与保护罩所在的圆相切，所述第二刀片与第一刀片传动连接；
所述稳固机构包括稳固块、升降机构和旋转机构，所述旋转机构设置在升降机构的下方，所述稳固块有若干个，各稳固块均设置在旋转机构的下方，所述底座的底面设有若干个第二开口，各稳固块分别与各第二开口对应且匹配；
所述升降机构包括第二电机、第一锥齿轮、升降板和两个升降单元，所述第二电机竖向朝下设置，所述第二电机与第一锥齿轮传动连接，两个升降单元分别位于第一锥齿轮的两侧，两个升降单元关于第一锥齿轮对称设置，所述升降板水平设置在两个升降单元的下方，两个升降单元关于升降板对称设置；
所述升降单元包括丝杆、第二锥齿轮、滑块和连接杆，所述丝杆水平设置，所述丝杆通过第二轴承与底座连接，所述第二轴承和第二锥齿轮分别设置在丝杆的两端，所述第二锥齿轮套设在丝杆上，所述第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合，所述滑块上设有螺纹孔，所述丝杆经螺纹孔穿过滑块，所述丝杆与滑块螺纹连接，所述底座的顶面水平设有卡槽，所述滑块的顶部位于卡槽内，所述滑块与卡槽匹配且滑动连接，所述连接杆的一端与滑块铰接，所述连接杆的另一端与升降板铰接，所述旋转机构设置在升降板的下方；
所述旋转机构包括第三电机、蜗杆和若干个旋转组件，所述蜗杆有若干个，各蜗杆均同轴设置，各蜗杆沿着水平方向依次首尾相连，所述第三电机驱动其中一个蜗杆转动，各蜗杆分别通过各旋转组件与各稳固块传动连接；
所述旋转组件包括转动轴和蜗轮，所述转动轴竖向设置，所述转动轴的顶端通过第三轴承与升降板的底面连接，所述转动轴的底端与稳固块连接，所述稳固块为圆锥形，所述稳固块的底面与转动轴连接，所述蜗轮套设在转动轴上，所述蜗轮与蜗杆啮合。
作为优选，为了增强切割效果，所述第一刀片和第二刀片之间设有调节组件，所述调节组件包括调节杆和两个气缸，所述调节杆所在的直线与连杆所在的直线重合，所述调节杆的一端与第一刀片固定连接，所述调节杆的另一端与第二刀片铰接，两个气缸分别位于调节杆的两侧，两个气缸的气杆均与调节杆平行，所述气缸的两端分别与第一刀片和第二刀片铰接。
作为优选，为了延长第一刀片和第二刀片的使用寿命，所述第一刀片和第二刀片的表面均涂有防腐镀锌层。
作为优选，为了延长保护罩的使用寿命，所述保护罩的制作材料为玻璃钢。
作为优选，为了提高蜗杆的稳固性，所述蜗杆的远离第三电机的一端通过轴承座与升降板连接。
作为优选，为了保证滑块的滑动速度，所述丝杆的制作材料不锈钢。
作为优选，为了提高滑块滑动的稳定性，所述卡槽为燕尾槽。
作为优选，为了延长稳固块的使用寿命，所述稳固块的制作材料为钨钢。
作为优选，为了在便于插入沙石的同时增强稳固效果，所述稳固块的外周设有螺纹。
作为优选，为了使各机构的工作状态智能化，所述第一电机、第二电机和第三电机均为伺服电机。
本发明的有益效果是，该用于海底的具有保护功能的水利发电设备，通过保护机构对桨叶进行保护，避免海草等杂物缠绕在桨叶上，不仅能够避免影响水利发电设备的正常工作，还能减少设备损坏的几率，延长设备的使用寿命；其次，通过稳固机构进一步将底座固定于沙石内，减少了底座与沙石间出现松动的几率，从而提高了设备的稳固性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的一种用于海底的具有保护功能的水利发电设备的结构示意图。
图2是本发明的一种用于海底的具有保护功能的水利发电设备的切割组件的结构示意图。
图3是本发明的一种用于海底的具有保护功能的水利发电设备的保护罩与第二刀片的连接结构示意图。
图4是本发明的一种用于海底的具有保护功能的水利发电设备的升降机构的结构示意图。
图5是本发明的一种用于海底的具有保护功能的水利发电设备的稳固块与旋转机构的连接结构示意图。
图中：1.底座，2.支架，3.桨叶，4.保护罩，5.驱动室，6.第一电机，7.主动轮，8.皮带，9.从动轮，10.转轴，11.连杆，12.第一刀片，13.第二刀片，14.稳固块，15.第二电机，16.第一锥齿轮，17.升降板，18.丝杆，19.第二锥齿轮，20.滑块，21.连接杆，22.第三电机，23.蜗杆，24.转动轴，25.蜗轮，26.调节杆，27.气缸。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，一种用于海底的具有保护功能的水利发电设备，包括底座1、支架2、桨叶3和发电机，还包括保护机构和稳固机构，所述保护机构设置在桨叶3上，所述稳固机构设置在底座1内；
通过保护机构对桨叶3进行保护，避免海草等杂物缠绕在桨叶3上，不仅能够避免影响水利发电设备的正常工作，还能减少设备损坏的几率，延长设备的使用寿命；其次，通过稳固机构进一步将底座1固定于沙石内，减少了底座1与沙石间出现松动的几率，从而提高了设备的稳固性。
所述保护机构包括保护罩4和切割组件，所述保护罩4为圆柱形，所述保护罩4水平设置，所述保护罩4罩设在桨叶3的外周，所述保护罩4的靠近桨叶3的一侧设有第一条形口，所述保护罩4的侧面的圆心位于第一条形口所在的直线上，所述第一条形口有若干个，各第一条形口沿着保护罩4的侧面的圆心周向均匀设置，所述保护罩4的外周设有第二条形口，所述第二条形口所在的直线与保护罩4的轴线平行，所述第二条形口有若干个，各第二条形口沿着保护罩4的外周周向均匀分布，所述切割组件设置在保护罩4的设有第一条形口的一侧；
如图2-3所示，所述切割组件包括驱动室5、动力单元和若干切割单元，所述动力单元设置在驱动室5内，所述切割单元位于驱动室5外，所述动力单元与切割单元传动连接；
所述动力单元包括第一电机6、主动轮7、皮带8、从动轮9和转轴10，所述第一电机6与主动轮7传动连接，所述转轴10与保护罩4的轴线重合，所述转轴10通过第一轴承与驱动室5连接，所述从动轮9套设在转轴10上，所述主动轮7通过皮带8与从动轮9传动连接，各切割单元沿着转轴10周向均匀设置；
所述切割单元包括连杆11、第一刀片12和第二刀片13，所述连杆11与转轴10垂直连接，所述驱动室5的侧面设有第一开口，所述连杆11经第一开口伸出驱动室5，所述第一刀片12为矩形，所述第一刀片12与第一条形口匹配，所述第一刀片12与保护罩4的侧面平行，所述第一刀片12设置在连杆11的远离转轴10的一侧，所述第二刀片13与保护罩4所在的圆相切，所述第二刀片13与第一刀片12传动连接；
当第一电机6启动时，第一电机6驱动主动轮7转动，主动轮7通过皮带8驱动从动轮9转动，使得转轴10带动各连杆11转动，此时，各第一刀片12贴着保护罩4的侧面转动，对保护罩4侧面的海草进行切割，同时，第二刀片13沿着保护罩4的外周转动，对保护罩4一周的海草进行切割。
如图4-5所示，所述稳固机构包括稳固块14、升降机构和旋转机构，所述旋转机构设置在升降机构的下方，所述稳固块14有若干个，各稳固块14均设置在旋转机构的下方，所述底座1的底面设有若干个第二开口，各稳固块14分别与各第二开口对应且匹配；
所述升降机构包括第二电机15、第一锥齿轮16、升降板17和两个升降单元，所述第二电机15竖向朝下设置，所述第二电机15与第一锥齿轮16传动连接，两个升降单元分别位于第一锥齿轮16的两侧，两个升降单元关于第一锥齿轮16对称设置，所述升降板17水平设置在两个升降单元的下方，两个升降单元关于升降板17对称设置；
所述升降单元包括丝杆18、第二锥齿轮19、滑块20和连接杆21，所述丝杆18水平设置，所述丝杆18通过第二轴承与底座1连接，所述第二轴承和第二锥齿轮19分别设置在丝杆18的两端，所述第二锥齿轮19套设在丝杆18上，所述第二锥齿轮19与第一锥齿轮16啮合，所述滑块20上设有螺纹孔，所述丝杆18经螺纹孔穿过滑块20，所述丝杆18与滑块20螺纹连接，所述底座1的顶面水平设有卡槽，所述滑块20的顶部位于卡槽内，所述滑块20与卡槽匹配且滑动连接，所述连接杆21的一端与滑块20铰接，所述连接杆21的另一端与升降板17铰接，所述旋转机构设置在升降板17的下方；
当第二电机15启动时，驱动第一锥齿轮16转动，第一锥齿轮16分别通过两个第二锥齿轮19驱动两个丝杆18反向转动，使得两个滑块20相向运动，两个滑块20分别通过两个连杆11驱动升降板17向下运动。
所述旋转机构包括第三电机22、蜗杆23和若干个旋转组件，所述蜗杆23有若干个，各蜗杆23均同轴设置，各蜗杆23沿着水平方向依次首尾相连，所述第三电机22驱动其中一个蜗杆23转动，各蜗杆23分别通过各旋转组件与各稳固块14传动连接；
所述旋转组件包括转动轴24和蜗轮25，所述转动轴24竖向设置，所述转动轴24的顶端通过第三轴承与升降板17的底面连接，所述转动轴24的底端与稳固块14连接，所述稳固块14为圆锥形，所述稳固块14的底面与转动轴24连接，所述蜗轮25套设在转动轴24上，所述蜗轮25与蜗杆23啮合。
当第三电机22启动时，第三电机22驱动其中一个蜗杆23转动，使得各蜗杆23同时转动，各蜗杆23通过各蜗轮25驱动各转动轴24转动，使得各稳固块14同时转动。
作为优选，为了增强切割效果，所述第一刀片12和第二刀片13之间设有调节组件，所述调节组件包括调节杆26和两个气缸27，所述调节杆26所在的直线与连杆11所在的直线重合，所述调节杆26的一端与第一刀片12固定连接，所述调节杆26的另一端与第二刀片13铰接，两个气缸27分别位于调节杆26的两侧，两个气缸27的气杆均与调节杆26平行，所述气缸27的两端分别与第一刀片12和第二刀片13铰接。
当气缸27启动时，可使得第二刀片13沿着调节杆26转动，使得第二刀片13在沿着保护罩4转动切割时，切割范围扩大，从而增强切割效果。
作为优选，为了延长第一刀片12和第二刀片13的使用寿命，所述第一刀片12和第二刀片13的表面均涂有防腐镀锌层。
由于锌腐蚀的产物对锌有较好的保护作用，所以腐蚀速度非常慢，寿命是未镀锌的l5～30倍，所以就会减缓腐蚀速度，从而延长第一刀片12和第二刀片13的使用寿命。
作为优选，为了延长保护罩4的使用寿命，所述保护罩4的制作材料为玻璃钢。
由于玻璃钢质地坚硬且具有较强的耐腐蚀性，故能延长保护罩4的使用寿命。
作为优选，为了提高蜗杆23的稳固性，所述蜗杆23的远离第三电机22的一端通过轴承座与升降板17连接。
作为优选，为了保证滑块20的滑动速度，所述丝杆18的制作材料不锈钢。
由于不锈钢不易被腐蚀，故能保证丝杆18的表面长期处于光滑状态，减少因为摩擦而产生的卡位现象，从而使得滑块20能够始终保持顺畅地移动，进而能够保证滑块20的移动速度。
作为优选，为了提高滑块20滑动的稳定性，所述卡槽为燕尾槽。
作为优选，为了延长稳固块14的使用寿命，所述稳固块14的制作材料为钨钢。
由于钨钢具有较强的硬度，故能减小稳固块14损坏的几率，从而延长稳固块14的使用寿命。
作为优选，为了在便于插入沙石的同时增强稳固效果，所述稳固块14的外周设有螺纹。
故稳固块14在旋转的时候，能够更方便地插入沙石，且螺纹的设计增强了稳固块14与沙石间的摩擦力，避免稳固块14脱离沙石，从而增强了稳固效果。
作为优选，为了使各机构的工作状态智能化，所述第一电机6、第二电机15和第三电机22均为伺服电机。
当海草即将从第一条形口或第二条形口进入保护罩4时，切割组件启动，通过切割海草，对桨叶3进行保护，避免海草等杂物缠绕在桨叶3上，不仅能够避免影响水利发电设备的正常工作，还能减少设备损坏的几率，延长设备的使用寿命；其次，当底座1固定在沙石上后，升降机构启动，使得升降板17向下运动，驱动各稳固块14向下移动，同时，旋转机构工作，使得各稳固块14转动，故使得多个稳固块14在转动的同时向下移动，从而插入沙石中，由于稳固块14为倒圆锥形，其顶部与沙石的接触面积较大，较难从沙石中脱离出来，故能够进一步将底座1固定于沙石内，减少了底座1与沙石间出现松动的几率，从而提高了设备的稳固性。
与现有技术相比，该用于海底的具有保护功能的水利发电设备，通过保护机构对桨叶3进行保护，避免海草等杂物缠绕在桨叶3上，不仅能够避免影响水利发电设备的正常工作，还能减少设备损坏的几率，延长设备的使用寿命，且该保护机构启动时，能够遮挡部分第一条形口和第二条形口，进而调节水流量，从而调节桨叶3的转速，避免其转动过快，保护发电机的输入轴，从而增强了设备的实用性；其次，通过稳固机构进一步将底座1固定于沙石内，减少了底座1与沙石间出现松动的几率，从而提高了设备的稳固性。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种用于海底的具有保护功能的水利发电设备，包括底座、支架、桨叶和发电机，其特征在于，还包括保护机构和稳固机构，所述保护机构设置在桨叶上，所述稳固机构设置在底座内；
所述保护机构包括保护罩和切割组件，所述保护罩为圆柱形，所述保护罩水平设置，所述保护罩罩设在桨叶的外周，所述保护罩的靠近桨叶的一侧设有第一条形口，所述保护罩的侧面的圆心位于第一条形口所在的直线上，所述第一条形口有若干个，各第一条形口沿着保护罩的侧面的圆心周向均匀设置，所述保护罩的外周设有第二条形口，所述第二条形口所在的直线与保护罩的轴线平行，所述第二条形口有若干个，各第二条形口沿着保护罩的外周周向均匀分布，所述切割组件设置在保护罩的设有第一条形口的一侧；
所述切割组件包括驱动室、动力单元和若干切割单元，所述动力单元设置在驱动室内，所述切割单元位于驱动室外，所述动力单元与切割单元传动连接；
所述动力单元包括第一电机、主动轮、皮带、从动轮和转轴，所述第一电机与主动轮传动连接，所述转轴与保护罩的轴线重合，所述转轴通过第一轴承与驱动室连接，所述从动轮套设在转轴上，所述主动轮通过皮带与从动轮传动连接，各切割单元沿着转轴周向均匀设置；
所述切割单元包括连杆、第一刀片和第二刀片，所述连杆与转轴垂直连接，所述驱动室的侧面设有第一开口，所述连杆经第一开口伸出驱动室，所述第一刀片为矩形，所述第一刀片与第一条形口匹配，所述第一刀片与保护罩的侧面平行，所述第一刀片设置在连杆的远离转轴的一侧，所述第二刀片与保护罩所在的圆相切，所述第二刀片与第一刀片传动连接；
所述稳固机构包括稳固块、升降机构和旋转机构，所述旋转机构设置在升降机构的下方，所述稳固块有若干个，各稳固块均设置在旋转机构的下方，所述底座的底面设有若干个第二开口，各稳固块分别与各第二开口对应且匹配；
所述升降机构包括第二电机、第一锥齿轮、升降板和两个升降单元，所述第二电机竖向朝下设置，所述第二电机与第一锥齿轮传动连接，两个升降单元分别位于第一锥齿轮的两侧，两个升降单元关于第一锥齿轮对称设置，所述升降板水平设置在两个升降单元的下方，两个升降单元关于升降板对称设置；
所述升降单元包括丝杆、第二锥齿轮、滑块和连接杆，所述丝杆水平设置，所述丝杆通过第二轴承与底座连接，所述第二轴承和第二锥齿轮分别设置在丝杆的两端，所述第二锥齿轮套设在丝杆上，所述第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合，所述滑块上设有螺纹孔，所述丝杆经螺纹孔穿过滑块，所述丝杆与滑块螺纹连接，所述底座的顶面水平设有卡槽，所述滑块的顶部位于卡槽内，所述滑块与卡槽匹配且滑动连接，所述连接杆的一端与滑块铰接，所述连接杆的另一端与升降板铰接，所述旋转机构设置在升降板的下方；
所述旋转机构包括第三电机、蜗杆和若干个旋转组件，所述蜗杆有若干个，各蜗杆均同轴设置，各蜗杆沿着水平方向依次首尾相连，所述第三电机驱动其中一个蜗杆转动，各蜗杆分别通过各旋转组件与各稳固块传动连接；
所述旋转组件包括转动轴和蜗轮，所述转动轴竖向设置，所述转动轴的顶端通过第三轴承与升降板的底面连接，所述转动轴的底端与稳固块连接，所述稳固块为圆锥形，所述稳固块的底面与转动轴连接，所述蜗轮套设在转动轴上，所述蜗轮与蜗杆啮合。
2.如权利要求1所述的用于海底的具有保护功能的水利发电设备，其特征在于，所述第一刀片和第二刀片之间设有调节组件，所述调节组件包括调节杆和两个气缸，所述调节杆所在的直线与连杆所在的直线重合，所述调节杆的一端与第一刀片固定连接，所述调节杆的另一端与第二刀片铰接，两个气缸分别位于调节杆的两侧，两个气缸的气杆均与调节杆平行，所述气缸的两端分别与第一刀片和第二刀片铰接。
3.如权利要求1所述的用于海底的具有保护功能的水利发电设备，其特征在于，所述第一刀片和第二刀片的表面均涂有防腐镀锌层。
4.如权利要求1所述的用于海底的具有保护功能的水利发电设备，其特征在于，所述保护罩的制作材料为玻璃钢。
5.如权利要求1所述的用于海底的具有保护功能的水利发电设备，其特征在于，所述蜗杆的远离第三电机的一端通过轴承座与升降板连接。
6.如权利要求1所述的用于海底的具有保护功能的水利发电设备，其特征在于，所述丝杆的制作材料不锈钢。
7.如权利要求1所述的用于海底的具有保护功能的水利发电设备，其特征在于，所述卡槽为燕尾槽。
8.如权利要求1所述的用于海底的具有保护功能的水利发电设备，其特征在于，所述稳固块的制作材料为钨钢。
9.如权利要求1所述的用于海底的具有保护功能的水利发电设备，其特征在于，所述稳固块的外周设有螺纹。
10.如权利要求1所述的用于海底的具有保护功能的水利发电设备，其特征在于，所述第一电机、第二电机和第三电机均为伺服电机。
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