CN108547728B - 一种仿生物波浪能吸收利用装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及潮汐、波浪能转化技术领域，具体指一种仿生物波浪能吸收利用装置；包括可在水面漂浮的中空浮球和连杆，连杆上端穿入浮球内并与其内的电能转化装置连接，所述连杆的下端设有坠底盘体，坠底盘体上套设有多节依次活动连接的扩张环套，多节扩张环套的规格逐层递增构成环环相套的一体结构，且该一体结构在自然下垂的状态下沿竖直方向呈倒扣的碗状结构设置；本发明结构合理，坠底盘体上的多节扩展环套构成水母状的仿生物结构，配合浮球在潮汐作用下形成上下位移以吸收波浪能，再通过连杆传递给电能转化装置将机械能转化为电能；具有可拆卸易维护的优点，组装运输方便，可以有效提高波浪能吸收和转化效率。

Description

一种仿生物波浪能吸收利用装置
技术领域
本发明涉及潮汐、波浪能转化技术领域，具体指一种仿生物波浪能吸收利用装置。
背景技术
随着人类的发展需求不断增长，不可再生的石化能源等将逐渐消耗殆尽，21世纪最重要的研究探索就是对像波浪能等清洁能源开发和利用。目前，将波浪能转化为电能的发电装置，根据结构特点可分机械式、气动式和液压式。常见的机械式转化装置往往结构笨重、耐腐蚀性和可靠性较差，因此难以在海洋环境中得到实际应用。而相对成熟的棘轮式双向转化装置，其上下浮子随着波浪起伏产生上下位移，传动机构将上下位移通过棘轮的单向传动模式带动对应的发电机工作，这种结构的上下浮子的相对位移较小，但发电转化效率较低。因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结构合理、可更好的吸收和转化潮汐波浪的震荡能量，提高能量转化效率的仿生物波浪能吸收利用装置。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明所述的一种仿生物波浪能吸收利用装置,包括可在水面漂浮的中空浮球和连杆，连杆上端穿入浮球内并与其内的电能转化装置连接，所述连杆的下端设有坠底盘体，坠底盘体上套设有多节依次活动连接的扩张环套，多节扩张环套的规格逐层递增构成环环相套的一体结构，且该一体结构在自然下垂的状态下沿竖直方向呈倒扣的碗状结构设置。
根据以上方案，所述扩张环套为圆筒形结构，扩张环套的内壁上设有延伸环，扩张环套上下两端的外壁上均设有限位环；所述外层扩张环套的延伸环套设于相邻的内层扩张环套上，且外层扩张环套通过延伸环可在内层扩张环套的两个限位环之间上下活动。
根据以上方案，所述扩张环套通过可拆卸结构与其中一个限位环固定连接。
根据以上方案，所述最内层扩张环套上的延伸环构成坠底盘体并通过其内孔与连杆固定连接。
根据以上方案，所述最外层的扩张环套上设有坠体环。
本发明有益效果为：本发明结构合理，坠底盘体上的多节扩展环套构成水母状的仿生物结构，配合浮球在潮汐作用下形成上下位移以吸收波浪能，再通过连杆传递给电能转化装置将机械能转化为电能；具有可拆卸易维护的优点，组装运输方便，可以有效提高波浪能吸收和转化效率。
附图说明
图1是本发明的常态下处于做功行程前的整体剖面结构示意图；
图2是本发明的处于复位行程前的整体剖面结构示意图。
图中：
1、浮球；2、坠底盘体；3、坠体环；11、连杆；12、电能转化装置；21、扩张环套；22、限位环；23、延伸环。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明的技术方案进行说明。
如图1所示，本发明所述的一种仿生物波浪能吸收利用装置,包括可在水面漂浮的中空浮球1和连杆11，连杆11上端穿入浮球1内并与其内的电能转化装置12连接，所述连杆11的下端设有坠底盘体2，坠底盘体2上套设有多节依次活动连接的扩张环套21，多节扩张环套21的规格逐层递增构成环环相套的一体结构，且该一体结构在自然下垂的状态下沿竖直方向呈倒扣的碗状结构设置；本装置应用于海洋水面环境中将波浪能转换成电能并使其获得应用，浮球1漂浮于水面且其连杆11下端的坠底盘体2以及多节扩张环套21处于水体中，在潮汐作用下产生的波浪冲击浮球1，浮球1的浮力发生改变而向上方位移，水体中碗状的多节扩张环套21结构受到阻力，从而使连杆11与浮球1相对位移，连杆11的位移动作驱动浮球1内的电能转换装置12产生电能并使其应用；本发明的优点在浮球1以及连杆11的复位行程中，浮球1随波浪下行带动连杆11，连杆11向上收缩处于回收行程且电能转化装置12处于做功完成临界点，此时的多节扩张环套21构成的碗状结构翻转，水体阻力对连杆11影响较小从而降低对连杆11与电能转化装置12之间连接节点的冲击，电能转化装置12顺利复位，而后扩展环套21组成的碗结构变形完成在水体阻力作用下对连杆11做功使其快速复位，最后在连杆11回到初始位置后，多节扩张环套21在重力作用下恢复倒扣状态以进入下一次做功行程；通过多节扩张环套21的变形功能可以提高浮球1在波浪冲击下的能量吸收效率，降低结构受冲击造成的劳损从而提高使用寿命；同时可变形的扩张环套21具备的扁平状态，可以在使用时进行安装而非使用状态下通过拆卸以减少其存储空间。
所述扩张环套21为圆筒形结构，扩张环套21的内壁上设有延伸环23，扩张环套21上下两端的外壁上均设有限位环22；所述外层扩张环套21的延伸环23套设于相邻的内层扩张环套21上，且外层扩张环套21通过延伸环23可在内层扩张环套21的两个限位环22之间上下活动，多节扩张环套21之间通过圆筒形结构组成可收缩结构，而延伸环23与扩张环套21构成滑套配合结构以实现形态转换变形。
所述扩张环套21通过可拆卸结构与其中一个限位环22固定连接，可拆卸结构为常见的螺纹或嵌套等结构，通过一个限位环22的拆装即可实现多节扩张环套21的组装和维护，提高装置的维护便利性和降低使用成本，本发明的扩张环套21可采用耐腐蚀的树脂合成材料，即提高使用寿命且可降低成本。
所述最内层扩张环套21上的延伸环23构成坠底盘体2并通过其内孔与连杆11固定连接，最内层即多节扩张环套21中心的延伸环23与连杆11固定连接，即坠底盘体2避免了独立设置，而各扩张环套21可采用标准组件的方式实现替换，从而降低成本。
所述最外层的扩张环套21上设有坠体环3，坠体环3的设置用以使碗状的多节扩张环套21在自由状态下能够处于倒扣的初始化状态。
以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (5)

1.一种仿生物波浪能吸收利用装置,包括可在水面漂浮的中空浮球(1)和连杆(11)，连杆(11)上端穿入浮球(1)内并与其内的电能转化装置(12)连接，其特征在于：所述连杆(11)的下端设有坠底盘体(2)，坠底盘体(2)上套设有多节依次活动连接的扩张环套(21)，多节扩张环套(21)的规格逐层递增构成环环相套的一体结构，且该一体结构在自然下垂的状态下沿竖直方向呈倒扣的碗状结构设置。
2.根据权利要求1所述的仿生物波浪能吸收利用装置，其特征在于：所述扩张环套(21)为圆筒形结构，扩张环套(21)的内壁上设有延伸环(23)，扩张环套(21)上下两端的外壁上均设有限位环(22)；外层的所述扩张环套(21)的延伸环(23)套设于相邻内层的扩张环套(21)上，且外层扩张环套(21)通过延伸环(23)可在内层扩张环套(21)的两个限位环(22)之间上下活动。
3.根据权利要求2所述的仿生物波浪能吸收利用装置，其特征在于：所述扩张环套(21)通过可拆卸结构与其中一个限位环(22)固定连接。
4.根据权利要求2所述的仿生物波浪能吸收利用装置，其特征在于：最内层的所述扩张环套(21)上的延伸环(23)构成坠底盘体(2)并通过其内孔与连杆(11)固定连接。
5.根据权利要求1所述的仿生物波浪能吸收利用装置，其特征在于：最外层的所述扩张环套(21)上设有坠体环(3)。
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