CN109356778A - 绳控液压缸波浪发电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种绳控液压缸波浪发电机，包括波浪能吸收转换部分、控绳装置、重力锚，波浪能吸收转换部分包括浮体和液压系统，液压系统的液压油循环路线是单作用液压缸、准出单向阀、高压蓄能器、液压马达、低压蓄能器/开式油箱、滤油器、准入单向阀，所述单作用液压缸缸体连接在浮体上，所述单作用液压缸的活塞杆底端通过绳索或锁链连接到浮体下方的控绳装置执行机构的机架顶端，控绳装置控制的绳索向下延伸连接到重力锚上。该系统能够实现让行程有限的液压缸适用于大波浪，适应潮汐变化，收绳效果好，效率高。

Description

绳控液压缸波浪发电机

技术领域

本发明涉及一种波浪发电系统，属于波浪发电领域。

背景技术

CN 103104408 A为最接近本发明的现有技术，其列出的控绳装置存在许多问题，如弹簧疲劳、收绳力量小，而其配重收绳方式，如安装在锚基上则因执行机构离地面距离近，配重运动行程受限，而如果悬在水中则存在拉力不平衡、执行机构偏斜、绳子缠绕、防水等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种绳控液压缸波浪发电机，它能够实现让行程有限的液压缸适用于大波浪，适应潮汐变化，收绳效果好，波高利用率高。

本发明的技术方案：

节I：一种绳控液压缸波浪发电机：包括波浪能采集转换系统(Wave EngergyConverter，后面简称WEC)、控绳装置、重力锚，波浪能采集转换系统位于水面，控绳装置包括了两个相对运动可控的构件，分别是控绳机构的机架和细长构件，所述机架在上、细长构件在下的时候，机架顶端作为与波浪能采集转换系统的连接点，而细长构件底端作为与重力锚的连接点，而当机架在下细长构件在上的时候，则机架作为与重力锚的连接点，而细长构件的顶端作为与波浪能采集转换系统的连接点。

波浪能采集转换系统有两种，单浮体&压差复位型和双浮体重力复位型。

节II：单浮体&压差复位型WEC，包括浮体和液压系统；

浮体的结构可以理解为：一封闭壳体，中心贯穿一竖直的直管，然后去除直管管内的壳体部分，从而形成一个中心有贯穿孔的全封闭壳体；

所述浮体的贯穿孔下出口处安装有导缆器/双滚轮导缆钳，一个三脚架的三个底脚固定在浮体顶面上，该三脚架的顶端处在所述贯穿孔的正上方，该三脚架顶端与一单作用液压缸缸体顶端挠性/万向连接，该单作用液压缸的活塞杆柄所连接的绳索先后从浮体中心通孔、安装在浮体底面的导缆器/双滚轮导缆钳中穿过，最后连接到控绳装置上；发电机以及除单作用液压缸外的液压系统均在浮体腔内；液压系统的液压管路循环路线是单作用液压缸有杆腔、准出单向阀、高压蓄能器、液压马达、低压蓄能器、准入单向阀；

优选的：在所述液压管活塞杆上套一伸缩管，该伸缩管一端与所述活塞杆柄密封对接，另一端与所述液压缸缸体侧面对接，但伸缩管上部应有缝隙与外界相通，所述液压缸的泄油管一路从液压缸无杆腔的顶部引出，一路从伸缩管的底端的腔内引出，两路合为一路向下延伸，然后从设备舱顶盖钻入设备舱内，最后进入所述开式油箱；

优选的：在上述基础上增加一个浮力舱，而上述浮体作为设备舱；浮力舱为一环状浮体；浮力舱与设备舱的连接方式可以有两种：

一种是嵌入式，即：浮力舱环内孔稍大于与设备舱外轮廓，设备舱嵌入浮力舱的环内孔中，浮力舱与设备舱可通过螺栓连接在一起，也可以在设备舱顶盖或浮力舱环内孔底部设限位凸缘，或者是：浮力舱的环内孔的内表面或设备舱的外侧面为上粗下细的锥面，设备舱楔入浮力舱的环内孔内；

另一种是叠加式，即：浮力舱环内孔要小于设备舱外轮廓，所述设备舱的底面固定到所述浮力舱顶面上，此种情况所述设备舱底面的导缆器/双滚轮导缆钳，改到安装在所述浮力舱环内孔下出口处；所述单作用液压缸的活塞杆底端的绳索先后从设备舱中心孔、浮力舱环内孔、安装在浮力舱底端的导缆器/双滚轮导缆钳中穿过后连接控绳装置；

节III：双浮体&重力复位型WEC，分为A型和B型两种，双浮体&重力复位A型WEC包括立柱总体、环状浮体、П支架/三腿架、液压系统：

立柱总体可以是以下四种形式：

1)一竖直放置的空心立柱，为圆柱体或多边形柱体外形，顶端开口底端封闭；

2)所述空心立柱底面与一水下浮力舱顶面固结后形成的整体，水下浮力舱为圆柱体或椭球体外形的中空壳体或泡沫塑料；

3)所述立柱底面与一竖直杆/竖直管的顶面固结后形成的整体；

4)所述立柱底面与一所述水下浮力舱顶面固结，所述水下浮力舱的底面与一竖直杆/竖直管的顶面固结后，三者形成的整体；

立柱总体竖直插在水中排开水的重量要大于其自身重量，即立柱总体能漂浮在水中；

优选的：立柱与水下浮力舱、竖直管、竖直杆，三者竖直方向上的中心线对齐；

一环状浮体套在所述立柱上，且环内壁与所述立柱侧面存有一定间隙，环状浮体顶面固定着竖立着П支架/三腿架，П支架/三腿架的中心与立柱总体轴线重合，一竖立单作用液压缸的活塞杆柄与П支架/三腿架横梁底面中心连接，单作用液压缸的缸体末端与立柱腔内底面连接，液压系统的油路循环路线是：开式油箱、准入单向阀、所述单作用液压缸的有杆腔、准出单向阀、蓄能器、液压马达，液压马达带动发电机发电；

双浮体&重力复位B型的具体结构是：一立柱总体，竖直放置，顶端开口底端封闭，一环状浮体套在立柱上，且环内壁与立柱侧面存有一定间隙，环状浮体顶面固定着竖立的П支架/三腿架，П支架/三腿架的中心与立柱轴心重合，一单作用液压缸的活塞杆与П支架/三腿架顶梁底面中心连接，单作用液压缸的缸体另一端与立柱腔内底面连接，液压系统管路循环路线是：开式油箱、准入单向阀、所述单作用液压缸的有杆腔、准出单向阀、蓄能器、液压马达，液压马达带动发电机发电；立柱总体不必具有漂浮性；

一滑轮的滑轮架与浮体底面连接，一根绳子一端连接一重块，另一端向上延伸，绕过所述滑轮后又向下延伸，最后系在立柱总体上；

优选的：所述重块为环状，套在所述立柱总体下部，且重块的环内侧与立柱总体侧面存有间隙，重块两侧各系一根绳子，该两根绳子的另一端向上延伸，然后分别绕其上方的一滑轮后向下延伸，最后连接在立柱总体上，所述两个滑轮的滑轮架与所述环状浮体底面连接，且两连接点关于立柱轴线对称；

节IV：对于前述的WEC：还包括拉簧重块机构，具体为：

对于双浮体&重力复位型WEC，其结构是：一拉簧的一端与一重块连接，拉簧另一端连接绳子，该绳子另一端向上延伸绕过一滑轮后再向下延伸，最后系到所述立柱上，所述滑轮的滑轮架与环状浮体底面连接；

优选的：所述重块为环状，套在所述立柱总体下部，且重块环内侧与立柱总体侧面存有间隙；

对于单浮体&压差复位型WEC，具体结构为：一绳子一端连接控绳装置的连接点，该绳子另一端向上延伸绕过一滑轮后再向下延伸后系在拉簧一端，该拉簧另一端与一重块连接，所述滑轮的滑轮架与浮体底面连接；

优选的：浮体底部与一竖管顶端固结，所述导缆器/双滚轮导缆器安装在竖立管底端出口处，所述滑轮安装在所述竖管上部的一开孔处，且该滑轮轴线垂直与所述孔所位于的竖管轴截面，所述滑轮一半露在竖管外，一半在竖管内，所述拉簧一端连接重块，另一端连接所述绳子，所述绳子另一端向上绕过孔处的滑轮后，进入竖管内又向下延伸，通过竖管底端的另一导缆器后，再向下延伸最后连接到控绳上，重块为环状，套在所述竖管上，且重块的环内侧与所述竖管外壁存有间隙；

节V：控绳装置包括控绳电气模块和控绳机构，其中控绳机构包括机架、直线旋转运动转换及附属机构、防缠机构、电控制动器，所述执行机构的机架顶端与上方的波浪能采集转换系统连接：所述直线旋转转换机构的旋转构件通过主轴与电控制动器的转子轴连，也可通过链式/齿轮/皮带传动机构与所述电控制动器的转子联动；所述电控制动器的定子固定在机架上，所述直线旋转运动转换机构旋转构件的主轴通过轴承&座安装在所述机架上；所述直线旋转运动转换及其附属机构有3种分别为；

第一种，滚链轮+滚子链型控绳机构为：机架底端固定一竖直的直筒，一配重在直筒内并与直筒内壁有一定间隙，一根滚子链一端该配重，另一端向上绕过所述滚链轮后再向下延伸，进入直筒连接一根绳索的一端，该绳索的另一端穿过所述配重上的竖直通孔后继续向下延伸，穿过安装在所述直筒底端入口处的导缆器/双滚轮导缆钳后，继续向下系在所述重力锚上；

第二种，环链轮+环链，或摩擦轮+绳索型：一锁链一端连接所述重力锚，另一端向上穿过安装在控绳机构的机架底端的导缆器/双滚轮导缆钳后，继续向上延伸，绕过环链轮后，再向下穿过安装在机架底端的另一个导缆器/双滚轮导缆钳后，继续向下延伸，最后连接一配重；

所述环链轮+锁链也可替换为摩擦轮+绳索，一绳索一端连接所述重力锚，另一端向上穿过安装在控绳机构机架底端的导缆器/双滚轮导缆钳后，再绕过摩擦轮后，再向下穿过安装在控绳机构机架底端的另一个导缆器/双滚轮导缆钳后，继续向下延伸，最后连接一配重；

第三种：主副卷筒+主副绳缆型，具体为：主卷筒与副卷筒通过齿轮/链式传动机构联动或通过主轴轴连，主绳缆的一端固定并缠绕在主卷筒上，该主绳缆的另一端向下穿过一安装在控绳机构机架底端的导缆器/双滚轮导缆钳后继续向下延伸，最后连接到绳控液压缸波浪发电机的重力锚上，副绳缆的一端固定并缠绕在副卷筒上，该副绳缆的另一端穿过安装在控绳机构机架底端的另一个导缆器/双滚轮导缆钳后连接一作为收绳构件的配重，主绳缆与副绳缆的拉力在主轴上产生的扭矩方向相反；收绳构件也可替换为拉簧，拉簧另一端固定在机架上；

上述直线旋转运动转换机构的旋转构件与所述重力锚之间的绳索/环链/主绳缆，定义为采能索，而该旋转构件与所述配重之间的绳索/环链/副绳缆，定义为复位索；

对于前述的采用环链轮+环链型、摩擦轮+绳索型、以及采用配重作为收绳构件的主副卷筒型直线旋转运动转换机构的控绳机构，还需增加防止采能索与复位索互相缠绕的防缠机构，防缠机构有以下几种：

第一种，单悬链侧拉式：一根悬锚链一端系在所述配重上，另一端向下向一侧延伸，最后连接到一另一锚基上，该悬链也可替换为一段绳子，绳子中间系重块；

第二种，锚链侧拉式：一根绳子一端连接配重，另一端向一侧延伸一段距离后又绕过一滑轮后向下延伸，最后连接一重块；所述滑轮的滑轮架与用于锚定本波浪发电机浮体或附近其他浮体的系泊系统的其中一根锚链的中段某处挠性/万向连接；也可以省掉所述配重，这样复位索末端直接和所述绳子一端连接，让重块作为收绳用的配重；

第三种，旁标侧拉式：在绳控波浪发电机浮体周围一定距离处增加一浮标，所述浮体及浮标被系泊系统锚定在某处，一根绳子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第二绳子连接浮标底面；也可以省掉上述配重，而让复位索末端直接和所述绳子连接，让重块作为收绳用的配重；

第四种，潜标侧拉式：一根绳子一端连接所述配重，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，所述滑轮的滑轮架与另一锚基顶端挠性/万向连接；或者省掉所述配重，即从浮体下来的复位索末端直接与一根绳子一端连接，该绳子另一端向下向一侧延伸，然后绕过一滑轮后又连接一浮子，滑轮滑轮架与另一锚基顶端挠性/万向连接；优选的：对以上四种含配重的防缠机构，侧拉配重的绳子/悬链可不直接连接到配重而是通过硬直杆连接配重，即绳子/悬链末端与硬直杆一端连接，硬直杆另一端与配重挠性/万向连接；

第五种，单采能索双复位索式：所述直线旋转运动转换机构为：一个主卷筒左右两侧各有一套同样的副卷筒+副绳缆，三者共轴，两根副绳缆下端系在配重的左右两侧，而主绳缆则从配重上的竖直通孔中穿过，配重为圆柱形或立方形或左右对称的固体，且所述贯穿孔经过配重的几何中心和质心，两根副绳缆要分别系在配重的左右两侧；贯穿孔的上下两个入口处安装导缆器/双滚轮导缆钳，主绳缆从导缆钳/双滚轮导缆钳中穿过；

第六种，多绳导向式：控绳机构有两套相同的共轴的间隔一定轴向距离的环链轮/摩擦轮/主卷筒以及所配套的采能索，两根采能索在穿过机架底端的各自的导缆器/双滚轮导缆器后继续向下延伸，分别从所述配重上的相隔一定距离的两竖直通孔中穿过，最后连接到重力锚上；

优选的：配重上的竖直孔的上下出入口处安装有引导绳索进入的导缆器/双滚轮导缆钳；优选的：还包括拉力调配机构，有3种设计：

设计1：采用滑轮方式，即：由控绳机构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，该滑轮的滑轮架所述重力锚挠性/万向连接；

设计2：所述波浪能采集转换系统与控绳机构的连接采用U形环方式，即：控绳机构机架左侧固结一短轴的一端，右侧也固结另一短轴的一端，两个短轴同轴线，所述两个短轴分别插入一U形环的两个孔中，U形环的中段外侧与所述波浪能采集转换系统连接；所述短轴轴线与两根采能索所穿过的两个导缆器/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：所述两根采能索先不连接所述重力锚，改为先分别连接一硬直杆的两端，该硬直杆再通过V形绳索连接重力锚，即：V形绳索的两个顶端分别与硬直杆的两端连接，V形绳索的底端与重力锚挠性/万向连接；

所述波浪能采集转换系统与控绳机构机架的连接采用U形环/单绳/V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：一根缆绳一端连接所述WEC，另一端连接到控绳机构机架顶端上的系点，且该系点要在两根采能索的中心线与控绳机构顶端的交点上；V形绳索连接方式即：V形绳索所在平面要先与两被拉直的采能索平行，然后将V形绳索的底端放到所述中心线的延长线上，然后V形绳索的两顶端连接到控绳机构机架顶端；该V形绳索底端与WEC连接；优选的：V形绳索所在平面与两采能索所在平面重合；

第七种,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锚基；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，该硬直杆底端与所述重力锚挠性/万向连接；

第八种，直筒导向式：控绳机构的机架为一个只有在底面有开口的半封闭壳体，壳体底面连接一竖立直筒，直筒底端封闭，顶端开口并与控绳机构的壳体合并为一个腔，所述配重处在直筒内，与直筒内壁存有间隙，配重上方的复位索穿过的导缆器/双滚轮导缆钳省掉，而采能索穿过的导缆器/双滚轮导缆钳改为安装在滑筒底部外侧面；配重也可替换为拉簧，拉簧的另一端固定在滑筒内的底部；

第九种，穿吊锚式：在控绳机构机架在自转方向上被约束(比如采取手段可以是：机架顶端与波浪发电机浮体底部固结，而浮体又被多点系泊锚定而无法自转)的前提下，可采用本防缠机构，吊锚即被悬吊在水中的所述重力锚，有两种，直连吊锚和滑轮吊锚，直连吊锚：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各自连接海面上间隔一定距离的一浮子，该两浮子被锚定；滑轮吊锚：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；

所述复位索从上述吊锚上的竖直通孔中穿过后，继续向下延伸连接配重；

优选的：在所述吊锚竖直通孔的上下两个入口处安装导缆器/双滚轮导缆钳，所述复位索从该导缆钳/双滚轮导缆钳中穿过；

第十种，Г形导向杆式：在控绳机构机架在自转方向上被约束的前提下(防转方法见穿吊锚式)，可应用于本防缠机构，具体为：所述采能索下半段用Г形导向杆代替，即采能索先连接到Г形导向杆的直角拐点处，然后Г形导向杆的长杆部分的底端通过互相勾住的一对锁环连接到所述重力锚上，所述复位索从安装在Г形导向杆的短杆部分外端的导缆器/双滚轮导缆钳中穿过，配重上设有竖直导向孔，Г形导向杆的长杆部分从安装在配重竖直导向孔的上下出入口处的导缆器中穿过；Г形导向杆的长杆部分为矩形截面，长杆部分四个侧面与配重上的导缆器的四滚轮一一紧贴；所述配重湿重要大于采能索+Г形导向杆的湿重；

优选的：本节，控绳机构机架为一只有底端开口的半封闭壳体，控绳机构的主轴及其轴承&座、电控制动器、直线旋转运动转换机构的旋转构件均安装在控绳机构的内腔中；

节VI：对于采用摩擦轮+绳索的控绳机构，绳索为一根，而摩擦轮可以为串联的两个，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&座安装在控绳装置的机架上，2个同样的摩擦轮齿轮单元轴线平行、同向、端面对齐且依次紧挨的安装在机架上，两个摩擦轮齿轮单元的齿轮啮合，但每个摩擦轮大小要小于齿轮，所以摩擦轮之间并不干涉；摩擦轮组的其中一个单元的齿轮与电控制动器的转子轴连，所述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，绕第一个摩擦轮与绕第二个摩擦轮的方向相反；

优选的：同样的2个以上摩擦齿轮单元，均按照上述规则安装，摩擦齿轮单元的齿轮串序啮合，所述绳索仍为一根，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与电控制动器的转子轴连。

优选的：与电控制动器转子轴连的是：从复位索侧数，第一个摩擦轮齿轮单元的轴。

节VII：重力锚可采用直连/滑轮两种被悬吊方案，直连吊锚结构是：波浪发电机的浮体两侧各置一浮标，每个浮标各系一根缆绳，这两根缆绳的另一端连接到所述重力锚上；

滑轮吊锚结构是：波浪发电机的浮体两侧各置一个浮标，一根缆绳的两端分别系在这两个浮标上，这根缆绳的中部靠近所述重力锚的上方处，并绕一滑轮，该滑轮的滑轮架底端与所述重力锚连接，从上方下来的本来要连接重力锚的采能索，改为连接到所述滑轮架顶端；而对于悬吊重力锚的缆绳与滑轮的连接，也可替换为以下三种衍生连接方式：

1)：重力锚是立方体，重力锚顶面的四个顶点分别安装一个顶滑轮(重力锚上方的滑轮)，这样重力锚顶面上的两个对边上各有两个定滑轮，每个对边的顶滑轮在一根索道上滚动，两根索道在重力锚左侧合为一股，并绕一滑轮，该滑轮的滑轮架与左侧用于悬吊该重力锚的缆绳连接，同样两根索道在重力锚右侧也是合为一股，并绕另一滑轮，该滑轮的滑轮架与右侧的用于悬吊重力锚的缆绳连接；

2)：重力锚为立方体，在重力锚的前后两侧面上部各安装一导缆器，并在重力锚的右侧两竖直棱边上安装两个导向滑轮，悬吊重力锚的缆绳依次穿过后导缆器、右后棱边的导向滑轮、右前棱边的导向滑轮、前导缆器，两导缆器及两导向滑轮与顶面距离相等；

3)：重力锚为立方体，两根硬直杆平行、端面对齐的分别穿过重力锚上间隔一定距离且两横向通孔，两硬直杆左右两端分别与左右两个钢架固结，两侧的悬吊缆绳分别通过V形绳索与两侧钢架连接，即V形绳索的两顶点连接钢架两端，V形绳索的底端连接悬吊缆绳；

对于上述直连、滑轮吊锚、衍生滑轮吊锚方案，优选的：所述波浪发电机的浮体与浮标之间用一根绳子连接；

优选的：当多个波浪发电机在一起运行时，多个波浪发电机的浮体排成一列，每个波浪发电机浮体之间以及队列首尾均放置一个浮标，浮体与浮标之间用绳子连接，首尾的浮标各系一根锚链，该锚链的另一端向队列外侧延伸最后连接到一锚上；

优选的：连接前述波浪发电机的浮标与所述浮体的所述绳子中间系有重块；

优选的：所述波浪发电机浮体通过V形绳索与绳子连接，即，V形绳索的两个顶端分别与浮体顶端底端连接，V形绳索的底端与绳子连接；

优选的：所述阵列中的浮体、浮标，也向垂直队列的方向上引出锚链，锚链底端连接锚；

优选的：在所述浮标/浮体上安装可人工或电子自动化控制的卷扬机/绞车，以根据海上波况收进或放出绳子/锚链；

节VIII：对于控绳机构，还包括补气系统；控绳机构的机架为一全封闭壳体或只有底端开口的半封闭壳体，控绳机构的主轴及其轴承&座、电控制动器、直线旋转转换机构均安装在控绳机构的内腔中，补气系统包括电动气泵、气管、水浸传感器、单片机控制模块及辅助电源，电动气泵安装在海面浮体上的空气环境中，一根气管一端连接气泵排气口，另一端伸入控绳机构的腔内，一水浸传感器安装在腔内，该水浸传感器通过信号线发信息给单片机控制模块，单片机控制模块对电动气泵进行开关控制，如电动气泵停机后气体会回流，则在电动气泵的出气口通过准出单向阀接所述气管。

节IX：对于控绳机构，可将超越离合器/扭矩限制器插入到由直线旋转运动转换机构的旋转构件到电控制动器的动力传递路线中，具体为：所述直线旋转运动转换机构的旋转构件与超越离合器/扭矩限制器的一端轴连，或通过链式/齿轮/皮带传动机构与超越离合器/扭矩限制器的这一端联动，超越离合器/扭矩限制器的另一端与所述电控制动器的转子轴连；所述电控制动器定子固定在机架上；当所述电控制动器处于制动状态时，直线旋转转换机构的旋转构件的可转动方向，应与复位索拉力对其产生的力矩方向相同；

节X：控绳装置包括作为控绳电气模块、执行机构，执行机构也叫控绳机构，控绳电路包括所述单作用液压缸的监测做功行程结束的传感器、MCU控制模块及辅助电源、导线，单片机控制模块通过行程结束传感器获取活塞做功行程结束的信号，然后对控绳机构中的电控制动器进行控制，对于双浮体&重力复位型波浪能采集转换系统，行程结束传感器也可以为安装在立柱顶端的限位块处，在所述环形浮体接近顶端时发出信号给MCU控制模块。

本发明具有以下优点：

1)单浮体压差复位方案，液压缸置于浮体之上的设计，使得液压缸的泄油能够在重力作用下流入开式油箱，降低了污染海水的风险，而设备舱是全封闭壳体，杜绝海水进入设备舱内这一隐患。而浮体采用设备舱+浮力舱这种可分离结构，使得维护更加方便。

2)双浮体重力复位型WEC，使得单作用液压缸的复位不再需要低压蓄能器提供压力复位，可直接从开式油箱中吸油，省掉了补油系统，减少了系统复杂性。

3)本发明中的弹簧+重块组成的弹簧振子系统，可以使得在波谷的时候，采能索受到更大的拉力，减少弯曲和波高利用损失。

4)控绳机构机架与WEC连接的方案，使得浮体与控绳机架的距离短且基本稳定，使得控绳装置的导线可以短，提高了可靠性。同时因为控绳装置离水面距离近，方便维护。

5)本发明中的控绳机构利用配重收绳，寿命长、可靠性高、收绳力度大，不会像弹簧那样存在疲劳、收绳力量小等问题。而防缠机构则避免了采能索与复位索直接的缠绕现象。而采用环链轮+锁链(摩擦轮+绳索)作为直线旋转运动转换机构，因为不变径(卷筒的往往要变径)，采能索拉力等于配重，结构简单，体积小，收绳力量大。

6)采用摩擦轮组作为直线旋转运动转换机构，绳索只缠一次，避免了采用卷筒时轴线方向上排绳宽度过宽问题，同时多摩擦轮组能够大大增强单根绳索的工作拉力，同时让绳缆得以在更小弯曲半径下工作，可以减小输出给电动控制器的扭矩，降低成本。

7)吊锚方案，使得重力锚可以悬在水中，摆脱了水深的制约(如果水深太深，采能索长度过长，则其弹性形变很大，将会导致部分波高用在拉长绳索上而不是做功)，还可让重力锚一直处于浮体下方，使采能索近乎竖直，避免了海流影响采集发电的问题。

8)本发明中，控绳机构的机架采用只有底端开口的半封闭壳体，采能索/复位索又可以从下方出入，而空气还可以储存其中，从而很简便的解决了控绳机构内部零件的防水问题。本发明中的补气系统，又进一步提高了防水保障能力。

附图说明

图1：绳控液压缸波浪发电机示意图(压差复位式、环链轮、Г形导向杆)

图2：双绳导向式控绳机构结构图(卷筒、气泵注气)

图2A：U形环悬吊控绳装置结构图

图2B：滑轮均衡双采能索的结构图

图3：电控制动器结构图(电磁铁、弹簧、制动主缸、鼓式制动器)

图4：单采能索双复位索防缠+卷筒式控绳机构结构图

图5：双悬链挡杆式防缠结构示意图

图6：单悬链防缠+摩擦轮组式控绳机构侧视图

图7：双绳导向式防缠机构+摩擦轮组式控绳机构示意图(V形绳索上下连接)

图8：织带+摩擦轮式控绳机构(V形绳索上下连接)

图9：滚链轮式控绳机构+压差复位WEC

图10：滚链轮式控绳机构+双浮体重力复位型WEC

图11：拉簧收绳控绳机构+双浮体重力复位型WEC+吊锚

图12：压差复位式波浪能采集系统(设备舱+浮力舱)剖面图(液压缸上置)

图13：一列多波浪发电机工作时采用两侧浮标吊锚示意图

图14：一列应用吊锚方案的WEC示意图(旁标侧拉防缠、穿吊锚防缠)

图15：多列应用吊锚的WEC方案

图16：V形绳索与吊锚组合的结构图

图17：悬吊缆绳侧绕吊锚结构图

图18：摩擦轮组控绳机构+双浮体重力复位A型WEC

图19：双浮体重力复位B型WEC(液压系统主要安装在环状浮体上)

1-浮体：钢制外壳；2-液压缸；3-活塞杆；4-高压蓄能器；5-滤油器；6-液压马达；7-发电机；8-低压蓄能器；9-做功行程结束探头：感应活塞到达行程结束位置的传感器，可为霍尔传感器/感应金属接近的电感式接近开关；10-伸缩管：波纹管形状的可以伸缩的管，橡胶材料制成；11-导缆器：四滚柱式导缆器，两对相互轴线平行、端面对齐，但有间隙的辊子，互相垂直叠放安装在一支架上，被导向物从每对圆柱体间隙通过。12-导线；13-控绳机构的外壳：也是控绳机构的机架。14-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；15-超越离合器；16-电控制动器：可以用电来控制的制动器，旋转式，包括有一个转子、一个定子，定子安装在机架上；电控制动器分为直接控制或间接控制，直接控制的有：电磁离合器、电磁制动器，而对于汽车上ABS防抱死系统中，ECU通过控制电磁阀来控制盘式刹车器，则是间接控制的电控制动器；17-重力锚；18-配重：比重大于水，其重力作为收绳动力；19-Г形导向杆：Г形，钢制，长杆部分为矩形截面；20-双滚轮导缆钳：轴线平行、端面对齐、且轮缘紧挨安装的两个凹槽滑轮，绳索被夹在两滑轮之间，滑轮抗轴向力强，且双滚轮的轮缘应紧贴，以防绳索从侧面逃脱，与导缆器可互换；21-主绳缆；22-锁链；23-主卷筒；24-绳索；25-链式传动；26-密封圈；旋转用密封圈；27-活塞；28-压链轮：通过弹簧力压着链条，在配重失重时可维持链条的拉力；29-环链轮；30-采能索；31-电磁铁；32-衔铁；33-拉簧；34-制动主缸；35-液压管；36-鼓式制动器的从动缸；37-副卷筒；38-电动气泵；39-气管；40-水浸传感器；41-主轴；42-副轴；43-副绳缆；44-第三绳子；45-扭矩过载保护器：提供扭矩过载保护，一旦过载则脱离或失效，可以是延时可恢复型、手动恢复型和不可恢复需置换型；46-抓地锚；47-齿轮；48-摩擦轮：通过键与其主轴固结，类似V带轮车有凹槽，但凹槽底部为半圆形，凹槽表面覆盖聚氨酯或橡胶的材料，以增强摩擦和耐磨性，绳索绕在凹槽里，49-第二绳子；50-复位索51-重块：比重大于水；52-水下浮力舱；53-竖直杆；增大绳索拉力点的力臂，，当竖直杆倾斜时，可增大纠正力矩，减少浮体摇摆。54-轴承&座：轴承及其所配套的轴承座；55-V形绳索；56-滑轮；57-缆绳；58-锚链；59-浮标；60-浮子；61-硬直杆：笔直的硬质杆；62-滑轮架；63-直筒：笔直的管；64-短轴；65-压辊：可自由转动的圆柱体；66-织带；67-浮力舱：短圆管外形的空心壳体，旋转剖面是矩形，内部也可以充填泡沫，比重小于水，以提供浮力；68-三脚架；三根钢杆一端固接在一起，它们的另一端均等叉分开，类似相机的三脚架；69-设备舱上盖；70-吊钩；71-竖管：竖立的圆管或方管；72-开式油箱；73-补油泵；74、设备舱：短圆管外形的空心壳体，旋转剖面是矩形，全密封，内部可安装设备；75-吊环；76-绳子；77-导向滑环：环状，绳索从中穿过，引导绳索运动；78-盛油碗；碗形，钢制或塑料制。79-控绳装置；80-环状浮体：短圆管外形的空心壳体，旋转剖面是矩形；81-立柱；82-导向滚轮：固定脚轮，起引导运动方向作用。83-П支架：钢制П形状，或为与OPT公司的Powerbuoy一样的三腿架，即平放的Y形横梁的每个顶点向下伸出腿，形成3腿结构的支架；84-挠性/万向连接：可以是锁链/绳，或互相勾住的一对锁环，也可以为球铰；允许互相连接的两部件有一定的角度变化的连接方式。85-筒形防雨罩：竖立的管状，底端开口，顶端封闭，与П支架/三腿架横梁底面固结，套在立柱上；86-导轨；87-圆饼状端盖；88-钢架；89-垫块；91-绳结：绳子上系的限位固体，绳结轮廓大于滑轮架的间隙而无法通过。92-滚链轮；93-滚子链；102-凸缘：凸起的边缘，限位用；103-复位结束探头：用于监测复位行程到终点的接近开关或传感器。104-第二拉簧；105-刹车蹄；106-限位块；107-卷扬机；

具体实施方式

下面结合附图来进一步进行说明。

节I：本发明的绳控液压缸波浪发电机，包括波浪能采集转换系统(即WEC)、控绳装置、重力锚，WEC位于水面，通过其下方的控绳装置连接重力锚；控绳装置包括两个相对运动可控的构件，分别是机架和细长构件，机架在上细长构件在下时，机架顶端作为与WEC的连接点，细长构件底端作为与重力锚的连接点，而当机架在下细长构件在上时，机架作为与重力锚的连接点，细长构件顶端作为与WEC的连接点，控绳装置相当于提供一个相对于重力锚距离可调的基准点，WEC利用浮体与水下的这个基准点间的相对运动来做功发电。

本WEC有两大类，一是单浮体压差复位型WEC，另一种是双浮体重力复位型WEC。

节II：单浮体压差复位型WEC，图1上部分是典型的单浮体压差复位型WEC。

看图12，是一种新型的单浮体压差复位型WEC。本图的浮体是浮力舱67与设备舱74的组合(后有解释)，姑且先只把设备舱74作为浮体不考虑浮力舱67，浮体(即设备舱74)的结构可以是：一封闭壳体，中心贯穿一竖直管，去除直管管内的壳体部分后形成一个中心有贯穿孔的全封闭壳体，本图设备舱74为圆柱形外形、轴线有贯穿孔的全密封中空壳体；所述设备舱74的贯穿孔下出口处(图中是通过竖立管71安装导缆器，当然也可省掉竖立管71)安装有导缆器11，一个三脚架68的三个底脚(只画了2个)固定在浮体顶面上，该三脚架68的顶端处在所述贯穿孔的正上方，该三脚架顶端通过锁链22连接一单作用液压缸2的缸体顶端，该单作用液压缸2的活塞杆柄所连接的绳索24先后从浮体中心孔、导缆器11中穿过，最后连接到控绳装置机架13上；发电机及除单作用液压缸2外的液压系统均在设备舱74内；

本图方案是利用压差复位的，工作时，高压蓄能器压强>>低压蓄能器压强>大气压。在浮体随波浪上升时，浮体相对于控绳机构13向上运动，绳索24对活塞杆3产生向下拉力，活塞挤出的高压液压油先后通过准出单向阀(站在液压缸有杆腔立场只准出)、滤油器、高压蓄能器，推动液压马达旋转带动发电机发电，然后又进入低压蓄能器中。在浮体随波浪下降时，低压蓄能器压强减去大气压的压差将会在活塞上产生向上拉力，使得活塞复位，同时液压油也会从低压蓄能器中、经准入单向阀(对液压缸有杆腔来讲只准入)，进入液压缸2的有杆腔内。如此循环(箭头表示液压油流动方向)，关于更详细原理可参看CN103104408A。

此设计的亮点在于将液压缸2置于浮体外部上方。液压缸2的活塞杆柄部与一碗口朝上的盛油碗78的碗底固结，为保护液压缸活塞杆免受外界含盐水气腐蚀，在活塞杆上套一伸缩管10，伸缩管10的下端口与盛油碗78外缘对接密封，伸缩管10上端口套在液压缸2缸体上并与其侧面连接并密封，这样伸缩管10内部就形成了一个腔，叫波纹腔，一气管39一个管口与伸缩管内的波纹腔上部接通，另一管口朝下。气管39的作用是让波纹腔与大气相通，保持内外平衡，同时让液压缸泄出的液压油能够向下流动，底部的盛油碗78将泄漏的液压油收集起来。液压缸2的泄油软管35分别从缸体无杆腔内上部和盛油碗78内引出，然后合为一路，从设备舱顶盖69钻入设备舱腔内，最后进入开式油箱72，补油泵73从开式油箱72中抽取液压油注入到上述闭式液压循环管路中。补油泵73是电机驱动的，MCU(即单片机)从开式油箱内的液位传感器中获取液压油的高度信息，对所述电机启停进行控制。另外波纹管在空气中，即使撕裂，也不会有海水进入波纹腔内，也不会有油流到大海里，设备舱74底部完全密封，上部也仅连接了一根泄油管且其管口高悬，保证了安全可靠性。

另外图14左也包含了与本图一样的单浮体压差复位型WEC。

现在来解释一下由设备舱与浮力舱组合成的浮体结构。

在上面设备舱74的基础上，增加浮力舱67，浮力舱67可为一环状浮体(本图为矩形截面的圆环体)，浮力舱67与设备舱74的连接方式可以有两种：

一种是嵌入式(图12)，即：浮力舱67环内孔稍大于设备舱74外轮廓，设备舱74嵌入浮力舱67的环内孔中，二者可通过螺栓连接在一起，也可以在设备舱顶盖69或浮力舱67环内孔的底部设限位凸缘102，以阻止设备舱74相对于浮力舱67下落，或者是：浮力舱的环内孔的内表面或设备舱的外侧面为上粗下细的锥面，设备舱楔入浮力舱的环内孔内；

另一种是叠加式(无图)，即：所述浮力舱环内孔要小于所述设备舱外轮廓，设备舱74的底面固定到浮力舱67顶面上，所述设备舱底面的导缆器，改到安装在所述浮力舱环内孔下出口处；所述单作用液压缸的活塞杆底端的绳索先后从设备舱中心孔、浮力舱环内孔、安装在浮力舱底端的导缆器中穿过后，向下延伸最后连接到控绳装置；

之所以将浮体设计成设备舱与浮力舱两个可分离的部分，主要是为了方便维护。当需要维护设备舱时，只需用绳子44将浮力舱67底面与控绳机架13连接起来，将绳索24下方与控绳机构机架13的连接件：吊环75与吊钩70分离，船上的吊机勾住三脚架75顶端的挂环，就可将设备舱吊到甲板上。而控绳机构13则被绳子44吊在水中而不会下沉。为避免环状浮体67倾斜，绳子44最好是同样的两根，且它们的系点都左右对称。

节III：另一种绳控液压缸WEC是双浮体重力复位型WEC，分为A型和B型，双浮体重力复位A型(图18)的结构是：一空心立柱81(圆柱形)，竖直放置，顶端开口底端封闭，一环状浮体80套在立柱81上，且环状浮体80内壁与立柱81侧面存有一定间隙，环状浮体80顶面固定着竖立着П支架83/(或三腿架)，П支架83/三腿架的中心线与立柱81轴线重合，一竖立的单作用液压缸2的活塞杆柄与П支架83(或三腿架)横梁底面中心挠性/万向连接84，单作用液压缸2的缸体末端与立柱腔内底面挠性/万向连接84，液压系统循环路线是(管路旁的箭头方向)：开式油箱72、准入单向阀、所述单作用液压缸的有杆腔、准出单向阀、蓄能器、液压马达，液压马达带动发电机发电；

优选的：如果立柱81直径太小浮力不足，则立柱81的底端可固结一圆柱形/椭球形的水下浮力舱52，以增大浮力，二者中心线重合。

优选的：立柱81，或水下浮力舱52(如果有)底端与一竖直杆/竖直管71的顶端固结，且二者中心线重合；

立柱81+水下浮力舱52(如果有)+竖直杆/竖直管71(如果有)，是一个固结在一起的整体，定义为立柱总体。立柱总体的底端连接控绳装置的上连接点。

液压系统安装在立柱81内或水下浮力舱52内(本文大部分附图，用圆角矩形虚线框包围的液压系统其所在位置用箭头标出)。但如果将液压缸2倒置，液压系统则安装在环状浮体80内(见图19)，由液压缸2油口出来的液压管贴着液压缸2缸体向上延伸到П支架83顶梁，然后向一侧延伸，然后顺着一侧的П支架83向下，最后又钻入环状浮体80腔内。

原理：如图18，在小浪下，控绳装置79处于制动的情况下，环状浮体80的上下运动未达到上下行程终点，当波浪下落时，环状浮体80的部分重力通过П支架83、液压缸2会施加到立柱81上(环状浮体80的部分重力还是依靠其所受浮力)，此时立柱总体+控绳机构79应具有足够的净浮力，以保证立柱81不会被环状浮体80压着下降，这样环状浮体80相对于立柱总体下落，因为液压缸2活塞杆柄和缸体末端分别连接着П支架83和立柱81底部，所以液压缸2被压缩，从而从开式油箱72中，经准入单向阀抽取液压油。当波浪上升时，环状浮体80通过П支架83、液压缸2对立柱总体施加一个向上的拉力，因为控绳装置79锁定了控绳机架13与重力锚17间的绳索长度，立柱81不能向上运动，所以环状浮体80相对于立柱总体上升，此时液压缸2受拉从而挤出高压液压油，该高压液压油先后经过准出单向阀、蓄能器稳压后驱动液压马达旋转，流到开式油箱72。液压马达带动发电机旋转发电。

但如果波浪的幅度超出了上述工况，其下方的控绳装置会做出反应。比如波浪上升，环状浮体80已经上升到达行程极限，控绳装置会释放绳索(关于控绳装置请看后文分解)，此时立柱81上浮(按照设计，立柱总体所受净浮力要大于由控绳机构的收绳构件对其所产生的向下拉力)，因为环状浮体80是跟随波面缓慢上升，而立柱总体是由水下快速上浮，所以环状浮体80就相对于立柱总体作向下运动，于是液压缸2受到压缩复位，然后控绳装置再锁定绳索。而在波浪下落时，首先是环状浮体80落到工作行程最低点，液压缸2得以压缩复位。然后如果水面继续下降，则环状浮体80+立柱总体+控绳机构79的整体所受的净浮力将变小(环状浮体80的吃水线的下降，导致所受浮力大大减少)，整个WEC将不得不下落，此时控绳装置在收绳构件作用下收绳。

因为是靠环状浮体80的重力来驱动液压缸2的活塞复位的，所以叫双浮体重力复位型WEC，本案的双浮体机构(不包括液压系统)与OPT公司的PowerBuoy几乎一样。另外图10、11、14右也是这样的结构。

优选的：为减少摩擦，可在环状浮体80内环壁上安装上下两层导向滚轮82，每层的导向滚轮82都是呈3个以上均布，这样当环状浮体80上下运动时，导向滚轮82可在立柱81上下滚动，引导环状浮体80上下运动。另外也可以采用导轨方式，见图19，竖直的两导轨86的上下两端通过钢架88与立柱81固结，该两根导轨分别穿过环状浮体80上的两个竖直孔，导轨86表面及环状浮体80的竖直孔内壁上涂覆低摩擦系数材料例如聚四氟乙烯。

另外图18中，液压缸2的缸体末端通过锁链22(或互相勾住的两个锁环)与立柱81腔内底部连接，在锁链22两侧，有两垫块89固定在立柱81腔内底部，垫块89高度略小于液压缸缸体2底端与立柱81腔内底部间隙，因为锁链22可以拉但不可以压，如果其受压，则液压缸2可能会偏向一边，而且液压缸2还会上下移动，导致波高利用损失，而在采用了垫块89后，当液压缸2向下压的时候，垫块89能够顶住液压缸2缸体。同理，垫块89也可应用到本说明书中其他有挠性连接、而又存在受压工况的地方。

另外环状浮体80的上下运动应该有限位机构，当然液压缸本身也可有限位作用，在环状浮体80上升/下降到一定程度活塞会撞击缸体，但这对液压缸是不好的，所以应专门设置限位块(见图11中，安装在立柱81上的限位块106)，对于图18来说，水下浮力舱52顶部或П支架83可以作为行程下限限位块，而环状浮体80的行程上限限位可以是在立柱81顶端加凸缘102。而对于图19，导轨86的上下两个钢臂88可作为环状浮体80的上下限位块。

第二种双浮体重力复位B型WEC，以图19做说明，与A型的结构大部分一样，所不同的是：增加了滑轮重块机构。立柱总体+控绳机构79的整体可以不必保持足够净浮力，甚至比重大于水。具体为：滑轮56的滑轮架与环状浮体80底面连接，一根绳子76一端连接一重块51，另一端向上延伸，绕过所述滑轮56后又向下延伸，最后系在立柱81上(图中只画了单侧的滑轮56+绳子76，实际应为2组滑轮&绳子，且关于立柱轴线对称，且滑轮固定点应避免在滑轨86所在的立柱轴截面内，以免与滑轨86干涉，图中就是干涉了)。控绳装置79的其中一个可控相对运动构件的顶端与立柱总体的底端连接。

原理：如图19，小浪下，控绳装置79处于制动状态，立柱总体的与重力锚17之间的绳索长度是固定的。环状浮体80的上下运动没有到达上下运动行程的终点。此时，重块51的湿重(本说明书，湿重＝水中的物体所受重力减去它所受到的浮力)对绳子76施加向下拉力，该拉力沿着绳子76，经过定滑轮56后改为向上拉立柱81。只要重块51的湿重足够大，就可以保证：绳子76对立柱总体提供足够的向上拉力使得立柱总体+控绳装置79不下沉，即使立柱总体+控绳装置79比重大于水。这样立柱总体既不能向上(控绳装置锁定了绳索长度，不能拉长)，又不能下沉，所以立柱总体就成为一个稳定的相对运动参考点。

环状浮体52随浪起伏，其相对于立柱81上下运动，通过П支架83带动液压缸2拉伸或缩回，波浪能采集做功与双浮体重力复位A型WEC是一样的。但在波浪下降阶段，重块51的湿重作用于绳子76，绳子76对定滑轮56产生向下的力，使得环状浮体80相对于立柱总体下降，使得液压缸得以复位。

再来说一下大浪情况下的环状浮体80超出工作行程的情况。当波面上升，环状浮体80到达行程最高点，此时控绳装置启动，释放绳索(关于控绳装置，请看后文分解)，立柱总体得以释放，此时立柱总体上升(因为按照设计，重块51的湿重拉力对立柱总体产生的向上拉力，要大于控绳装置的收绳构件18对立柱总体产生的向下拉力)，因为环状浮体80跟随波面缓慢上浮，而立柱总体由水下快速上浮，所以环状浮体80相对于立柱总体作向下运动，所以液压缸2得以被压缩复位。过了一会，控绳装置再次进入制动状态。

而当大浪的波面下落时，先是环状浮体80下落到行程最低点，液压缸2复位行程结束，如果水面继续下降，由于限位的作用，环状浮体80不能相对于立柱总体继续下降，做力学分析时，环状浮体80+立柱总体+控绳机构机架+重块51可以简化为一个对象，水面下降，则该对象所受浮力下降，将不得不下落，此时控绳装置在收绳构件作用下收绳。

优选的：见图19，所述重块51为环状，套在竖直杆53上，且重块51的环内侧与竖直杆53侧面保持间隙，重块51两侧各系一根绳子76(图中只画一套，实际为左右对称的两套)，该两根绳子76的另一端向上延伸，然后分别绕其上方的一滑轮56后向下延伸，最后连接在立柱81下方的竖直杆53上，所述两个滑轮56的滑轮架与所述环状浮体80底面的连接，两连接点关于立柱81轴线对称；进一步优选的：重块51环内安装上下两层导向滚轮组，每层3个以上导向滚轮均布，设计目的是：让重块51以竖直杆53作为导轨，避免重块51无约束的乱摆。

节IV：对于上面双浮体重力复位型WEC、单浮体压差复位型WEC，优选的：还包括拉簧重块机构，具体为：对于双浮体&重力复位B型WEC，重块与绳子间插入拉簧，即重块与拉簧一端连接，拉簧另一端与绳子的一端连接。而对于双浮体&重力复位A型WEC，见图10，其结构是：一拉簧33的一端与一重块51连接，拉簧33另一端连接绳子76，该绳子76另一端向上延伸绕过一滑轮56后再向下延伸，最后系到所述立柱81上，所述滑轮56的滑轮架与环状浮体80底面连接；

对于单浮体压差复位型WEC，见图9左侧，结构为：一绳子76一端系在控绳装置的机架13上，该绳子76另一端向上延伸绕过一滑轮56后再向下延伸后系在拉簧33一端，拉簧33另一端与一重块51连接，所述滑轮56的滑轮架与浮体1底面连接；

原理：首先在静止状态下，重块51的湿重会导致拉簧33有一个原始伸长量，重块51的惯性与拉簧33构成一个振荡系统，在设好一定参数的情况下，可以达到下面振动效果：在波浪下落的后半期(假如水质点是顺时针运动，则下落后半期是从3点到6点)阶段，浮体(对于双浮体重力复位型WEC是环状浮体)随波浪减速下降，因拉簧33对重块51的拉力由其伸长量决定，而伸长量的改变由重块51相对于浮体的下落运动决定，在3点钟，重块51相对于绳子76向下运动，所以3点以后拉簧33的拉力继续增大，到波谷时，浮体竖直方向上速度接近0，而重块51的惯性导致拉簧33被拉的超过其原始伸长量，从而导致拉簧33拉力非常大，绳子76拉力也非常大，这个拉力经过滑轮56变向，对控绳机构产生非常大的向上拉力，从而有助于减少控绳机构的采能索的挠性形变，减少波高利用损失。而在浮体随波浪上升的后半期减速阶段，9点后浮体开始减速上升，由于拉簧33的长度缩短滞后，重块51相对于绳子76继续上升，重块51与绳子之间的距离缩小，拉簧33对重块51的向上拉力不断缩小，在接近12点时，拉簧33的伸长量小于原始伸长量，拉簧33拉力很小甚至是0，这对于浮体来说，带来的好处是：不必分担部分浮力来提重块51，可以有更多的浮力用来做功。

对于以上拉簧重块机构，重块51应有约束机构来引导它的运动，对于双浮体重力复位型WEC，可以把重块51做成环状，套在立柱总体的下段，环内加上下两层导向滚轮，每层3个以上均布。例如图10、18、19；而对于单浮体压差复位型WEC，见图12，浮体底部加一个竖管71，重块51做成环状套在竖管71上；同样上述重块51的环内壁上安装上下两层导向滚轮82，每层的导向滚轮3个以上均布。重块51以立柱81/竖立管71作为导轨上下运动。

对图12来说，因为浮体与控绳机构是靠绳索24连接的，设备舱74带着竖管71可能做各种倾斜运动，为避免擦到绳子76，增加以下设计：滑轮56安装在竖管71上部的孔处，且所述孔所位于的竖管轴截面与所述滑轮56轴线垂直，所述滑轮56一半露在竖管外，一半在竖管内，拉簧33一端连接重块51，另一端连接绳子76，绳子76另一端向上绕过孔处滑轮56后，进入竖管71内又向下延伸，通过竖管71底端的各自的导缆器11(本文中所有的导缆器11/双滚轮导缆器20都是不可多绳共用)后，再向下延伸最后连接到控绳机构机架13上。

另外重块51也可采用别的约束机构，见图9，左侧重块51左右两侧各安装上下两个滑环77，每侧的滑环77中各穿过一根绳子76，每根绳子76的一端连接控绳机构机架13，另一端向上延伸，绕过各自的滑轮56后，再向下延伸连接到同一拉簧33的一端，该拉簧33另一端连接重块51。两滑轮56的滑轮架与浮体底面连接。重块51是通过两根拉紧的绳子76来阻止重块51乱摆和旋转。再看右侧重块51，重块51安装在滑轨86上，滑轨86的底端与控绳机构挠性/万向连接84，滑轨86的顶端与绳子76的一端连接，绳子76的另一端向上绕过滑轮56后再向下延伸，连接一拉簧33的一端，拉簧33的另一端连接重块51。滑轮56的滑轮架与浮体1底面挠性/万向连接84。滑轨86是作为引导重块51运动的约束机构。当然图9的两种约束机构也可应用于双浮体重力复位型WEC。

节V：以上主要讲了绳控液压缸的WEC部分，下面讲控绳装置，包括控绳电气模块和执行机构，控绳电气模块是控制部分，而执行机构也叫控绳机构，是控绳装置的机械部分，包括直线旋转运动转换及附属机构、防缠机构、电控制动器，本节的控绳机构的机架，都是与其上方的WEC连接，这是与CN 103104408 A不同的地方。

所述直线旋转运动转换机构的主轴通过轴承&座安装在所述机架上；直线旋转运动转换及附属机构有3种分别为；

第一种，滚链轮+滚链型，见图9、10，控绳机构结构为：控绳机构的机架13底端与一竖直的直筒63顶端固结，一配重18在直筒63内并与直筒63内壁有一定间隙，一根滚子链93一端连接作为收绳构件的配重18，另一端向上绕过滚链轮92后再向下进入直筒63继续延伸，连接一根绳索24的一端，该绳索24的另一端穿过所述配重18上的竖直贯穿孔后继续向下延伸，然后继续向下穿过安装在所述直筒63底端入口处的导缆器11后，继续向下系在绳控液压缸波浪发电机的重力锚17上；

第二种，环链轮+环链，或摩擦轮+绳索型：见图1，一锁链22一端连接绳控液压缸波浪发电机的重力锚17(图中锁链22是通过Г形导向杆连接重力锚)，另一端向上穿过安装在控绳机构的机架13底端的导缆器11后，绕过环链轮29后，再向下穿过安装在控绳机构机架底端的另一个导缆器11后，继续向下延伸，最后连接一作为收绳构件的配重18；

所述环链轮+锁链也可以替换为摩擦轮+绳索，见图6，一绳索24一端连接绳控液压缸波浪发电系统的重力锚17，另一端向上穿过安装在控绳机构机架13底端的导缆器11后，再绕过摩擦轮48(本图是多个摩擦轮，姑且先视为一个摩擦轮)后，再向下穿过安装在控绳机构机架13底端的另一个导缆器11后，继续向下延伸，最后连接一配重18；

第三种：主副卷筒型，见图4，具体为：主卷筒23与副卷筒37通过主轴41轴连(或通过齿轮/链式传动机构联动)，主绳缆21的一端固定并缠绕在主卷筒23上，该主绳缆21的另一端向下穿过一安装在控绳机构机架13底端的导缆器11后继续向下延伸，最后连接到绳控液压缸波浪发电机的重力锚17上，副绳缆43的一端固定并缠绕在副卷筒37上，该副绳缆43的另一端穿过安装在控绳机构机架底端的另一个导缆器11后连接一作为收绳构件的配重18，主绳缆21与副绳缆43的拉力在主轴41上产生的扭矩方向相反；收绳构件也可替换为拉簧(见图11)，拉簧33的另一端固定在机架13上，此时可省掉副绳缆所穿过的导缆器；

在上述提到的每个图中可见，上述三种直线旋转运动转换机构的旋转构件(滚链轮/摩擦轮/环链轮/主卷筒)通过主轴41与电控制动器16的转子轴连，直线旋转转换机构的旋转构件：主卷筒23也可通过链式25(见图2)或齿轮，或V带传动机构，与安装在所述机架13上的电控制动器16的转子联动，所述电控制动器16的定子固定在机架13上。所述直线旋转转换机构的旋转构件与绳控液压缸波浪发电机的重力锚17之间的绳索24/环链22/主绳缆21，定义为采能索，它就是前面提到的，与机架之间相对运动可控的细长构件；而直线旋转转换机构旋转构件与所述配重18之间的绳索24/环链22/副绳缆43，定义为复位索；

原理：控绳装置的控绳电气模块对执行机构的电控制动器16进行通电/断电，从而使其处于制动/松开状态。当处于制动状态时，电控制动器16的转子被锁定无法转动，与其轴连或联动的直线旋转转换机构的旋转构件也无法转动，所以采能索30就无法相对机架13直线运动，控绳机构机架13与重力锚17之间的采能索长度就固定下来，控绳机构机架13的高度就稳定下来，WEC的海面浮体可以以机架13作为相对运动参考点，来采集转换波浪能。

当电控制动器16处于松开状态时，其转子可以旋转，与其轴连或联动的直线旋转运动转换机构的旋转构件也可以旋转，此时采能索可以相对机架13运动，收绳构件(配重18/拉簧33)的拉力经复位索在主轴41上产生的力矩与采能索上拉力产生的力矩相反，二者好比拔河，那边强就向那边转，当WEC的浮体带着控绳机构机架一起上升时，采能索拉力占上风，这样采能索被拉长，而复位索变短，此时如果控绳电气模块锁定电控制动器16，则控绳机构机架13与重力锚17之间的高度比先前的高，控绳机构机架这个参考点就到达了一个新的高度；而当WEC的浮体带着控绳机构机架下落时，控绳机构机架13与重力锚17之间距离缩短，采能索拉力消失，此时在收绳构件的作用力下直线旋转转换机构的旋转构件随之转动，从而收紧采能索，如果此时控绳电气模块锁定电控制动器16的话，则控绳机构机架13与重力锚17之间的距离固定下来并比之前缩短。以上就是精简型控绳机构的工作原理。

对于环链轮+环链型、摩擦轮+绳索型、以及采用配重作为收绳构件的主副卷筒型直线旋转运动转换机构的控绳机构，还需增加防止采能索与复位索互相缠绕的防缠机构，主要有：

第一种，单悬链侧拉式，见图6，一根悬锚链22一端系在所述配重18上，另一端向下向一侧延伸，最后连接到一抓地锚46上，该悬链也可替换为一段绳子，绳子中间系重块；

第二种，锚链滑轮侧拉式，见图13，WEC的浮体D的下方：一根绳子76一端连接配重18，另一端斜向下延伸一段距离后又绕一滑轮56后向下延伸，最后连接一重块51；所述滑轮56的滑轮架与用于锚定本WEC浮体(也可是其他浮标)的系泊系统的其中一根锚链58的中段某处挠性连接；也可省掉所述配重18，这样复位索50直接和绳子76一端连接，让重块51作为收绳用的配重；

第三种，旁标滑轮侧拉式：旁标，即WEC浮体附近的浮标。见图14，在绳控波浪发电机浮体B周围一定距离处增加一浮标C(浮标C属于吊锚阵列，也可以选浮体B周围其他浮标作为旁标)，所述浮体B及浮标C被系泊系统锚定在某处，一根绳子76一端系在所述配重18上，另一端延伸到浮标C下方，绕过一滑轮56后向下延伸，最后连接一重块51，所述滑轮56的滑轮架通过第二绳索49连接浮标C底面；也可以省掉上述配重18，而让复位索50直接和所述绳子76连接，让重块51作为收绳用的配重；

第四种，潜标滑轮侧拉式：一根绳子一端连接所述配重，另一端向下向一侧延伸，然后绕一滑轮后向上延伸，最后连接一水下浮子，所述滑轮滑轮架通过第二绳子连接另一锚基；或者省掉所述配重，即从浮体下来的复位索直接与一根绳子一端连接，该绳子另一端向下向一侧延伸，然后绕一滑轮后，最后连接一水下浮子，滑轮滑轮架通过第二绳子连接另一锚基；

以上四种采用重块51/水下浮子对配重18提供侧拉力的防双绳缠绕机构，其机理是：重块51/悬链22的湿重重力在绳子76上产生一个拉力，该拉力对配重18在水平方向上有一个分力，使得配重18向该侧始终偏离，从而避免复位索与采能索的互相缠绕。

优选的：对于以上四种，侧拉配重18的绳子79(或悬链22)，可不直接连接到配重18而是通过硬直杆61(见图14)连接配重18，即绳子76(或悬链22)与硬直杆61一端连接，硬直杆61另一端与配重18挠性/万向连接；这样做的好处是：配重18即使摇摆到了采能索30的左侧，只要硬直杆61的右端还在采能索30的右侧，那么配重18依然不能围绕采能索30旋转，因为硬直杆61是不能弯折的。硬直杆61的加入使得防缠能力进一步提高，挠性万向连接84使得硬直杆61可以跟随绳子76改变角度，以免在配重18上产生弯矩。

第五种，单采能索双复位索式，见图4：所述直线旋转转换机构为主副卷筒型，包括一个主卷筒23，两个共轴的且一样的副卷筒37，主绳缆21从配重18上的竖直贯穿孔中穿过；配重为圆柱形或立方形或左右对称固体，且所述贯穿孔经过配重的几何中心和质心；两根副绳缆要分别系在配重的左右两侧；

原理：因为竖直孔穿过配重18的几何中心，所以海流的冲击力不会产生转矩，同样因为竖直孔穿过配重18的质心，主绳缆21晃动时配重的惯性力也不会产生转矩，万一配重18发生转动，那么两根副绳缆43将会互相缠绕，但在配重18的重力向下作用下会自行解开。

优选的：贯穿孔的上下两个入口处安装导缆器/双滚轮导缆钳20，主绳缆从导缆器/双滚轮导缆钳20中穿过；以减少摩擦。

第六种，多绳导向式：见图2，控绳机构有两套相同的共轴的间隔一定轴向距离的主卷筒23(或环链轮/摩擦轮)及所配套的采能索21，两根采能索21在穿过安装在机架13底端的各自对应的导缆器11/双滚轮导缆器后，继续向下延伸，分别从配重18上的相隔一定距离的两个竖直孔中穿过，最后连接到重力锚17上；

原理：这是利用两根被拉紧的采能索21作为轨道，引导配重18上下运动。当配重18自转时，两根弯曲的采能索21会对配重18施加一个反向力矩，阻止配重18旋转。

优选的：配重上的竖直孔的上下出入口处安装有引导绳索进出的双滚轮导缆钳20(或导缆器)，以减少绳索摩擦；

但图2这种设计可能会导致两根采能索21的拉力不一致，因为控绳机构机架13在大海中可能摇摆倾斜。所以为解决这个问题，优选的：引入拉力调配机构，有3种设计：

设计1：采用滑轮方式，见图2B，即：由控绳机构向下延伸的原本要连接重力锚17的两根采能索21，改为在靠近重力锚17上方处合为一股并绕过一滑轮56，该滑轮56的滑轮架再通过一根绳子连接重力锚17，滑轮56使得两根采能索21拉力始终一样；

设计2：见图2A，所述WEC与控绳机构的连接采用U形环14方式，控绳机构机架13的前侧固结一短轴64的一端，后侧也固结另一短轴的一端，两个短轴同轴线，所述两个短轴分别插入一U形环14的两个孔中，U形环14的中段外侧与所述WEC连接；所述短轴轴线与两根采能索21所穿过的两导缆器11的位置连线垂直，且与该连线中点重合；

原理：当WEC的浮体斜着拉U形环时，U形环绕短轴64顺时针或逆时针旋转，控绳机架13不随之旋转，两采能索21与短轴64的垂直距离相等，根据力学分析可知，此时两采能索21的拉力是相等的。而当WEC浮体前后摇摆时，因为这个方向上两根采能索21是对齐的，所以受力是一样的。

设计3：见图7，所述两根采能索30先不连接所述重力锚17，改为先分别连接一硬直杆61的两端，该硬直杆61再通过V形绳索55连接重力锚17，即：V形绳索55的两个顶端分别与硬直杆61的两端连接，V形绳索55的底端与重力锚17挠性/万向连接84；

而对于WEC与控绳机构机架的连接可采用U形环/单绳/V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(图2)即：一根缆绳一端连接所述WEC，另一端连接到控绳机构机架13顶端上的系点，且该系点要在两根采能索的中心线FF’(两根采能索21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等，这个就是中心线FF’)与控绳机构机架顶端的交点上；

V形绳索连接方式，即图7：控绳机构机架13上方的V形绳索55所在平面要先与两被拉直的采能索30平行，然后将V形绳索55的底端放到所述中心线FF’的延长线上，然后V形绳索的两顶端连接到控绳机构机架13顶端；

根据力学分析可知，采用了上述U形环/单绳/V形绳索连接方式，因为V形绳索55的底端是挠性/万向连接，所以无论控绳机架如何运动，WEC对控绳机构的力作用点以及重力锚对控绳机构的力作用点均在中心线FF’上，两根采能索30与该作用点的距离相等，所以两根采能索30所受拉力必然是相等的。

对于上部采用V形绳索的方案，V形绳索55所在平面与两平行采能索所在平面，可呈任何角度，而图7为重合关系，图中的直线旋转运动转换机构是摩擦轮48与采能索30，有可能出现两根采能索30拉出长度不等的情况，此时分析可知，拉出长度较长的那根采能索30受力较小，拉出较短的采能索受力较大，从而使得拉出较短的出现更多滑动摩擦，从而赶上拉出较长的，使得它们长度一致，也就是说此方案具备了自动调节两采能索长度的功能。

第七种,双悬链挡杆式，见图5：复位索50所连接的配重18的两侧各系一根锚链22，两根锚链向两侧向下叉分开，每根锚链22的另一端分别连接一重力锚17/抓地锚46；(锚链22也可替换为锚缆，但应在锚缆中间系重块)；也可省掉配重18，这样复位索50与两根锚链22(或锚缆)直接连接组成倒Y字结构；

原理：本方案是利用被悬吊的锚链22与采能索30之间的碰撞来阻止配重18围绕采能索30旋转，从而防止采能索与复位索互相缠绕，显然无论配重18怎么运动，采能索30一直在两根锚链22组成的连线的一侧，但为防止采能索30被磨损，采能索30下半段可以换成硬直杆61，硬直杆61底端与重力锚17挠性/万向连接84，以让硬直杆61能自由倾斜。

第八种，直筒导向式(无图)：控绳机构的机架为一个只有在底面有开口的半封闭壳体，壳体底面连接一竖直滑筒，滑筒底端封闭并与控绳机构的壳体合并为一个腔，配重与滑筒内壁保持间隙，配重上方的复位索穿过的导缆器省掉，而采能索穿过的导缆器改为安装在滑筒底部外侧；很显然，滑筒将复位索+配重限制在其内，避免了复位索与采能索的互相缠绕，同时把采能索所穿过的导缆器安装在滑筒底端外侧，也避免了采能索与滑筒的摩擦缠绕。

第九种，穿吊锚式，见图14：浮体D下面的吊锚即重力锚17，被两根绳缆57悬吊在水中；前述复位索50从所述重力锚17上的竖直贯穿孔中穿过后，继续向下延伸连接配重18；同样WEC浮体B下方的复位索50也可以采用类似防缠机构，但要求滑轮56的滑轮架要与重力锚17固结，另外要把控绳机构机架13约束住(例如：可以将控绳机构与双浮体重力复位型WEC的立柱固结，立柱被多点系泊系统锚定)不让其自转。

原理：因为吊锚17的两侧缆绳57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17是不自转的，这样对于复位索50来说，其上端被控绳机构机架底部的导缆器/双滚轮导缆钳约束，而下端又被重力锚的竖直贯穿孔约束，是不能绕着采能索30缠绕的。

优选的是，贯穿孔的上下两个入口处安装导缆器11/双滚轮导缆钳，复位索50从导缆器/双滚轮导缆钳中穿过；这样可以减少复位索50所受的摩擦。

第十种，Г形导向杆式：见图1，所述采能索(锁链22)下半段用Г形导向杆19代替，即采能索先连接到Г形导向杆19的直角拐点，Г形导向杆19的长杆部分底端通过互相勾住的一对锁环84连接所述重力锚17，所述复位索(控绳机架13与配重18间的锁链22)从安装在Г形导向杆的短杆外端的导缆器11/双滚轮导缆钳中穿过，配重18上设有竖直通孔，Г形导向杆的长杆部分从安装在所述竖直通孔的上下出入口处的导缆器11中穿过；Г形导向杆19的长杆部分为矩形截面，长杆部分四个侧面分别与配重18上的导缆器11的四滚轮一一紧贴；

原理：Г形导向杆19的长杆部分，充当了配重18的上下运动的导轨，配重18上的导缆器11相当于导向的滚轮，这样配重18就不会相对于Г形导向杆19旋转了。因为Г形导向杆19与重力锚17之间的连接是一对锁环(一个与Г形导向杆底端固结，另一个与重力锚固结)，所以Г形导向杆不能做大角度旋转，因此只要控绳机构机架13被限制住旋转角度(可采用的限制自转方法见第九种防缠机构)，则Г形导向杆上方的采能索与复位索就不会互相缠绕。

本节的防缠机构也可应用于海上其他相近绳索间防缠场合，如US20130200626中的Fig6、Fig7、2C，CN101344063A的图1中的牵引绳3，申请号201610523880X中的采能索与复位索。

节VI：对于摩擦轮+绳索作为直线旋转运动转换机构的的控绳机构，所述摩擦轮可以为两个以上，以组成摩擦轮组，见图7，摩擦轮为2个，是从前视角画摩擦轮组的(图6是轴线视角，但摩擦轮为5个)。首先对最后的两个进行叙述，具体为：摩擦轮48与齿轮47轴连，摩擦轮48、齿轮47、轴41及其轴承&座54构成一个摩擦轮齿轮单元，轴41通过轴承&座54安装在控绳装置的机架13上，两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13上，两个摩擦轮齿轮单元的齿轮47啮合，但每个摩擦轮48大小要小于齿轮47，所以摩擦轮48之间并不干涉；摩擦轮组的其中一个单元的齿轮与(图中是通过超越离合器15)电控制动器16的转子轴连，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，绕第一个摩擦轮与绕第二个摩擦轮的方向相反；

优选的：同样的5个摩擦齿轮单元，均按照上述平行、同向、且端面对齐规则安装，且摩擦齿轮单元的齿轮采用串序啮合(类同列车车厢的连接)，即A-B-C-D-E，一根绳索24依该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41与电控制动器的转子轴连。

原理：当电控制动器16处于制动状态时，与其轴连的主轴41不能旋转，该轴41上的齿轮47也不能旋转，而与该齿轮47啮合的或间接啮合的齿轮47都不能旋转，所以所有摩擦轮都不能旋转，当绳索24拉动时，整列的每一个摩擦轮48都会对绳索24产生摩擦力，从而可以让这根绳索产生更大的摩擦力，与绳索在一个柱子上绕多圈效果一样。当电控制动器16处于松开状态时，与其轴连的主轴41可以旋转，同样可以推导出所有齿轮47、摩擦轮48都可以旋转，绳索24就可以带动整列摩擦轮48运动了。

优选的：见图6，在复位索一侧的第一个摩擦轮齿轮单元与电控制动器16轴连。好处在于：在电控制动器16锁定时，WEC的浮体随浪起伏，所以采能索24要承受时大时小的拉力脉冲，每一次浮体上升做功时，采能索24拉力增大，伸长一些(尽管绳索24可采用UHMWPE，刚性模量大，但仍有微小伸长量)，而在每一次浮体下落时，采能索24受力很小，所以又回缩一些。而因为所有齿轮间的啮合传动都是有间隙的，在绳索24第一次拉力高峰时，会通过摩擦力将所有摩擦轮转到一个位置，以后的每次受拉高峰，都是ABCD摩擦轮的微旋转来配合绳索24的微伸长，从而避免绳索在摩擦轮上的滑动摩擦，保护绳索24免受磨损。

本节的摩擦轮组+绳索机构也可应用于其他需要控制的拴绳索的场合，摩擦轮组所联接的电控制动器可以换成手动的制动机构。

节VII：另外对于绳控液压缸波浪发电机的重力锚，可以采用吊锚方案，吊锚(hanged anchor)即被悬吊在水中的重力锚，见图13、图14，重力锚17可采用直连/滑轮两种被悬吊方案，直连吊锚结构是：见图13浮体D、图14浮体D，其两侧各置一个浮标C、E，每个浮标各系一根缆绳57，这两根缆绳57的另一端连接到该WEC的重力锚17上；

滑轮吊锚结构：见图13中的浮体B、F和图14中的浮体B，浮体两侧各置一个浮标59，一根缆绳57的两端分别系在这两个浮标59上，这根缆绳57的中部绕过一个靠近重力锚17的滑轮56，滑轮56的滑轮架底端与WEC的重力锚17顶面连接，从上方下来的本来要连接重力锚17的采能索30，改为连接到所述滑轮架顶端；

另外，关于悬吊缆绳57通过滑轮与重力锚的连接，还可以是替换成以下三种可纵移(纵向即沿两侧缆绳57所在的平面，横向即垂直于两侧缆绳57所在平面)衍生吊锚方案：

1)：重力锚是立方体外形，重力锚顶面的四个顶点分别安装一个顶滑轮(重力锚上方的滑轮)，这样重力锚顶面上的两个对边上各有两个定滑轮，每个对边的两顶滑轮各自在一根索道上滚动，两根索道在重力锚左侧合为一股，并绕一滑轮，该滑轮的滑轮架与左侧用于悬吊重力锚的缆绳连接，同样两根索道在重力锚右侧也是合为一股，并绕另一滑轮，该滑轮的滑轮架与右侧的用于悬吊重力锚的缆绳连接。

原理：两侧滑轮56将拉力悬吊缆绳57平均分配到两边的索道44上，两边的索道44对其所穿过的、安装在重力锚两边的滑轮提供了向上的拉力，从而将重力锚17悬吊在水中。

2)：见图17，重力锚17为立方体，在重力锚17前后两侧面上部各安装一导缆器11，并在重力锚的右侧两竖直棱边上安装两个导向滑轮56，缆绳57依次穿过后导缆器11、右后棱边的导向滑轮、右前棱边的导向滑轮、前导缆器11，两导缆器及两导向滑轮与顶面距离相等。

原理：悬吊缆绳57相当于从重力锚17一侧绕过，但力作用点是在两侧的导缆器11上。

3)：重力锚为立方体外形，两根硬直杆平行、端面对齐的分别穿过重力锚两个相对边的贯穿横向通孔，两根硬直杆两端分别与钢架固结，两侧的悬吊缆绳分别通过V形绳索与两侧钢架连接，即V形绳索的两个顶点连接钢架两端，V形绳索的底端连接悬吊缆绳。

原理：两侧的悬吊缆绳对两根硬直杆提供了向上的拉力，硬直杆则给与重力锚向上的托举力，类似抬轿子。而重力锚可以以硬直杆1做导轨左右滑动。

对于上述直连、滑轮两种吊锚方案，重力锚的湿重要大于WEC做功时向上的拉力，浮标的最大可提供浮力要大于重力锚湿重。

原理：见图14，重力锚17被两侧浮标59悬吊在水中，其上下运动取决于两侧浮标59，两侧浮标59相距浮体1往往十米以上，受波浪力情况与浮体1不一样，所以重力锚17与浮体1的运动是完全不同，表现出一种新的运动，而绳控波浪发电机可以利用浮体1与重力锚17的距离变化来发电。当采能索30的拉力很小、甚至为0时，重力锚的几乎全部湿重都由浮标承担，而在采能索30的拉力很大时，重力锚17的部分湿重由浮体1承担，缆绳57拉力变小。所以浮标59应做成扁平状，这样绳缆57的拉力变化引起的浮标59吃水深度变化小，从而可以减少重力锚17的上下运动幅度，减少波高利用损失。

我们都知道，如果重力锚17固定在海底，海流会引起浮体1偏离重力锚17正上方太远，而导致的浮体1的采能索30倾斜太大，影响利用波浪来发电，而吊锚方案解决了这个问题。

对于直连吊锚方式，如果浮体1沿纵向方向移动，因重力锚17与两侧缆绳57是直接连接所以无法纵移。在浮体1作横向运动时，浮体1给与下面的重力锚以横向的水平分力，这个分力使得重力锚可随浮体1做横向移动(因为重力锚17两侧的缆绳57对横向方向上是没有约束的)，随着缆绳57的横移，重力锚17两侧缆绳57的合力就会出现一个逐渐增大的复位水平力，最后浮体1所能给与的重力锚17的水平分力与重力锚17两侧缆绳57对重力锚17的水平分力抵消，重力锚17不再跟随浮体1继续横移，所以重力锚17对浮体1的横向跟随是有一定的极限范围的。

而对于“滑轮吊锚的方案，在浮体1斜向上拉重力锚17时，会产生一个水平分力，因为有滑轮56，重力锚17可以以缆绳57作为滑索纵向移动，从而使得重力锚17可以一直在浮体1下方，滑轮吊锚方案，具备了横纵两方向上的对抗海流能力。但纵移也是有范围的，在重力锚17向某侧纵移时，滑轮两侧缆绳57的拉力合力会形成使得重力锚回到缆绳中央的复位力，且越来越大，到最后重力锚跟不上浮体1了，采能索出现偏斜。

优选的：见图13、14，多个波浪发电机的浮体排成一列，每个浮体之间以及队列首尾均放置一个浮标，浮体与浮标之间用绳子连接，首尾的浮标各系一根锚链58，该锚链58的另一端向队列外侧延伸最后连接到一锚46上。所有的浮标59、浮体1都被串联起来成为一个整体，易于锚定和管理。而且浮体1两侧受到相邻浮标59通过绳子44的侧拉，使其与浮标59之间能够互相牵扯、协同横纵移动，避免互相撞击和距离太远，从而避免浮体1下方的重力锚横纵运动到极限。

优选的：在连接浮体与浮标的绳子中间系上重块51，以提供蓄能缓冲，重块51也可以替换为拉簧33。防止浮体与浮标在海上工作时突然拉直产生巨大冲击力，当浮体与浮标靠近的时候，重块处的系点下沉，这根绳子44的靠近浮标处，最容易与水下的其他绳缆57发生接触，可以在靠近浮标处的这根绳子44上系一浮子60，以托起此段的绳子44。

优选的：阵列中的波浪发电机浮体1、浮标59，也可以向垂直队列的方向上引出锚链58，以增强抗横向海流冲击能力，如图13。

优选的：图15为俯视图，三列同样的上述的波浪发电机+浮标队列，横着平行布放，四角星是锚46，黑方块是重块51，圆圈是浮标59，六边形是WEC浮体1，而之间的每个连线是绳子44。解释：对于其中的浮体1，不但横向上两侧受到柔性锚定，在纵向上也与其他队列的浮体1连接，而在整个阵列的两侧，浮体/浮标也被侧面的锚46锚定，所以整个队列也在横纵方向上都受到了锚定，增强了抗海流能力。

因为重力锚17的运动取决于两侧浮标59，所以适当调整浮标59与浮体1距离，可以使得两侧浮标59与浮体1在波浪里的运动相位差是180°，从而可增大浮体1与重力锚17之间的相对运动行程。所以优选的：见图14，在浮标59/浮体1上安装可人工或电子自动化(如：PLC通过无线接收指令或根据海上波高仪发来的波况数据)控制卷扬机/绞车107，以根据海上波况收进或放出绳子44，使得浮标59与浮体1距离增大或缩小。还需注意的是：当浮体1与浮标59间的绳子44缩短或增长时，整个队列也会缩短或增长，而对于图13来说，只在队首的浮标59上安装卷扬机/绞车107，以调节系泊链58的长度，就可以达到调整整列浮标59浮体1之间距离的目的。但由此带来的副作用是浮标59与浮体1之间绳子44的拉力增大或缩小，但如果在可允许的范围内，是可以这样做的。

本节的吊锚方案，也适用于其他类型的“利用浮体与其下方重力锚之间的相对运动来发电”的波浪能发电机，比如浮体绳轮波浪发电机。

节VIII：对于关于本说明书提到的各种控绳机构，还可以增加补气系统；拿图2做说明，结构为：控绳机构的机架13为只有底端开口的半封闭壳体(也可以是近全封闭壳体，密封圈26处算作近乎密封，但也不敢确保不进水)，控绳机构的主轴41及其轴承&座54、电控制动器16、直线旋转转换机构均安装在控绳机构的内腔中，补气系统包括电动气泵38、气管39、水浸传感器40、单片机控制模块及辅助电源，电动气泵38安装在海面浮体上的空气环境中，一根气管39一端连接气泵排气口，另一端伸入控绳机构的腔内，一水浸传感器40安装在控绳机构的腔内，该水浸传感器40通过信号线发信息给单片机控制模块，单片机控制模块对气泵38进行开关控制，如果电动气泵38是在停机后气体会倒流的那种，还需要气泵38出口通过准出单向阀接所述气管39，以防气体倒流。

原理：一旦进水，则水浸传感器40发信号给单片机MCU，MCU则打开气泵38电源开关，气泵38开始工作，从大气中抽取空气，通过气管39注入控绳机构的内腔中，随着空气的不断注入，内部的水会被排出，水浸传感器这时检测到水排出了，于是发信息给MCU，MCU断掉气泵38的电源开关，气泵38停止工作。

节IX：这里说一下控绳装置的电气控制部分，见图1、11、12(其余图未画电气控制部分)，控绳电气模块包括所述单作用液压缸的监测做功行程结束的传感器9、MCU控制模块及辅助电源(未画)、导线(虚线)，单片机控制模块通过行程结束传感器获取活塞做功行程结束的信号，然后对控绳机构中的电控制动器的供电进行开关控制(图11)，对于双浮体重力复位型波浪能采集转换系统，如图11，行程结束传感器9也可以为安装在立柱81顶端的限位块处，在所述环形浮体80接近顶端时发出信号给MCU控制模块。

控绳装置的一个基本功能就是：

1)在其采能索/所受拉力小于收绳构件产生的拉力的时候，它会收进采能索；对应于WEC下落，控绳装置收绳。

2)在绳索所受拉力大的时候，它会锁定采能索。对应于WEC的浮体上升做功，控绳装置处于制动状态。

3)当收到释放信号的时候，它会放出一段绳索。对应于液压缸的活塞做功行程结束。

控绳装置的控绳策略可有3种：

算法1：控绳装置的首要任务是保护液压缸、浮体，在WEC工作过程中如果没有遇到液压缸做功行程结束情况，则行程结束传感器不发信号，如果遇到做功行程结束情况，则行程结束传感器发出信号给MCU，MCU则立即对控绳机构发出控制指令，产生放绳动作，从而避免液压缸活塞撞击缸体导致损坏。然后，MCU可利用自身的延时/计时程序，在间隔一段时间(比如5秒、或10秒或20秒)后再次对控绳机构再发出制动控制(此时WEC浮体可能在波峰，也可能在波谷也可能在上升/下降途中)，以上为做功触底保护程序，这样控绳机构的采能索就重新固定下来，WEC浮体就以一个新的相对参考点来工作。当然有可能控绳机构的这个新的制动点并不好，比如：有时调节后的采能索长度过长导致WEC浮体在下落过程后半阶段采能索会打弯，导致波高利用损失。不过，MCU可以在程序里结合WEC的发电功率，多次尝试(即再次让控绳机构松开，然后隔一段时间再次锁定)以找到一个较好的制动点。

算法2：做功触底保护程序继续使用，只是延时时间小一些，比如1s，然后增加一个感应液压缸复位行程终了的探头103，这个探头103可以安装在液压缸缸体的末端(图2、19)，而对双浮体重力复位型WEC来说，也可安装在立柱81上(图18)。MCU利用复位结束探头103，可以判明WEC浮体从下降改为上升，方法是：当活塞已经复位到终点并一直驻留在终点的时候，复位结束探头103会发信号给MCU，(此前控绳机构处于制动状态)，MCU会认为浮体在下落阶段(因为电控制动器是锁定的，如果是上升，那么复位结束探头103不可能一直发出复位终点信号)，MCU遂对电控制动器16施加一个方波脉冲控制，令其时而松开时而制动，类似于汽车上的ABS防抱死刹车，如果此时WEC浮体在下降过程中，那么控绳机构会利用松开的间歇时间收绳，而如果WEC浮体突然转为上升，那么在电控制动器制动的间隙时间内，WEC的液压缸将会受拉，从而使得活塞离开终点、复位结束探头103将不再发出复位终点信号时，此时MCU获悉这一点，并停止发送方波控制脉冲。

节X：本说明书中提到的各种用到直线旋转转换机构的控绳机构，都可将超越离合器15/扭矩限制器45插入到由直线旋转转换机构旋转构件到电控制动器的动力传递路线中，具体为：所述直线旋转转换机构的旋转构件(例如图4中的主卷筒23，或图7中的摩擦轮48)与超越离合器15/扭矩限制器45(见图18)的一端轴连，或通过链式/齿轮/皮带传动机构与超越离合器15/扭矩限制器45的这一端联动，超越离合器15/扭矩限制器45的另一端与电控制动器16的旋转构件轴连；所述电控制动器16定子固定在机架上；当所述电控制动器16制动时，所述旋转构件的可转动方向，应与复位索拉力产生的力矩方向相同；

原理：超越离合器的15的加入，使得控绳机构多了一个功能即：在电控制动器16制动的状态下，控绳机构具有了只能收绳不能放绳的功能，其意义在于：控绳电气模块不需复位行程终了探头103，就可处理WEC浮体下落过程中的工况。在WEC浮体下落过程中，初期因为WEC保持着向上拉力，这个拉力大于收绳构件的拉力，所以控绳机构既不能放绳又不能收绳，WEC先行复位。等WEC的液压缸2复位到终点后，如WEC继续下落，那么WEC对采能索的拉力大大降低，这时在收绳构件的作用力以及超越离合器的单向传动性的作用下，控绳机构开始收绳，这里不需要像上面那样对电控制动器16进行方波脉冲控制，而在WEC浮体由下落突然转为上升时，超越离合器15的单向传动性能立即发挥作用，制止控绳机构放绳，从而使得WEC迅速进入采集做功状态。对于MCU来讲，其执行的算法与算法1类似，当液压缸做功行程结束探头发出信号给MCU，MCU打开控绳机构，然后间隔一段时间再次锁定(间隔时间可缩短，比如1秒)。

而扭矩限制器45的作用是防止扭矩过大而损坏其他构件。

关于说明书附图的补充说明：

图1控绳装置的导线12可以作为绳索24的芯，但应有一定冗余，以保证绳索24受拉时，导线12不受力，此设计目的在于：保护导线12，同时避免导线12与绳索24互相缠绕。

图2：水浸传感器40应安装在控绳机架13的入口处附近，以及时的感应到水的侵入。链式传动机构25、电控制动器16安装在半封闭壳体13的隔间内，主轴41从隔间壁上的孔处的旋转密封圈26插入隔间内，与链式传动机构25的链轮轴连。隔间的好处是更好的保护怕水怕湿怕盐的器件，旋转密封圈26可以避免半开放内腔中的含盐潮气侵入隔间腔内。同样隔间的设计也可应用于本说明书中的其他控绳机构(见其他图)。

图3，原理：绳控液压缸波浪发电机在大海里运行时，大部分时间控绳机构是处于制动状态的，而开锁状态所占的时间段很小，所以为节能应是通电松开，断电制动。本图能够达到这一目的，而且还引入了液压传动来增大力量。电磁铁31通电吸合衔铁32，向左拉动制动主缸34的活塞，经过液压管35，从鼓式制动器的从动缸36中抽取液压油，鼓式制动器的刹车蹄105在第二拉簧104作用下缩回，鼓式制动器进入松开状态；反之，电磁铁31断电，衔铁32在拉簧33作用下右移，带动制动主缸34推压液压油，液压油经液压管35，推动从动主缸36克服第二拉簧的拉力104张开，也带动了刹车蹄105张开，鼓式制动器进入制动状态。

图7：剖面图A-A展示了配重18的俯视图，配重18为均质(密度均匀)的水泥块/铁块，XY坐标轴的原点O点为几何体中心、质心。采能索30所穿过的两竖直孔在x轴上关于Y轴对称，复位索50的系点也在X轴上并关于Y轴对称。设计用意：配重18在水中运动，配重18的惯性力的力作用点是O，按照本图设计的系点、孔位，不产生转矩，另外配重18还要受到海流冲击力，圆柱形的配重18可以保证无论哪个方向上的海流冲击力，其合力的力作用点都在O点，从而避免产生转矩。

图8：用织带66替换了图7中的双绳30，同样也是采用了上下V形绳索55设计，以确保织带宽度上的拉力的相等。

图10：为了抑制双浮体重力复位型WEC的摇摆，系泊浮体的绳子44，采用了Y形连接，Y的两个顶点一个连接环状浮体80，另一个连接立柱81底端，双浮体的左侧右侧均采用Y形连接(当然前后方向上也可采用)，当双浮体顺时针方向旋转，左侧Y绳索上股拉力增大，下股拉力减小，而右侧Y绳索是上股拉力减小，下股拉力增大，左右侧合力形成一个逆时针力矩，阻止双浮体继续顺时针旋转，当然这种Y形连接也可应用于本说明书中的其他WEC浮体，包括单浮体压差复位型WEC(见图14中的浮体B、D)。

另外，本图剖面图A-A，是俯视配重18。图中展示了，配重18侧面安装了导向滚轮82，以避免配重18与直筒63内壁摩擦。

图11：本图中的重力锚17是吊锚，为防止缆绳57在横向运动(垂直纸面)时与滑轮56凹槽的侧面挤压，在缆绳57的缠入滑轮56两侧附近处，各安装一双滚轮导缆钳20(或导缆器)，这样缆绳57横向摆动将会首先对双滚轮导缆钳20施加压力，使得滑轮56跟随缆绳57偏转一定角度。因为重力锚质量大惯性大，所以滑轮56与重力锚17之间采用挠性/万向连接84，可避免重力锚17的惯性对滑轮56的偏转构成阻碍，本设计也可应用于其他滑轮吊锚方案中。

SSR是固态继电器，反应速度快，寿命长，MCU通过控制SSR，间接控制电源对电控制动器的供电，本设计也适用于所有控绳装置的控制电气模块。

图14：E浮标下与一滑轮56的滑轮架挠性连接，一缆绳57从该滑轮56上绕过，缆绳57的两端分别悬吊滑轮56两侧的重力锚17(右侧的未画)。为了防止缆绳57在滑轮56上运动，在滑轮56附近两侧的缆绳57上系一绳结91。这也是浮标与悬吊用的缆绳57的一种连接方式，只要两绳结91与滑轮56很近，效果与浮标与缆绳57直接连接是几乎一样。因此，本说明书中的权利要求里所提到的浮标与缆绳连接，也包括这种。

浮标C下面通过第二绳索49与滑轮架62连接，滑轮架62上外缘上有三个系点，充当三眼板，分别连接三个方向上的绳子。

图16：展示了V形绳索如何与滑轮吊锚连接的结构。V形绳索55的底端通过锁链22连接滑轮架62的顶端，滑轮架62的底端通过挠性/万向连接84连接吊锚17。为了防止缆绳57脱离滑轮56，滑轮56凹槽的外缘下方与一压辊65外切，压辊65的轴通过轴承&座安装在滑轮架62上，缆绳57被压辊65夹在滑轮56的凹槽里。

本说明书提到的所有浮体、控绳机构外壳，都可以是钢制/玻璃钢壳体，浮子可采用高密度塑料泡沫材料制作，所有的绳子/缆绳/绳缆可以采用高强度、高模量的绳索，比如超高分子量聚乙烯绳索。本说明书提到的所有轴承(包括导缆器/双滚轮导缆器、导向滚轮内的轴承)，都可以采用铜基石墨自润滑轴承/陶瓷轴承.防腐方面可选的手段为：用玻璃钢/聚脲覆盖钢制壳体，或外表喷漆，而重力锚、配重、重块可以用水泥块/铁块来做。

Claims (9)

1.一种绳控液压缸波浪发电机，其特征在于：包括波浪能采集转换系统、控绳装置、重力锚，波浪能采集转换系统位于水面，控绳装置包括了两个相对运动可控的构件，分别是控绳机构的机架和细长构件，所述机架在上、细长构件在下的时候，机架顶端作为与波浪能采集转换系统的连接点，而细长构件底端作为与重力锚的连接点，而当机架在下细长构件在上的时候，则机架作为与重力锚的连接点，而细长构件的顶端作为与波浪能采集转换系统的连接点。

2.根据权利要求1所述的一种绳控液压缸波浪发电机，其特征在于：所述波浪能采集转换系统为单浮体&压差复位型，包括浮体和液压系统；

浮体的结构可以理解为：一封闭壳体，中心贯穿一竖直的直管，然后去除直管管内的壳体部分，从而形成一个中心有贯穿孔的全封闭壳体；

所述浮体的贯穿孔下出口处安装有导缆器/双滚轮导缆钳，一个三脚架的三个底脚固定在浮体顶面上，该三脚架的顶端处在所述贯穿孔的正上方，该三脚架顶端与一单作用液压缸缸体的顶端挠性/万向连接，该单作用液压缸的活塞杆底端所连接的绳索先后从浮体中心孔、安装在浮体底面的导缆器/双滚轮导缆钳中穿过，最后连接到控绳装置上；发电机以及除单作用液压缸外的液压系统均在浮体腔内；液压系统的液压管路循环路线是单作用液压缸有杆腔、准出单向阀、高压蓄能器、液压马达、低压蓄能器、准入单向阀；

优选的：在所述液压管活塞杆上套一伸缩管，该伸缩管一端与所述活塞杆柄密封对接，另一端与所述液压缸缸体侧面对接，但伸缩管上部应有缝隙与外界相通，所述液压缸的泄油管一路从液压缸无杆腔的顶部引出，一路从伸缩管的底端的腔内引出，两路合为一路向下延伸，然后从设备舱顶盖钻入设备舱内，最后进入所述开式油箱；

优选的：上述浮体作为设备舱，增加一个浮力舱，浮力舱为一环状浮体；

浮力舱与设备舱的连接方式可以有两种：

一种是嵌入式，即：浮力舱环内孔稍大于与设备舱外轮廓，设备舱嵌入浮力舱的环内孔中，浮力舱与设备舱可通过螺栓连接在一起，也可以在设备舱顶盖或浮力舱环内孔底部设限位凸缘，或者是：浮力舱的环内孔的内表面或设备舱的外侧面为上粗下细的锥面，设备舱楔入浮力舱的环内孔内；

另一种是叠加式，即：浮力舱环内孔要小于设备舱外轮廓，所述设备舱的底面固定到所述浮力舱顶面上，另外所述设备舱底面的导缆器/双滚轮导缆钳，要改到安装在所述浮力舱环内孔下出口处；所述单作用液压缸的活塞杆底端的绳索先后从设备舱中心孔、浮力舱环内孔、安装在浮力舱底端的导缆器/双滚轮导缆钳中穿过后连接控绳装置。

3.根据权利要求1所述的一种绳控液压缸波浪发电机，其特征在于：所述波浪能采集转换系统为双浮体&重力复位型，分为A型和B型两种，双浮体&重力复位A型包括立柱总体、环状浮体、П支架/三腿架、液压系统：立柱总体可以是以下四种形式：

1)一竖直放置的空心立柱，为圆柱体或多边形柱体外形，顶端开口底端封闭；

2)所述空心立柱底面与一水下浮力舱顶面固结后形成的整体，水下浮力舱为圆柱体或椭球体外形的中空壳体或泡沫塑料；

3)所述立柱底面与一竖直杆/竖直管的顶面固结后形成的整体；

4)所述立柱底面与一所述水下浮力舱顶面固结，所述水下浮力舱的底面与一竖直杆/竖直管的顶面固结后三者形成的整体；

立柱总体竖直插在水中排开水的重量要大于其自身重量，即立柱总体能漂浮在水中；

对于立柱总体，优选的：立柱与水下浮力舱、竖直管、竖直杆，它们的竖直方向上的中心线重合；

一环状浮体套在所述立柱上，且环状浮体环内壁与所述立柱侧面存有一定间隙，环状浮体顶面固定着竖立的П支架/三腿架，П支架/三腿架的中心线与立柱总体轴线重合，一竖立单作用液压缸的活塞杆柄与П支架/三腿架横梁底面中心连接，单作用液压缸的缸体末端与立柱腔内底面连接，液压系统的油路循环路线是：开式油箱、准入单向阀、所述单作用液压缸的有杆腔、准出单向阀、蓄能器、液压马达，液压马达带动发电机发电；

双浮体&重力复位B型的具体结构是：一立柱总体，竖直放置，顶端开口底端封闭，一环状浮体套在立柱上，且环状浮体环内壁与立柱侧面存有一定间隙，环状浮体顶面固定着竖立的П支架/三腿架，П支架/三腿架的中心线与立柱轴心重合，一单作用液压缸的活塞杆与П支架/三腿架顶梁底面中心连接，单作用液压缸的缸体另一端与立柱腔内底面连接，液压系统管路循环路线是：开式油箱、准入单向阀、所述单作用液压缸的有杆腔、准出单向阀、蓄能器、液压马达，液压马达带动发电机发电；立柱总体不必具有漂浮性；一滑轮的滑轮架与环状浮体底面连接，一根绳子一端连接一重块，另一端向上延伸，绕过所述滑轮后又向下延伸，最后系在立柱总体上；

优选的：所述重块为环状，套在所述立柱总体下部，且重块的环内侧与立柱总体侧面存有间隙，重块两侧各系一根绳子，该两根绳子的另一端向上延伸，然后分别绕其上方的一滑轮后向下延伸，最后连接在立柱总体上，所述两个滑轮的滑轮架与所述环状浮体底面连接，且两连接点关于立柱轴线对称。

4.根据权利要求2或3所述的一种绳控液压缸波浪发电机，其特征在于：还包括拉簧重块机构，具体为：

对于双浮体&重力复位型波浪能采集转换系统，其结构是：一拉簧的一端与一重块连接，拉簧另一端连接绳子，该绳子另一端向上延伸绕过一滑轮后再向下延伸，最后系到所述立柱总体上，所述滑轮的滑轮架与环状浮体底面连接；优选的：所述重块为环状，套在所述立柱总体下部，且重块的环内侧与立柱总体侧面存有间隙；

对于单浮体&压差复位型波浪能采集转换系统，结构为：一绳子一端连接控绳装置的连接点，该绳子另一端向上延伸绕过一滑轮后再向下延伸后系在一拉簧一端，该拉簧另一端与一重块连接，所述滑轮的滑轮架与浮体底面连接；

优选的：所述浮体底部与一竖管顶端固结，所述导缆器/双滚轮导缆器安装在竖立管底端出口处，所述滑轮安装在所述竖管上部的一开孔处，且该滑轮轴线垂直与所述孔所位于的竖管轴截面，所述滑轮一半露在竖管外，一半在竖管内，所述拉簧一端连接重块，另一端连接所述绳子，所述绳子另一端向上绕过孔处的滑轮后，进入竖管内又向下延伸，通过竖管底端的另一导缆器后，再向下延伸最后连接到控绳装置上，重块为环状，套在所述竖管上，且重块的环内侧与所述竖管外壁存有间隙。

5.根据权利要求1所述的一种绳控液压缸波浪发电机，其特征在于：控绳装置包括控绳电气模块和控绳机构，其中控绳机构包括机架、直线旋转运动转换及附属机构、防缠机构、电控制动器，所述控绳机构的机架顶端与上方的波浪能采集转换系统连接：所述直线旋转转换机构的旋转构件通过主轴与电控制动器的转子轴连，也可通过链式/齿轮/皮带传动机构与所述电控制动器的转子联动；所述电控制动器的定子固定在机架上，所述直线旋转运动转换机构的旋转构件的主轴通过轴承&座安装在所述机架上；所述直线旋转运动转换及其附属机构有3种，分别为；

第一种，滚链轮+滚链型，结构为：控绳机构的机架底端固定一竖直的直筒，一配重在直筒内并与直筒内壁有一定间隙，一根滚子链一端连接该配重，另一端向上绕过所述滚链轮后再向下延伸，进入直筒连接一根绳索的一端，该绳索的另一端穿过所述配重上的竖直通孔后继续向下延伸，穿过安装在所述直筒底端入口处的导缆器/双滚轮导缆钳后继续向下，最后系在所述重力锚上；

第二种，环链轮+环链，或摩擦轮+绳索型：一锁链一端连接所述重力锚，另一端向上穿过安装在控绳机构机架底端的导缆器/双滚轮导缆钳后，绕过环链轮后，再向下穿过安装在控绳机构机架底端的另一个导缆器/双滚轮导缆钳后，继续向下延伸，最后连接一作为收绳构件的配重；

所述环链轮+锁链也可以替换为摩擦轮+绳索，一绳索一端连接所述重力锚，另一端向上穿过安装在控绳机构机架底端的导缆器/双滚轮导缆钳后，再绕过摩擦轮后再向下延伸，穿过安装在控绳机构机架底端的另一个导缆器/双滚轮导缆钳后，继续向下延伸，最后连接一配重；

第三种：主副卷筒+主副绳缆型，具体结构为：主卷筒与副卷筒通过齿轮/链式传动机构联动或通过主轴轴连，主绳缆的一端固定并缠绕在主卷筒上，该主绳缆的另一端向下穿过一安装在控绳机构机架底端的导缆器/双滚轮导缆钳后继续向下延伸，最后连接到所述重力锚上，副绳缆的一端固定并缠绕在副卷筒上，该副绳缆的另一端穿过安装在控绳机构机架底端的另一个导缆器/双滚轮导缆钳后连接一作为收绳构件的配重，主绳缆与副绳缆的拉力在主轴上产生的扭矩方向相反；收绳构件也可替换为拉簧，拉簧的另一端固定在机架上；

上述直线旋转运动转换机构的旋转构件与绳控液压缸波浪发电机的重力锚之间的绳索/环链/主绳缆，定义为采能索；而直线旋转运动转换机构的旋转构件与所述配重之间的绳索/环链/副绳缆，定义为复位索；

对于前述的采用环链轮+环链型、摩擦轮+绳索型、以及采用配重作为收绳构件的主副卷筒型直线旋转运动转换机构的控绳机构，还需增加防止采能索与复位索互相缠绕的防缠机构，防缠机构有以下几种：

第一种，单悬链侧拉式：一根悬锚链一端系在所述配重上，另一端向下向一侧延伸，最后连接到一另一锚基上，该悬链也可替换为一段绳子，绳子中间系重块；

第二种，锚链侧拉式：一根绳子一端连接配重，另一端向一侧延伸一段距离，又绕过一滑轮后向下延伸，最后连接一重块；所述滑轮的滑轮架与用于锚定本波浪发电机浮体或附近其他浮体的系泊系统的其中一根锚链的中段某处挠性/万向连接；也可以省掉所述配重，这样复位索末端直接和所述绳子一端连接，让重块作为收绳用的配重；

第三种，旁标侧拉式：在绳控波浪发电机浮体周围一定距离处增加一浮标，所述浮体及浮标被系泊系统锚定在某处，一根绳子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第二绳子连接浮标底面；也可以省掉上述配重，而让复位索末端直接和所述绳子连接，让重块作为收绳配重；

第四种，潜标侧拉式：一根绳子一端连接所述配重，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，所述滑轮的滑轮架与另一锚基顶端挠性/万向连接；或者是省掉所述配重，即从浮体下来的复位索末端直接与一根绳子一端连接，该绳子另一端向下向一侧延伸，然后绕过一滑轮向上延伸，最后连接一水下浮子，滑轮的滑轮架与另一锚基顶端挠性/万向连接；

优选的：对于以上四种含有配重的防缠机构，侧拉配重的绳子/悬链，可不直接连接到配重而是通过硬直杆连接配重，即绳子/悬链的末端与硬直杆一端连接，硬直杆另一端与配重挠性/万向连接；

第五种，单采能索双复位索式：所述直线旋转运动转换机构为：一个主卷筒左右两侧各有一套同样的副卷筒+副绳缆，此三卷筒共轴，两根副绳缆下端系在所述配重的左右两侧，而主绳缆则从配重上的竖直通孔中穿过，配重为圆柱形或立方形或左右对称的固体，且所述贯穿孔经过配重的几何中心和质心，两根副绳缆要分别系在配重的左右两侧；贯穿孔的上下两个入口处安装导缆器/双滚轮导缆钳，主绳缆从导缆钳/双滚轮导缆钳中穿过；

第六种，多绳导向式：控绳机构有两套相同的共轴的间隔一定轴向距离的环链轮/摩擦轮/主卷筒以及所配套的采能索，两根采能索在穿过安装在机架底端的各自对应的导缆器/双滚轮导缆器后，继续向下延伸，分别从所述配重上的相隔一定距离的两个竖直通孔中穿过，最后连接到重力锚上；

优选的：配重上的竖直孔的上下出入口处安装有引导绳索进入的导缆器/双滚轮导缆钳；

优选的：还包括拉力调配机构，有3种设计：

设计1：由控绳机构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，该滑轮的滑轮架与所述重力锚挠性/万向连接；

设计2：所述波浪能采集转换系统与控绳机构的连接采用U形环，即：控绳机构机架的左侧固结一短轴的一端，右侧也固结另一短轴的一端，两短轴同轴线，两短轴分别插入一U形环的两孔中，U形环的中段外侧与波浪能采集转换系统连接；所述短轴轴线与两根采能索所穿过的两导缆器/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：所述两根采能索先不连接到所述重力锚，改为先分别连接一硬直杆的两端，该硬直杆再通过V形绳索连接重力锚，即：V形绳索的两个顶端分别与硬直杆的两端连接，V形绳索的底端与重力锚挠性/万向连接；

所述波浪能采集转换系统与控绳机构机架的连接采用U形环/单绳/V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：一根缆绳一端连接所述波浪能采集转换系统，另一端连接到控绳机构机架顶端上的系点，且该系点要在两根采能索的中心线与控绳机构顶端的交点上；V形绳索连接方式即：V形绳索所在平面要先与两被拉直的采能索平行，然后将V形绳索的底端放到所述中心线的延长线上，然后V形绳索的两顶端连接到控绳机构机架顶端；该V形绳索底端与波浪能采集转换系统连接；优选的：V形绳索所在平面与两采能索所在平面重合；

第七种,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锚基；锚链也可替换为锚缆，但应在锚缆中间系重块；也可省掉所述配重，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，该硬直杆底端与所述重力锚挠性/万向连接；

第八种，直筒导向式：控绳机构的机架为一个只有在底面有开口的半封闭壳体，壳体底面连接一竖立直筒，直筒底端封闭，顶端开口并与控绳机构的壳体合并为一个腔，所述配重处在直筒内，与直筒内壁存有间隙，配重上方的复位索穿过的导缆器/双滚轮导缆钳省掉，而采能索穿过的导缆器/双滚轮导缆钳改为安装在滑筒底部外侧面；配重也可替换为拉簧，拉簧的另一端固定在滑筒内的底部；

第九种，穿吊锚式：在控绳机构机架的自转被约束的前提下，可采用本防缠机构，吊锚即被悬吊在水中的所述重力锚，有两种，直连吊锚和滑轮吊锚，直连吊锚结构为：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各自连接海面上间隔一定距离的一浮子，该两浮子被锚定；滑轮吊锚的结构为：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要求固结，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；

所述复位索从上述吊锚上的竖直通孔中穿过后，继续向下延伸连接配重；

优选的：在所述吊锚竖直通孔的上下入口处安装导缆器/双滚轮导缆钳，所述复位索从该导缆钳/双滚轮导缆钳中穿过；

第十种，Г形导向杆式：在控绳机构机架的自转被约束的前提下，可采用本防缠机构，具体为：所述采能索下半段用Г形导向杆代替，即采能索先连接到Г形导向杆的直角拐点处，然后Г形导向杆的长杆部分的底端通过互相勾住的一对锁环连接到所述重力锚上，所述复位索从安装在Г形导向杆的短杆部分外端的导缆器/双滚轮导缆钳中穿过，所述配重上设有竖直导向孔，Г形导向杆的长杆部分从安装在所述竖直导向孔的上下出入口处的导缆器中穿过；Г形导向杆的长杆部分为矩形截面，长杆部分四个侧面与所述导缆器的四滚轮一一紧贴；所述配重湿重要大于采能索+Г形导向杆的湿重；

优选的：对于上述各种控绳机构，控绳机构机架为一只有底端开口的半封闭壳体，控绳机构的主轴及其轴承&座、电控制动器、直线旋转运动转换机构的旋转构件均安装在控绳机构的内腔中。

6.根据权利要求5所述的一种绳控液压缸波浪发电机，其特征在于：对于采用摩擦轮+绳索的控绳机构，绳索为一根，而摩擦轮可以为串联的两个，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&座安装在控绳装置的机架上，两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，两个摩擦轮齿轮单元的齿轮啮合，但摩擦轮大小要小于齿轮，所以摩擦轮之间并不干涉；摩擦轮组的其中一个单元的齿轮与电控制动器的转子轴连，所述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，绕第一个摩擦轮与绕第二个摩擦轮的方向相反；

优选的：同样的2个以上摩擦齿轮单元，均按照上述规则安装，摩擦轮齿轮单元的齿轮串序啮合，所述绳索仍为一根，依啮合次序蜿蜒绕过每个摩擦轮齿轮单元的摩擦轮，整个摩擦轮组仍只有一个摩擦轮齿轮单元的轴与电控制动器的转子轴连；

优选的：与电控制动器转子轴连的是：从复位索一侧数，第一个摩擦轮齿轮单元的轴。

7.根据权利要求1所述的一种绳控液压缸波浪发电机，其特征在于：重力锚采用直连/滑轮两种被悬吊方案，直连吊锚结构是：波浪发电机的浮体两侧各置一个浮标，每个浮标各系一根缆绳，这两根缆绳的另一端连接到该波浪发电机的重力锚上；

滑轮吊锚结构是：波浪发电机的浮体两侧各置一个浮标，一根缆绳的两端分别系在这两个浮标上，这根缆绳的中部靠近所述重力锚的上方处，并绕一滑轮，该滑轮的滑轮架底端与所述重力锚连接；对于所述缆绳与滑轮的连接方式，也可替换为以下三种：

1)：重力锚是立方体，重力锚顶面的四个顶点分别安装一个顶滑轮，这样重力锚顶面上的两个对边上各有两个定滑轮，每个对边的顶滑轮在一根索道上滚动，两根索道在重力锚左侧合为一股，并绕一滑轮，该滑轮的滑轮架与左侧用于悬吊该重力锚的缆绳连接，同样两根索道在重力锚右侧也是合为一股，并绕另一滑轮，该滑轮的滑轮架与右侧的用于悬吊该重力锚的缆绳连接；

2)：重力锚为立方体，在重力锚的前后两侧面上部各安装一导缆器，并在重力锚的右侧两竖直棱边上安装两个导向滑轮，悬吊重力锚的缆绳依次穿过后导缆器、右后棱边的导向滑轮、右前棱边的导向滑轮、前导缆器，两导缆器及两导向滑轮与顶面距离相等；

3)：重力锚为立方体外形，两根硬直杆平行、端面对齐的分别穿过重力锚上间隔一定距离且互相平行的两个横向通孔，硬直杆侧面与横向通孔内壁存有间隙，两根硬直杆左右两端分别与左右两钢架固结，两侧的悬吊缆绳分别通过V形绳索与两侧钢架连接，即V形绳索的两个顶点连接钢架两端，V形绳索的底端连接悬吊缆绳；

对于上述各种吊锚方案，优选的：所述波浪发电机浮体与浮标之间用一根绳子连接；

优选的：当多个波浪发电机在一起运行时，多个波浪发电机的浮体排成一列，每个波浪发电机浮体之间以及队列首尾均放置一个浮标，浮体与浮标之间用绳子连接，首尾的浮标各系一根锚链，该锚链的另一端向队列外侧延伸最后连接到一锚上；

优选的：连接所述波浪发电机浮体与所述浮标的绳子中间系有重块；

优选的：所述波浪发电机浮体通过V形绳索与绳子连接，即，V形绳索的两个顶端分别与浮体顶端底端连接，V形绳索的底端与所述绳子连接；

优选的：所述阵列中的浮体、浮标，也向垂直队列的方向上引出锚链，锚链底端连接锚；

优选的：在所述浮标/浮体上安装可人工或电子控制的卷扬机/绞车，以根据波况收进或放出绳子/锚链。

8.根据权利要求5所述的一种绳控液压缸波浪发电机，其特征在于：将超越离合器/扭矩限制器插入到由直线旋转运动转换机构的旋转构件到电控制动器的动力传递路线中，具体为：所述直线旋转运动转换机构的旋转构件与超越离合器/扭矩限制器的一端轴连，或通过链式/齿轮/皮带传动机构与该超越离合器/扭矩限制器的这一端联动，该超越离合器/扭矩限制器的另一端与所述电控制动器的转子轴连；所述电控制动器定子固定在机架上；当所述电控制动器处于制动状态时，直线旋转转换机构的旋转构件的可转动方向，应与复位索拉力对其产生的力矩方向相同。

9.根据权利要求5所述的一种绳控液压缸波浪发电机，其特征在于：还包括补气系统；控绳机构机架为一全封闭或只有底端开口的半封闭壳体，控绳机构的主轴及其轴承&座、电控制动器、直线旋转转换机构均安装在所述机架内腔中，补气系统包括电动气泵、气管、水浸传感器、单片机控制模块及辅助电源，电动气泵安装在海面浮体的空气环境中，一气管一端连接该气泵排气口，另一端钻入控绳机构腔内，一水浸传感器安装在该腔内，该水浸传感器通过信号线发信息给MCU控制模块，MCU控制模块对所述电动气泵进行开关控制，如该气泵停机后气体会回流，则气泵出气口通过准出单向阀连接所述气管。