CN110863937A - 一种发电稳定的高效性海浪发电机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种发电稳定的高效性海浪发电机，包括底座、机械臂、浮标、伸缩管和液压泵，所述升降机构包括底板、电机、伸缩架、铰接块、滑动单元和限位单元，所述排水机构包括第一轴承、转轴、叶轮、连接组件和出水阀，所述连接组件包括主动锥齿轮、从动锥齿轮、连杆、固定单元和若干扇叶，该发电稳定的高效性海浪发电机，通过升降机构调节底座的高度，从而控制机械臂的倾斜角度，便于机械臂更好地驱动液压泵工作，提高了发电的稳定性，不仅如此，通过海水的流动驱动排水机构排出浮标上的积水，提高了实用性。

Description

一种发电稳定的高效性海浪发电机
技术领域
本发明涉及水利发电设备领域，特别涉及一种发电稳定的高效性海浪发电机。
背景技术
风与海面作用产生海浪，海浪能是以动能形式表现的水能资源之一。海浪发电机将波浪能转化为电能，再通过电缆输送到岸上，并入电网，最终出售给消费者。相比风能与太阳能技术，波浪能发电技术要落后十几年。但是波浪能具有其独特的优势,波能能量密度高，且不受天气影响。
现有的海浪发电机通过浮标在海面上下浮动来激活液压泵工作，使水循环流动，再将水能转化为电能的，然而，由于岸边海水涨潮落潮时高度相差较大，浮板在不同高度时驱动液压泵工作的效率可能会有差别，因此可能会影响装置的稳定性，不仅如此，现有的海浪发电机浮标上通常有一个凹口，便于技术人员站到上面观察水文状况，如果海浪过高，浮标内可能会进水，给技术人员带来麻烦，降低了实用性。
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，提供一种发电稳定的高效性海浪发电机。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种发电稳定的高效性海浪发电机，包括底座、机械臂、浮标、伸缩管和液压泵，所述机械臂的一端与底座的一侧的上方铰接，所述液压泵固定在底座的靠近机械臂的一侧的下方，所述机械臂通过伸缩管与液压泵连接，所述机械臂的另一端与浮标连接，所述底座上设有升降机构，所述浮标上设有排水机构；
所述升降机构包括底板、电机、伸缩架、铰接块、滑动单元和限位单元，所述底板位于底座的下方，所述电机固定在底板上，所述电机与伸缩架的一端的一侧传动连接，所述伸缩架的靠近电机的一端的另一侧与滑动单元连接，所述伸缩架的另一端的靠近电机的一侧与铰接块铰接，所述铰接块固定在底座的下方，所述伸缩架的远离电机的一端与限位单元连接；
所述排水机构包括第一轴承、转轴、叶轮、连接组件和出水阀，所述第一轴承的外圈固定在浮标的下方，所述浮标上设有凹口，所述凹口内的底部与浮标的外壁之间设有排水通道，所述出水阀和连接组件均设置在排水通道内，所述排水通道的下方设有穿孔，所述穿孔与浮标的下方连通，所述转轴与第一轴承的内圈固定连接，所述转轴与穿孔密封连接，所述转轴的一端穿过穿孔与连接组件连接，所述叶轮固定在转轴的另一端上。
作为优选，为了便于浮标随着海浪浮动，所述凹口内的底部球形口，所述球形口内设有球体，所述球体的球心设置在球形口内，所述球形口与球体匹配，所述球体与机械臂固定连接。
作为优选，为了便于伸缩架伸缩，所述滑动单元包括滑槽和滑块，所述滑槽固定在底板上，所述滑块与滑槽滑动连接，所述伸缩架的远离铰接块的一端的远离电机的一侧与滑块铰接。
作为优选，为了使滑块滑动得更稳定，所述滑槽为燕尾槽。
作为优选，为了限制伸缩架的伸缩长度，所述限位单元包括限位环、限位杆和限位块，所述限位环固定在底座的下方，所述限位杆的一端与伸缩架的远离电机的一端的远离铰接块的一侧铰接，所述限位杆的另一端穿过限位环与限位块固定连接。
作为优选，为了提高电机的驱动力，所述电机为直流伺服电机。
作为优选，为了便于排水，所述连接组件包括主动锥齿轮、从动锥齿轮、连杆、固定单元和若干扇叶，所述主动锥齿轮固定在转轴的远离叶轮的一端上，所述主动锥齿轮与转轴同轴设置，所述从动锥齿轮与主动锥齿轮啮合，所述从动锥齿轮固定在连杆的一端上，所述从动锥齿轮与连杆同轴设置，所述扇叶周向均匀分布在连杆的另一端的外周上，所述固定单元与连杆连接。
作为优选，为了固定连杆的位置，所述固定单元包括第二轴承和固定杆，所述第二轴承的内圈与连杆固定连接，所述第二轴承的外圈通过固定杆与排水通道的内壁固定连接。
作为优选，为了检测凹口内的积水的液面高度，所述凹口内的上部设有液位传感器。
作为优选，为了检测机械臂的倾斜角度，所述机械臂的靠近底座的一端上设有角度传感器。
本发明的有益效果是，该发电稳定的高效性海浪发电机，通过升降机构调节底座的高度，从而控制机械臂的倾斜角度，便于机械臂更好地驱动液压泵工作，与现有的升降机构相比，该升降机构提高了发电的稳定性，不仅如此，通过海水的流动驱动排水机构排出浮标上的积水，与现有的排水机构相比，该排水机构设计巧妙，提高了实用性。
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是本发明的发电稳定的高效性海浪发电机的结构示意图；
图2是本发明的发电稳定的高效性海浪发电机的升降机构的结构示意图；
图3是本发明的发电稳定的高效性海浪发电机的排水机构的结构示意图；
图4是图3的A部放大图；
图中：1.底座，2.机械臂，3.浮标，4.伸缩管，5.液压泵，6.底板，7.电机，8.伸缩架，9.铰接块，10.第一轴承，11.转轴，12.叶轮，13.出水阀，14.球体，15.滑槽，16.滑块，17.限位环，18.限位杆，19.限位块，20.主动锥齿轮，21.从动锥齿轮，22.连杆，23.扇叶，24.第二轴承，25.固定杆，26.液位传感器，27.角度传感器。
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，一种发电稳定的高效性海浪发电机，包括底座1、机械臂2、浮标3、伸缩管4和液压泵5，所述机械臂2的一端与底座1的一侧的上方铰接，所述液压泵5固定在底座1的靠近机械臂2的一侧的下方，所述机械臂2通过伸缩管4与液压泵5连接，所述机械臂2的另一端与浮标3连接，所述底座1上设有升降机构，所述浮标3上设有排水机构；
PLC，即可编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程，其实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，一般用于数据的处理以及指令的接收和输出，用于实现中央控制。
海浪带动浮标3上下浮沉，从而通过机械臂2和伸缩管4激活液压泵5，液压泵5作为驱动源使水在闭合回路中循环流动，驱动水轮机发电，潮起潮落时，升降机构控制底座1的高度，使机械臂2与水平面的夹角处于一定范围内，从而使机械臂2摆动时能更好地驱动液压泵5工作，排水机构排去浮标3上的水，便于技术人员到浮标3上观测水文状况。
如图2所示，所述升降机构包括底板6、电机7、伸缩架8、铰接块9、滑动单元和限位单元，所述底板6位于底座1的下方，所述电机7固定在底板6上，所述电机7与伸缩架8的一端的一侧传动连接，所述伸缩架8的靠近电机7的一端的另一侧与滑动单元连接，所述伸缩架8的另一端的靠近电机7的一侧与铰接块9铰接，所述铰接块9固定在底座1的下方，所述伸缩架8的远离电机7的一端与限位单元连接；
当涨潮时，电机7驱动伸缩架8伸长，通过铰接块9和限位单元带动底座1上升，使底座1与海平面的相对位置不变，以免机械臂2的倾角变化导致驱动液压泵5工作的效率降低，从而提高发电的稳定性。
如图3所示，所述排水机构包括第一轴承10、转轴11、叶轮12、连接组件和出水阀13，所述第一轴承10的外圈固定在浮标3的下方，所述浮标3上设有凹口，所述凹口内的底部与浮标3的外壁之间设有排水通道，所述出水阀13和连接组件均设置在排水通道内，所述排水通道的下方设有穿孔，所述穿孔与浮标3的下方连通，所述转轴11与第一轴承10的内圈固定连接，所述转轴11与穿孔密封连接，所述转轴11的一端穿过穿孔与连接组件连接，所述叶轮12固定在转轴11的另一端上。
海水流动带动叶轮12转动，出水阀13打开，通过连接组件引导凹口内的积水从排水通道内流出。
作为优选，为了便于浮标3随着海浪浮动，所述凹口内的底部球形口，所述球形口内设有球体14，所述球体14的球心设置在球形口内，所述球形口与球体14匹配，所述球体14与机械臂2固定连接。
浮标3可能会向各个方向倾斜，球体14和凹口的设置可以使浮标3在海面上运动得更灵活。
作为优选，为了便于伸缩架8伸缩，所述滑动单元包括滑槽15和滑块16，所述滑槽15固定在底板6上，所述滑块16与滑槽15滑动连接，所述伸缩架8的远离铰接块9的一端的远离电机7的一侧与滑块16铰接。
伸缩架8伸长时，滑块16在滑槽15内向靠近电机7的方向滑动。
作为优选，为了使滑块16滑动得更稳定，所述滑槽15为燕尾槽。
滑槽15设置为燕尾槽可减小滑块16滑动时的上下振动，使滑块16滑动得更稳定。
作为优选，为了限制伸缩架8的伸缩长度，所述限位单元包括限位环17、限位杆18和限位块19，所述限位环17固定在底座1的下方，所述限位杆18的一端与伸缩架8的远离电机7的一端的远离铰接块9的一侧铰接，所述限位杆18的另一端穿过限位环17与限位块19固定连接。
伸缩架8伸长时，带动限位杆18向靠近铰接块9的方向移动，限位环17限制了限位杆18的移动方向，限位块19限制了限位杆18的移动距离，从而限制了伸缩架8的伸长长度。
作为优选，为了提高电机7的驱动力，所述电机7为直流伺服电机7。
如图4所示，所述连接组件包括主动锥齿轮20、从动锥齿轮21、连杆22、固定单元和若干扇叶23，所述主动锥齿轮20固定在转轴11的远离叶轮12的一端上，所述主动锥齿轮20与转轴11同轴设置，所述从动锥齿轮21与主动锥齿轮20啮合，所述从动锥齿轮21固定在连杆22的一端上，所述从动锥齿轮21与连杆22同轴设置，所述扇叶23周向均匀分布在连杆22的另一端的外周上，所述固定单元与连杆22连接。
转轴11转动时，带动主动锥齿轮20转动，从动锥齿轮21随之转动，通过连杆22带动扇叶23转动，从而引导水流进入到排水通道内，出水阀13打开，水流到海里。
作为优选，为了固定连杆22的位置，所述固定单元包括第二轴承24和固定杆25，所述第二轴承24的内圈与连杆22固定连接，所述第二轴承24的外圈通过固定杆25与排水通道的内壁固定连接。
作为优选，为了检测凹口内的积水的液面高度，所述凹口内的上部设有液位传感器26。
液位传感器26检测凹口内的积水的液面高度，当积水超过一定高度时，远程控制出水阀13打开，进行排水。
作为优选，为了检测机械臂2的倾斜角度，所述机械臂2的靠近底座1的一端上设有角度传感器。
角度传感器检测机械臂2的倾斜角度，潮起潮落时，升降机构控制底座1升降，从而将机械臂2的倾斜角度控制在一定范围内。
海浪带动浮标3上下浮沉，驱动机械臂2摆动，再通过伸缩管4激活液压泵5，液压泵5作为驱动源使水在闭合回路中循环流动，驱动水轮机发电，涨潮时，电机7驱动伸缩架8伸长，通过铰接块9和限位单元带动底座1上升，退潮时，电机7反向转动，伸缩架8收缩使底座1下降，从而使机械臂2与水平面的夹角处于一定范围内，从而提高发电的稳定性，当有浪头打来，使浮标3上的凹口内积水严重时，控制出水阀13打开，海水流动，通过叶轮12驱动转轴11转动，带动主动锥齿轮20转动，从动锥齿轮21随之转动，通过连杆22带动扇叶23转动，从而引导水流进入到排水通道内，水再流到海里，从而实现排水的功能。
与现有技术相比，该发电稳定的高效性海浪发电机，通过升降机构调节底座1的高度，从而控制机械臂2的倾斜角度，便于机械臂2更好地驱动液压泵5工作，与现有的升降机构相比，该升降机构提高了发电的稳定性，不仅如此，通过海水的流动驱动排水机构排出浮标3上的积水，与现有的排水机构相比，该排水机构设计巧妙，提高了实用性。
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)

1.一种发电稳定的高效性海浪发电机，包括底座(1)、机械臂(2)、浮标(3)、伸缩管(4)和液压泵(5)，所述机械臂(2)的一端与底座(1)的一侧的上方铰接，所述液压泵(5)固定在底座(1)的靠近机械臂(2)的一侧的下方，所述机械臂(2)通过伸缩管(4)与液压泵(5)连接，所述机械臂(2)的另一端与浮标(3)连接，其特征在于，所述底座(1)上设有升降机构，所述浮标(3)上设有排水机构；
所述升降机构包括底板(6)、电机(7)、伸缩架(8)、铰接块(9)、滑动单元和限位单元，所述底板(6)位于底座(1)的下方，所述电机(7)固定在底板(6)上，所述电机(7)与伸缩架(8)的一端的一侧传动连接，所述伸缩架(8)的靠近电机(7)的一端的另一侧与滑动单元连接，所述伸缩架(8)的另一端的靠近电机(7)的一侧与铰接块(9)铰接，所述铰接块(9)固定在底座(1)的下方，所述伸缩架(8)的远离电机(7)的一端与限位单元连接；
所述排水机构包括第一轴承(10)、转轴(11)、叶轮(12)、连接组件和出水阀(13)，所述第一轴承(10)的外圈固定在浮标(3)的下方，所述浮标(3)上设有凹口，所述凹口内的底部与浮标(3)的外壁之间设有排水通道，所述出水阀(13)和连接组件均设置在排水通道内，所述排水通道的下方设有穿孔，所述穿孔与浮标(3)的下方连通，所述转轴(11)与第一轴承(10)的内圈固定连接，所述转轴(11)与穿孔密封连接，所述转轴(11)的一端穿过穿孔与连接组件连接，所述叶轮(12)固定在转轴(11)的另一端上。
2.如权利要求1所述的发电稳定的高效性海浪发电机，其特征在于，所述凹口内的底部球形口，所述球形口内设有球体(14)，所述球体(14)的球心设置在球形口内，所述球形口与球体(14)匹配，所述球体(14)与机械臂(2)固定连接。
3.如权利要求1所述的发电稳定的高效性海浪发电机，其特征在于，所述滑动单元包括滑槽(15)和滑块(16)，所述滑槽(15)固定在底板(6)上，所述滑块(16)与滑槽(15)滑动连接，所述伸缩架(8)的远离铰接块(9)的一端的远离电机(7)的一侧与滑块(16)铰接。
4.如权利要求3所述的发电稳定的高效性海浪发电机，其特征在于，所述滑槽(15)为燕尾槽。
5.如权利要求1所述的发电稳定的高效性海浪发电机，其特征在于，所述限位单元包括限位环(17)、限位杆(18)和限位块(19)，所述限位环(17)固定在底座(1)的下方，所述限位杆(18)的一端与伸缩架(8)的远离电机(7)的一端的远离铰接块(9)的一侧铰接，所述限位杆(18)的另一端穿过限位环(17)与限位块(19)固定连接。
6.如权利要求1所述的发电稳定的高效性海浪发电机，其特征在于，所述电机(7)为直流伺服电机(7)。
7.如权利要求1所述的发电稳定的高效性海浪发电机，其特征在于，所述连接组件包括主动锥齿轮(20)、从动锥齿轮(21)、连杆(22)、固定单元和若干扇叶(23)，所述主动锥齿轮(20)固定在转轴(11)的远离叶轮(12)的一端上，所述主动锥齿轮(20)与转轴(11)同轴设置，所述从动锥齿轮(21)与主动锥齿轮(20)啮合，所述从动锥齿轮(21)固定在连杆(22)的一端上，所述从动锥齿轮(21)与连杆(22)同轴设置，所述扇叶(23)周向均匀分布在连杆(22)的另一端的外周上，所述固定单元与连杆(22)连接。
8.如权利要求7所述的发电稳定的高效性海浪发电机，其特征在于，所述固定单元包括第二轴承(24)和固定杆(25)，所述第二轴承(24)的内圈与连杆(22)固定连接，所述第二轴承(24)的外圈通过固定杆(25)与排水通道的内壁固定连接。
9.如权利要求1所述的发电稳定的高效性海浪发电机，其特征在于，所述凹口内的上部设有液位传感器(26)。
10.如权利要求1所述的发电稳定的高效性海浪发电机，其特征在于，所述机械臂(2)的靠近底座(1)的一端上设有角度传感器。
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