CN111396233A - 一种叶片驱动的半潜式海流能发电系统 - Google Patents

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王杰
马超群
王超
王鹏浩
朱家炜
嵇泽林
李江
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Abstract

本发明公开了一种叶片驱动的半潜式海流能发电系统，该系统包括浮体、水上组件和水下组件，浮体通过链锚固定在海底，水上组件设置在浮体的上部，水上组件包括传动连接的万向节和交流发电机；水下组件设置在浮体的下部，水下组件包括多组逐级串联的叶片驱动装置以及主动式浮力控制球，第一组叶片驱动装置与万向节传动连接，最后一组叶片驱动装置与主动式浮力控制球连接，叶片驱动装置包括连接器、分段轴以及套设在分段轴上的叶片；浮力控制球的表面均匀固定连接有多个海流舵，浮力控制球还悬挂有重物。本发明提供的叶片驱动的半潜式海流能发电系统，进一步减少了海面以下部件的数量，减少了海水腐蚀风险，降低了运行成本，减少了系统的安装限制。

Description

一种叶片驱动的半潜式海流能发电系统
技术领域
本发明涉及海流能发电技术领域，特别是涉及一种叶片驱动的半潜式海流能发电系统。
背景技术
在现今的能源形势下，开发新能源发电方式已经成为当今研究的热点。占地球表面积70％的广阔海洋，集中了97％的水量，蕴藏着大量的能源，包括波浪能、潮汐能、海流能、温差能和盐差能等。而海流能作为一种新能源发电方式具有能量稳定的特点，所以上世纪以来，涌现了许多以海流能为主的发电形式，其中应用最广泛的便是海底叶片式海流能发电方式和直立半潜式海流能发电方式。海底叶片式海流能发电方式和陆上风力发电方式类似，只是将叶片机组经过改造，利用海流推动叶片旋转发电。这种发电方式所有的传动机构以及发电设备均在水面之下，故而设备防水要求极高，建造困难；且由于海水腐蚀性强，维护成本也较为高昂。
传统直立半潜式海流能发电系统是一种改进系统，是将发电设备置于水面之上，一定程度上缓解了建设投入、维护难度和成本，但此种方式水面下的驱动叶片不可倾斜，亦即此系统水面以下的距离无法改变，这给系统的维护和安装带来困难。鉴于海流能发电的现状，本文提出了一种新型海流能半潜式发电系统，解决了传统海流能发电系统安装受限的问题，降低了维护成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种叶片驱动的半潜式海流能发电系统，进一步减少了海面以下部件的数量，减少了海水腐蚀风险，降低了运行成本，减少了系统的安装限制。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种叶片驱动的半潜式海流能发电系统，包括浮体、水上组件和水下组件，所述浮体通过链锚固定在海底，所述水上组件设置在所述浮体的上部，所述水上组件包括传动连接的万向节和交流发电机；所述水下组件设置在所述浮体的下部，所述水下组件包括多组逐级串联的叶片驱动装置以及主动式浮力控制球，第一组叶片驱动装置与所述万向节传动连接，最后一组叶片驱动装置与主动式浮力控制球连接，所述叶片驱动装置包括连接器、分段轴以及套设在分段轴上的叶片；所述浮力控制球的表面均匀固定连接有多个海流舵，所述浮力控制球还悬挂有重物。
可选的，所述万向节为球笼式万向节，具体包括球形外壳、设置在球形外壳内的多枚滚珠、与球形外壳固定连接的主动轴、从动轴以及与从动轴固定连接的星型套，所述滚珠镶嵌于所述星型套表面的花键上，所述主动轴带动滚珠转动，滚珠通过花键将动力传动至从动轴。
可选的，所述第一组叶片驱动装置与所述万向节之间通过第一级分段轴传动连接。
可选的，所述叶片驱动装置还包括固定式浮力调节器，所述固定式浮力调节器固定在所述分段轴上，并靠近所述连接器设置。
可选的，所述叶片设置有4个。
可选的，所述最后一组叶片驱动装置与主动式浮力控制球之间通过尾部密封轴承连接，所述尾部密封轴承为金属盖密封轴承，具体包括滚珠轴承本体以及设置在滚珠轴承本体外的密封金属圈，所述滚珠轴承本体连接于最后一组叶片驱动装置的分段轴与主动式浮力控制球之间。
可选的，所述浮力控制球包括主体球壳以及固定设置在所述主体球壳上的深度传感器和浮力调节水箱，所述海流舵固定连接在所述主体球壳上。
可选的，所述浮力调节水箱包括密封活塞、驱动电机、内螺纹连杆、传动带、水舱、外螺纹连杆，所述水舱设置有进出水阀，所述密封活塞设置在所述水舱内，所述驱动电机通过传动带与所述螺纹连杆传动连接，所述外螺纹连杆与内螺纹连杆螺纹连接。
可选的，所述海流舵包括海流舵基体以及设置在海流舵基体上的可活动舵片。
可选的，所述重物的质量大于所述主动式浮力控制球的最大浮力，但二者的重力之和小于二者受到的浮力之和。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供的叶片驱动的半潜式海流能发电系统，包括了水上组件和水下组件，水上组件包括了交流发电机和万向节，是将机械能转化为电能的部分，将其设置在浮体上，能够减少海水腐蚀风险；水下组件包括多组逐级串联的叶片驱动装置以及主动式浮力控制球，减少了海面以下部件的数量，降低了运行成本，减少了系统的安装限制；当联结较多时由于重力原因会产生一定弧度，而本申请在每节分段轴上都安装有固定式浮力调节器，增加分段轴所受的浮力，解决多级分段轴受重力影响产生弯曲损坏万向节；海流舵与主动式浮力控制球维持多级分段轴和叶片稳定，防止多级分段轴随海流摆动幅度过大损坏设备；采用万向节实现变角度动力传递，也即万向节连接的主动轴与从动轴的角度可以不同，所以本半潜式系统的分段轴的方向是可以通过主动式浮力控制球以及海流舵控制的，这样便解决了背景中所述的传统半潜式海流能发电系统安装不便的问题；主动式浮力控制球是除万向节之外，本系统最重要的结构，其既可以控制转轴纵向摆动的角度，又可以控制系统最低点与海底的距离在一个安全的范围。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例叶片驱动的半潜式海流能发电系统的结构示意图；
图2为本发明实施例万向节的结构示意图；
图3为本发明实施例主动式浮力控制球的结构示意图；
图4为本发明实施例主动式浮力控制球的摆动方向示意图；
图5为本发明实施例尾部密封轴承结构的结构示意图；
图6为本发明实施例浮力调节水箱的结构示意图；
图7为本发明实施例深度闭环控制结构图；
附图标记说明：1、浮体；2、链锚；3、交流发电机；4、万向节；5、连接器；6、固定式浮力调节器；7、分段轴；8、叶片；9、尾部密封轴承；10、海流舵；11、主动式浮力控制球；12、重物；
4-1、主动轴；4-2、球形外壳；4-3、滚珠；4-4、星型套；4-5、支持架；4-6、从动轴；
9-1、滚珠轴承本体；9-2、密封金属圈；
10-1、海流舵基体；10-2、可活动舵片；
11-1、主体球壳；11-2、浮力调节水箱；11-3、进出水阀；11-4、深度传感器；
11-2-1、驱动电机；11-2-2、传动带；11-2-3、外螺纹连杆；11-2-4、内螺纹连杆；11-2-5、密封活塞；11-2-6、水舱。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种叶片驱动的半潜式海流能发电系统，进一步减少了海面以下部件的数量，减少了海水腐蚀风险，降低了运行成本，减少了系统的安装限制。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明提供的叶片8驱动的半潜式海流能发电系统，包括浮体1、水上组件和水下组件，所述浮体1通过链锚2固定在海底，所述水上组件设置在所述浮体1的上部，所述水上组件包括传动连接的万向节4和交流发电机3；所述水下组件设置在所述浮体1的下部，所述水下组件包括多组逐级串联的叶片8驱动装置以及主动式浮力控制球11，第一组叶片8驱动装置与所述万向节4传动连接，最后一组叶片8驱动装置与主动式浮力控制球11连接，所述叶片8驱动装置包括连接器5、分段轴7以及套设在分段轴7上的叶片8；所述浮力控制球的表面均匀固定连接有多个海流舵10，所述浮力控制球还悬挂有重物12。
所述第一组叶片8驱动装置与所述万向节4之间通过第一级分段轴7传动连接。
所述叶片8驱动装置还包括固定式浮力调节器6，所述固定式浮力调节器6固定在所述分段轴7上，并靠近所述连接器5设置。所述叶片8设置有4个，采用四叶片结构，所有叶片8固定在每节分段轴7的中间位置。
所述最后一组叶片8驱动装置与主动式浮力控制球11之间通过尾部密封轴承9连接，如图5所示，所述尾部密封轴承9为金属盖密封轴承，具体包括滚珠轴承本体9-1以及设置在滚珠轴承本体9-1外的密封金属圈9-2，所述滚珠轴承本体9-1连接于最后一组叶片8驱动装置的分段轴7与主动式浮力控制球11之间。尾部轴承连接在末级转轴与主动式浮力调节器主体球之间，其作用是使末级转轴与主动式浮力控制球11的转动相互独立，使得海流舵10法线始终垂直于重力方向。但由于轴承浸没在海水中，普通滚珠4-3轴承内部是开放的，受海水侵蚀严重，极易生锈，所以本系统采用了金属盖密封轴承，将轴承内部和外界的海水隔绝，达到保护内部的滚珠4-3和润滑油的作用。其中滚珠轴承本体9-1连接于末级转轴与主动式浮力控制球11之间，密封金属圈9-2覆盖于滚珠轴承本体9-1的表面，隔绝轴承内部和海水，防止轴承内部受到海水的腐蚀，降低维修成本。
如图2所示，所述万向节4为球笼式万向节4，具体包括球形外壳4-2、设置在球形外壳4-2内的多枚滚珠4-3、与球形外壳4-2固定连接的主动轴4-1、从动轴4-6以及与从动轴4-6固定连接的星型套4-4，所述滚珠4-3镶嵌于所述星型套4-4表面的花键上，所述主动轴4-1带动滚珠4-3转动，滚珠4-3通过花键将动力传动至从动轴4-6。
所述交流发电机3的能量由旋转的第一级分段轴7通过万向节4所传递，第一级分段轴7的末端通过连接器5连接第二级分段轴7，而第二级分段轴7的末端也通过连接器5与第三级分段轴7连接，以此类推，当联结较多时由于重力原因会产生一定弧度，所以在每节分段轴7上都安装有固定式浮力调节器，增加每级转轴所受的浮力，解决多级分段轴7受重力影响产生弯曲损坏万向节4。
系统建设时，浮体1漂浮于近海海面上，其上是交流发电机3和万向节4，浮体1是由埋植于海底的链锚2固定的，水下部分的角度由万向节4和主动式浮力控制球11以及海流舵10共同固定。水下组件建设时最重要的参数是多级转轴末端的主动式浮力控制球11距海底的距离，此距离的确定是由下挂重物12和主动式浮力控制球11完成的，具体过程在下挂重物12的结构介绍部分。日常运行时，由海流舵10与主动式浮力控制球11维持多级分段轴7和叶片8稳定，防止多级分段轴7随海流摆动幅度过大损坏设备。产生电力的过程为：叶片8在洋流的带动下旋转，多级转轴通过万向节4将动力传递至发电机产生电能，由交流发电机3上的输出端子将电能传递至用户。
万向节4结构是本系统不同于其他半潜式海流能发电系统的最关键结构。万向节4是实现变角度动力传递的机件，也即万向节4连接的主动轴4-1与从动轴4-6的角度可以不同，所以本半潜式系统的分段轴7的方向是可以通过主动式浮力控制球11以及海流舵10控制的，这样便解决了背景中所述的传统半潜式海流能发电系统安装不便的问题。
万向节4的结构如附图2所示，由于本系统驱动叶片8数量比较多，分段轴7质量也较大，且分段轴7不可脱离控制随海水摆动，所以本系统采用了球笼式刚性重载万向轴。
在本半潜式海流能发电系统中，万向节4既是一个传动部件，又是一个杠杆的支点，如图1及图2所示，此杠杆的支点为万向节4，等效重力为多级分段轴7、叶片8和固定式浮力控制球的重力矢量和，动力为主动式浮力控制球11的浮力提供。由万向节4的特性可知此杠杆为三维杠杆，即多级分段轴7可以在三维方向上绕万向节4转动，这样的特性使得水下部分部件的方位调整更加灵活，系统安装限制条件进一步减少。
如图3至图4所示，主动式浮力控制球11是除万向节4之外，本系统最重要的结构。其既可以控制转轴纵向摆动的角度，又可以控制系统最低点与海底的距离在一个安全的范围。
所述浮力控制球包括主体球壳11-1以及固定设置在所述主体球壳11-1上的深度传感器11-4和浮力调节水箱11-2，所述海流舵10固定连接在所述主体球壳11-1上。
主动式浮力控制球11控制浮力的原理和潜艇类似，是通过控制球体内海水的多少来控制浮力大小的，所以主动式浮力控制球11的深度控制问题与潜艇的悬停深度控制问题相同，潜艇在水下悬停必须保证其所受的浮力与自身重力相等，且同时其相对于地面参照物的速度为零。此时一旦外力变化或受到干扰，平衡就会被打破，所以水下悬停是一种弱平衡状态，必须不断调整潜艇自身重力使潜艇的深度在设定值附近小范围波动，主动式浮力控制球11的深度控制也是同理。潜艇深度控制是一个非线性大延迟控制过程，因为随着潜艇深度的变化，海水的密度会发生变化、潜艇在海水中运动时会受到海水的作用力、且随着深度的变化潜艇的体积也会发生变化。这三点导致了潜艇深度控制建模非常复杂。主动式浮力控制球11的深度控制建模过程和潜艇类似，但由于主动式浮力控制球11在浅海布置深度一般不超过500m，根据液体密度公式：
Figure BDA0002479976490000071
其中r为水的密度，h为水的深度。
可以得出在主动式浮力控制球11的深度变化范围内，液体密度可以近似为一定值。又由于主动式浮力控制球11在深度变化的过程中不需要像潜艇一样做快速机动，所以海水流动对浮力控制球的作用力也可以忽略不计。另由于深度变化范围很小，不超过近海平均深度，所以外形体积随深度变化的因素也可忽略不计，所以主动式浮力控制球11的深度控制建模可以近似为一个线性模型。
假设其质量为m，其受到的合外力为F，其中包括其自身重力、海水对其的浮力、下挂重物12的重力以及多级转轴部分对其施加的力。其初始深度为深度零点，实际深度为x，根据运动公式可以得出其简单的微分方程为：
Figure BDA0002479976490000072
令实际深度为输出，合外力为输入，得其传递函数为：
Figure BDA0002479976490000081
对于主动式浮力控制球11内浮力调节水箱11-2，在恒定的控制作用下，其会导致浮力控制球的重力以恒定的速度变化，其控制作用可以等效为一个积分环节，若以浮力调节水箱11-2的控制作用输入为系统输入，实际深度为输出，得其传递函数为：
Figure BDA0002479976490000082
主动式浮力控制球11的表面有一深度传感器11-4，此传感器获得浮力控制球的深度后将深度结果传送至深度控制器中，深度控制器在海面上的浮子上，控制器通过电缆连接深度传感器11-4，电缆经由尾部密封轴承9，多级转轴内部连接控制器。浮力控制器经运算后将输出的控制信号传送给浮力调节水箱11-2，浮力调节水箱11-2动作，调整浮力球内海水的重量，进而调整浮力控制球的深度，形成一个闭环控制，其结构图如附图7所示，其中R(S)为人为输入的深度设定值，C(S)为主动式浮力控制球11的实际深度值。控制器比较深度设定值和深度传感器11-4检测的实际深度值，经PI运算后得到输出电压，传递给浮力调节水箱11-2中的驱动电机11-2-1，使其动作，调节主动式浮力控制球11的重力，进而控制主动式浮力控制球11的深度。
如图7所示，其中的控制器算法为PI控制算法，是一种无静差算法，可以保证浮力控制球的实际深度在设定深度附近小范围波动。本控制器没有加入微分控制，微分作用在浮力控制球受到强干扰时会导致浮力控制球有比较强的动作，此时浮力控制球与海水间的流动产生的相互作用力将不可忽视，影响控制器的位置控制性能。
当主动式浮力控制球11的深度稳定后，多级转轴的角度也随之确定，系统进入正常工作状态。
如图6所示，所述浮力调节水箱11-2包括密封活塞11-2-5、驱动电机11-2-1、内螺纹连杆11-2-4、传动带11-2-2、水舱11-2-6、外螺纹连杆11-2-3，所述水舱11-2-6设置有进出水阀11-3，所述密封活塞11-2-5设置在所述水舱11-2-6内，所述驱动电机11-2-1通过传动带11-2-2与所述螺纹连杆传动连接，所述外螺纹连杆11-2-3与内螺纹连杆11-2-4螺纹连接。
其工作原理为：驱动电机11-2-1接收控制信号后以恒定速率转动，驱动电机11-2-1内部有减速齿轮组以增大电机输出扭矩降低螺纹杆转动速度。驱动电机11-2-1转动后，传动带11-2-2将动力传至外螺纹连杆11-2-3，外螺纹连杆11-2-3套在内螺纹连杆11-2-4中，内螺纹连杆11-2-4可随外螺纹连杆11-2-3的转动而上下移动，从而推动密封活塞11-2-5运动，以达到调节水舱11-2-6中水量的目的从而改变主动式浮力控制球11的自身重力。浮力调节水箱11-2的水舱11-2-6和其它舱室是分开的，由密封活塞11-2-5阻隔。由于浅海水压不是很巨大，所以无需使用复杂的密封隔离装置。
所述海流舵10包括海流舵基体10-1以及设置在海流舵基体10-1上的可活动舵片10-2。其原理与飞机转向舵类似，当可活动舵片10-2两侧流体流速不等时(即舵片法线方向与海流方向不垂直时)，可活动舵片10-2会受到舵片平面法线方向的力矩，这样通过控制可活动舵片10-2的角度便可以控制主动式浮力控制球11所受到的力矩，以达到抵消叶片8所受的切向力矩的目的，进而控制叶片8和转轴的摆动角度，防止横向摆动角度过大损坏万向节4。
如附图4所示，在系统运行过程中，海流舵基体10-1所在平面的法线方向与重力方向保持垂直，此特性的原理在主动式浮力控制球11结构介绍中阐述，因此海流舵10所受海流的力矩与水平面保持垂直。当海流方向变化时，控制可活动舵片10-2的角度便可以调整海流舵10受到的力矩从而将多级分段轴7在水平面上方位保持在安全范围内。
所述重物12的质量大于所述主动式浮力控制球11的重量，但二者的重力之和小于二者受到的浮力之和。下挂重物12对于主动式浮力控制球11的深度控制有着至关重要的作用，下挂重物12的质量大于主动式浮力控制球11的重量，但二者的重力之和小于二者受到的浮力之和。在系统初始建设确定主动式浮力控制球11的最大下潜深度时，将主动式浮力控制球11中的浮力调节水箱11-2充满海水并在球壳外下挂重物12，主动式浮力控制球11和重物12会沉至海底，此时排去一部分海水，使浮力控制球上升，待下挂重物12的连接绳索拉紧时，主动式浮力控制球11便不再上升，记下此时深度传感器11-4的数值即为浮力控制球的最大下潜深度，一般连接绳索长约10m，也即浮力控制球距海底的最小距离为10m。在系统准备正常运行前，再排去浮力调节水箱11-2中的一部分海水，使得下挂重物12和浮力控制球一起上升，由于重物12的质量大于浮力控制球的质量，导致二者的重心在浮力控制球的下方，这样可以保证浮力控制球的方向舵一直保持竖直状态，即使受到扰动也不会有太大偏差，使得主动式浮力控制球11可以调节多级转轴的横向方向，避免万向节4因转轴偏离角度太大而损坏。
此外，关于固定式浮力调节器：由于各级转轴和叶片8的质量比较大，而转轴的材料为环氧树脂或耐腐蚀钢管，其本身所受的浮力不足以抵消其所受的重力，而各级转轴经刚性联轴器连接后其长度远远大于其横截面积，这样会导致转轴在重力作用下弯曲，这会对转轴的转动产生影响乃至损坏设备，所以在各级转轴外加上了圆环型固定式浮力调节器，其结构很简单，就是空心圆环套接在各级转轴外并密封，其材料为耐腐蚀处理后的钢材。固定式浮力调节器可以增大各级转轴受到的浮力，以此解决转轴受重力变形的问题同时也可以减小主动式浮力控制球11的体积，减小尾部密封转轴的损耗。
关于连接器5：连接器5负责各级转轴之间的连接以及整支转轴的支撑任务，故而传递的扭矩大，又由于叶片8转速比较低，所以连接器5必须选用刚性联轴器，为了兼顾刚性及耐腐蚀能力，本系统选用了凸缘联轴器，其结构比较简单，类似于管道连接时使用的法兰，连接器5其实是在各级分段轴7的两端套接六孔钢制圆盘，在连接两级转轴时，对准两端的连接孔，用连接螺母连接对应的连接孔即可实现两轴的连接，所需部件少，耐腐蚀性高，维修成本低。
系统中还存在一些结构比较简单的辅助部件，使得系统能更稳定地运行，包括连接器5和尾部密封轴承9以及浮力调节水箱11-2。
本发明提供的叶片驱动的半潜式海流能发电系统，包括了水上组件和水下组件，水上组件包括了交流发电机和万向节，是将机械能转化为电能的部分，将其设置在浮体上，能够减少海水腐蚀风险；水下组件包括多组逐级串联的叶片驱动装置以及主动式浮力控制球，减少了海面以下部件的数量，降低了运行成本，减少了系统的安装限制；当联结较多时由于重力原因会产生一定弧度，而本申请在每节分段轴上都安装有固定式浮力调节器，增加分段轴所受的浮力，解决多级分段轴受重力影响产生弯曲损坏万向节；海流舵与主动式浮力控制球维持多级分段轴和叶片稳定，防止多级分段轴随海流摆动幅度过大损坏设备；采用万向节实现变角度动力传递的机件，也即万向节连接的主动轴与从动轴的角度可以不同，所以本半潜式系统的分段轴的方向是可以通过主动式浮力控制球以及海流舵控制的，这样便解决了背景中所述的传统半潜式海流能发电系统安装不便的问题；主动式浮力控制球是除万向节之外，本系统最重要的结构，其既可以控制转轴纵向摆动的角度，又可以控制系统最低点与海底的距离在一个安全的范围。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种叶片驱动的半潜式海流能发电系统，其特征在于，包括：浮体、水上组件和水下组件，所述浮体通过链锚固定在海底，所述水上组件设置在所述浮体的上部，所述水上组件包括传动连接的万向节和交流发电机；所述水下组件设置在所述浮体的下部，所述水下组件包括多组逐级串联的叶片驱动装置以及主动式浮力控制球，第一组叶片驱动装置与所述万向节传动连接，最后一组叶片驱动装置与主动式浮力控制球连接，所述叶片驱动装置包括连接器、分段轴以及套设在分段轴上的叶片；所述浮力控制球的表面均匀固定连接有多个海流舵，所述浮力控制球还悬挂有重物。
2.根据权利要求1所述的叶片驱动的半潜式海流能发电系统，其特征在于，所述万向节为球笼式万向节，具体包括球形外壳、设置在球形外壳内的多枚滚珠、与球形外壳固定连接的主动轴、从动轴以及与从动轴固定连接的星型套，所述滚珠镶嵌于所述星型套表面的花键上，所述主动轴带动滚珠转动，滚珠通过花键将动力传动至从动轴。
3.根据权利要求1所述的叶片驱动的半潜式海流能发电系统，其特征在于，所述第一组叶片驱动装置与所述万向节之间通过第一级分段轴传动连接。
4.根据权利要求1所述的叶片驱动的半潜式海流能发电系统，其特征在于，所述叶片驱动装置还包括固定式浮力调节器，所述固定式浮力调节器固定在所述分段轴上，并靠近所述连接器设置。
5.根据权利要求1所述的叶片驱动的半潜式海流能发电系统，其特征在于，所述叶片设置有4个。
6.根据权利要求1所述的叶片驱动的半潜式海流能发电系统，其特征在于，所述最后一组叶片驱动装置与主动式浮力控制球之间通过尾部密封轴承连接，所述尾部密封轴承为金属盖密封轴承，具体包括滚珠轴承本体以及设置在滚珠轴承本体外的密封金属圈，所述滚珠轴承本体连接于最后一组叶片驱动装置的分段轴与主动式浮力控制球之间。
7.根据权利要求1所述的叶片驱动的半潜式海流能发电系统，其特征在于，所述浮力控制球包括主体球壳以及固定设置在所述主体球壳上的深度传感器和浮力调节水箱，所述海流舵固定连接在所述主体球壳上。
8.根据权利要求7所述的叶片驱动的半潜式海流能发电系统，其特征在于，所述浮力调节水箱包括密封活塞、驱动电机、内螺纹连杆、传动带、水舱、外螺纹连杆，所述水舱设置有进出水阀，所述密封活塞设置在所述水舱内，所述驱动电机通过传动带与所述螺纹连杆传动连接，所述外螺纹连杆与内螺纹连杆螺纹连接。
9.根据权利要求1所述的叶片驱动的半潜式海流能发电系统，其特征在于，所述海流舵包括海流舵基体以及设置在海流舵基体上的可活动舵片。
10.根据权利要求1所述的叶片驱动的半潜式海流能发电系统，其特征在于，所述重物的质量大于所述主动式浮力控制球的最大浮力，但二者的重力之和小于二者受到的浮力之和。
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