CN112196723A - 一种基于波浪滑翔器的自发电装置 - Google Patents

一种基于波浪滑翔器的自发电装置 Download PDF

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甘宇平
吕胤墀
王春栋
沈奕宏
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陈诺
周树道
刘凤
卫克晶
郭随平
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    • Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient

Abstract

本发明涉及一种基于波浪滑翔器的自发电装置，采用全新动能传动结构，应用波浪滑翔器主浮体（1）与波浪滑翔器滑翔体（2）随水流的上下运动，获得两者之间对所设计非弹性柔性缆绳（3）的往复拉升，进而经齿条（7），并结合单向齿轮（9）与随动齿轮（10）之间的单向联动，针对机械发电机（12）实现机械能的输入，获得机械发电机（12）的工作供电，进而为浪滑翔器所搭载设备提供电能，保障所搭载设备能够持续稳定工作。

Description

一种基于波浪滑翔器的自发电装置
技术领域
本发明涉及一种基于波浪滑翔器的自发电装置，属于波浪发电技术领域。
背景技术
现在国内外波浪滑翔器通常依靠太阳能转换成电能的方式，为浪滑翔器的搭载设备供电，存在夜间无法发电和阴雨天发电量不足，限制了波浪滑翔器搭载设备的电源供给能力，严重时会导致通信中断和水文信息采集中断等情况，研究波浪滑翔器的波-电转换新技术，充分利用波浪能这一绿色能源进行波-电转换，可以有效解决波浪滑翔器搭载设备供电不足的问题。
利用该波-电转换装置来替代传统波浪滑翔器中的弹性缆，波浪滑翔器运动过程中，主浮体和滑翔体之间的距离反复变化，有效收集部分波浪能，通过齿轮、链条、变速器和发电机转化为波浪滑翔器搭载设备的电能，可弥补当前波浪滑翔器搭载设备单纯依靠太阳能发电的局限性，提高波浪滑翔器的电能供给能力，使波浪滑翔器搭载设备能够持续稳定工作。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于波浪滑翔器的自发电装置，采用全新动能传动结构，应用水流对波浪滑翔器的波动，实现机械传动供电，使波浪滑翔器所搭载设备能够持续稳定工作。
本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种基于波浪滑翔器的自发电装置，用于设置在波浪滑翔器主浮体与其下方波浪滑翔器滑翔体之间，并基于波浪滑翔器主浮体与波浪滑翔器滑翔体随水流的上下运动实现发电；
所述自发电装置包括非弹性柔性缆绳、壳体，以及设置于壳体内部的基座、弹性伸缩件、齿条、轴杆、单向齿轮、随动齿轮、齿链、机械发电机；其中，壳体呈竖直姿态进行应用，壳体的顶面固定对接于波浪滑翔器主浮体的下表面，壳体的底面上设置贯穿其内外通孔，该通孔的内径与非弹性柔性缆绳的外径相适应，壳体上的其余表面均密封封闭；基座的两端分别固定对接壳体的内顶面、内底面，且基座所在面呈竖直姿态，以及基座对接壳体内底面的位置对接底面通孔的边缘；
定义基座上面向壳体底面通孔一侧表面上、对应过该通孔的竖直直线的位置为基座表面设置线；弹性伸缩件上的其中一端固定对接于基座表面设置线上，且弹性伸缩件上的另一端沿基座表面设置线方向指向壳体底面通孔；弹性伸缩件上的另一端对接齿条上的其中一端，齿条沿基座表面设置线方向布设，且齿条上的齿纹背向基座表面，齿条上的另一端对接非弹性柔性缆绳上的其中一端，非弹性柔性缆绳上的另一端穿过壳体底面通孔后、固定对接波浪滑翔器滑翔体的上表面；齿条在其一端所连非弹性柔性缆绳的拉动下、以及另一端所连弹性伸缩件的弹性约束下，沿基座表面设置线方向来回移动；
轴杆固定设置于基座上面向壳体底面通孔的一侧，轴杆所在直线与基座表面相平行，且与齿条所在直线相垂直，轴杆自由转动；单向齿轮固定套设于轴杆上，且单向齿轮的外周齿纹与齿条上的齿纹相咬合；随动齿轮固定套设于轴杆上，随动齿轮随轴杆的转动而转动，随动齿轮外周上的齿纹与齿链上齿孔相匹配；机械发电机上用于动能输入的齿轮所在面与随动齿轮所在面相共面，齿链同时套设于随动齿轮外周齿纹上、以及机械发电机上齿轮外周齿纹上，齿链用于联动随动齿轮与机械发电机上的齿轮。
作为本发明的一种优选技术方案：还包括限位件，限位件设置于基座表面设置线上，且限位件位于齿条与壳体底面通孔之间，限位件用于针对齿条向壳体底面通孔方向的移动进行限位。
作为本发明的一种优选技术方案：还包括设于壳体外底面通孔位置、并包裹非弹性柔性缆绳外周的防水封带。
作为本发明的一种优选技术方案：所述弹性伸缩件为弹簧。
本发明所述一种基于波浪滑翔器的自发电装置，采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
本发明所设计基于波浪滑翔器的自发电装置，采用全新动能传动结构，应用波浪滑翔器主浮体与波浪滑翔器滑翔体随水流的上下运动，获得两者之间对所设计非弹性柔性缆绳的往复拉升，进而经齿条，并结合单向齿轮与随动齿轮之间的单向联动，针对机械发电机实现机械能的输入，获得机械发电机的工作供电，进而为浪滑翔器所搭载设备提供电能，保障所搭载设备能够持续稳定工作。
附图说明
图1是本发明所设计基于波浪滑翔器的结构示意图；
图2是本发明所设计基于波浪滑翔器的自发电装置的结构示意图。
其中，1. 波浪滑翔器主浮体，2. 波浪滑翔器滑翔体，3. 非弹性柔性缆绳，4. 壳体，5. 基座，6. 弹性伸缩件，7. 齿条，8. 轴杆，9. 单向齿轮，10. 随动齿轮，11. 齿链，12. 机械发电机，13. 限位件，14. 防水封带。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
本发明设计了一种基于波浪滑翔器的自发电装置，如图1所示，用于设置在波浪滑翔器主浮体1与其下方波浪滑翔器滑翔体2之间，并基于波浪滑翔器主浮体1与波浪滑翔器滑翔体2随水流的上下运动实现发电。
实际应用当中，如图2所示，所述自发电装置包括非弹性柔性缆绳3、壳体4，以及设置于壳体4内部的基座5、弹性伸缩件6、齿条7、轴杆8、单向齿轮9、随动齿轮10、齿链11、机械发电机12；其中，壳体4呈竖直姿态进行应用，壳体4的顶面固定对接于波浪滑翔器主浮体1的下表面，壳体4的底面上设置贯穿其内外通孔，该通孔的内径与非弹性柔性缆绳3的外径相适应，壳体4上的其余表面均密封封闭；基座5的两端分别固定对接壳体4的内顶面、内底面，且基座5所在面呈竖直姿态，以及基座5对接壳体4内底面的位置对接底面通孔的边缘。
定义基座5上面向壳体4底面通孔一侧表面上、对应过该通孔的竖直直线的位置为基座5表面设置线；弹性伸缩件6上的其中一端固定对接于基座5表面设置线上，且弹性伸缩件6上的另一端沿基座5表面设置线方向指向壳体4底面通孔；弹性伸缩件6上的另一端对接齿条7上的其中一端，齿条7沿基座5表面设置线方向布设，且齿条7上的齿纹背向基座5表面，齿条7上的另一端对接非弹性柔性缆绳3上的其中一端，非弹性柔性缆绳3上的另一端穿过壳体4底面通孔后、固定对接波浪滑翔器滑翔体2的上表面；齿条7在其一端所连非弹性柔性缆绳3的拉动下、以及另一端所连弹性伸缩件6的弹性约束下，沿基座5表面设置线方向来回移动。
轴杆8固定设置于基座5上面向壳体4底面通孔的一侧，轴杆8所在直线与基座5表面相平行，且与齿条7所在直线相垂直，轴杆8自由转动；单向齿轮9固定套设于轴杆8上，且单向齿轮9的外周齿纹与齿条7上的齿纹相咬合；随动齿轮10固定套设于轴杆8上，随动齿轮10随轴杆8的转动而转动，随动齿轮10外周上的齿纹与齿链11上齿孔相匹配；机械发电机12上用于动能输入的齿轮所在面与随动齿轮10所在面相共面，齿链11同时套设于随动齿轮10外周齿纹上、以及机械发电机12上齿轮外周齿纹上，齿链11用于联动随动齿轮10与机械发电机12上的齿轮。
实际应用当中，基于上述设计结构技术方案，本发明进一步加入限位件13，限位件13设置于基座5表面设置线上，且限位件13位于齿条7与壳体4底面通孔之间，限位件13用于针对齿条7向壳体4底面通孔方向的移动进行限位，避免齿条7与单向齿轮9的脱离。此外针对客体4，增设设于壳体4外底面通孔位置、并包裹非弹性柔性缆绳3外周的防水封带14。如此能够获得有效的防水效果，避免壳体4内水流的流入。
将本发明所设计基于波浪滑翔器的自发电装置，应用于实际当中，针对弹性伸缩件6，具体设计采用弹簧，即弹簧上的其中一端固定对接于基座5表面设置线上，弹簧上的另一端对接齿条7上的其中一端；波浪滑翔器在实际使用当中，在波浪的作用下，波浪滑翔器主浮体1与波浪滑翔器滑翔体2随水流的上下运动，即波浪滑翔器主浮体1与波浪滑翔器滑翔体2之间的间距被往复拉伸或缩短，即实现了对非弹性柔性缆绳3的往复拉伸，进而获得对齿条7的拉伸，同时在弹簧的作用下，齿条7获得了沿基座5表面设置线方向的来回移动；齿条7的移动带动了单向齿轮9的工作，由于单向齿轮9的单向转动特性，齿条7的来回移动仅仅经过单向齿轮9给轴杆8带来单向转动，进而带动随动齿轮10进行单向转动，并在齿链11的联动下，带动机械发电机12上的齿轮转动，进而实现了机械发电机12的机械发电，为浪滑翔器所搭载设备提供电能。
上述技术方案所设计基于波浪滑翔器的自发电装置，采用全新动能传动结构，应用波浪滑翔器主浮体1与波浪滑翔器滑翔体2随水流的上下运动，获得两者之间对所设计非弹性柔性缆绳3的往复拉升，进而经齿条7，并结合单向齿轮9与随动齿轮10之间的单向联动，针对机械发电机12实现机械能的输入，获得机械发电机12的工作供电，进而为浪滑翔器所搭载设备提供电能，保障所搭载设备能够持续稳定工作。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (4)

1.一种基于波浪滑翔器的自发电装置，用于设置在波浪滑翔器主浮体（1）与其下方波浪滑翔器滑翔体（2）之间，并基于波浪滑翔器主浮体（1）与波浪滑翔器滑翔体（2）随水流的上下运动实现发电；
其特征在于：所述自发电装置包括非弹性柔性缆绳（3）、壳体（4），以及设置于壳体（4）内部的基座（5）、弹性伸缩件（6）、齿条（7）、轴杆（8）、单向齿轮（9）、随动齿轮（10）、齿链（11）、机械发电机（12）；其中，壳体（4）呈竖直姿态进行应用，壳体（4）的顶面固定对接于波浪滑翔器主浮体（1）的下表面，壳体（4）的底面上设置贯穿其内外通孔，该通孔的内径与非弹性柔性缆绳（3）的外径相适应，壳体（4）上的其余表面均密封封闭；基座（5）的两端分别固定对接壳体（4）的内顶面、内底面，且基座（5）所在面呈竖直姿态，以及基座（5）对接壳体（4）内底面的位置对接底面通孔的边缘；
定义基座（5）上面向壳体（4）底面通孔一侧表面上、对应过该通孔的竖直直线的位置为基座（5）表面设置线；弹性伸缩件（6）上的其中一端固定对接于基座（5）表面设置线上，且弹性伸缩件（6）上的另一端沿基座（5）表面设置线方向指向壳体（4）底面通孔；弹性伸缩件（6）上的另一端对接齿条（7）上的其中一端，齿条（7）沿基座（5）表面设置线方向布设，且齿条（7）上的齿纹背向基座（5）表面，齿条（7）上的另一端对接非弹性柔性缆绳（3）上的其中一端，非弹性柔性缆绳（3）上的另一端穿过壳体（4）底面通孔后、固定对接波浪滑翔器滑翔体（2）的上表面；齿条（7）在其一端所连非弹性柔性缆绳（3）的拉动下、以及另一端所连弹性伸缩件（6）的弹性约束下，沿基座（5）表面设置线方向来回移动；
轴杆（8）固定设置于基座（5）上面向壳体（4）底面通孔的一侧，轴杆（8）所在直线与基座（5）表面相平行，且与齿条（7）所在直线相垂直，轴杆（8）自由转动；单向齿轮（9）固定套设于轴杆（8）上，且单向齿轮（9）的外周齿纹与齿条（7）上的齿纹相咬合；随动齿轮（10）固定套设于轴杆（8）上，随动齿轮（10）随轴杆（8）的转动而转动，随动齿轮（10）外周上的齿纹与齿链（11）上齿孔相匹配；机械发电机（12）上用于动能输入的齿轮所在面与随动齿轮（10）所在面相共面，齿链（11）同时套设于随动齿轮（10）外周齿纹上、以及机械发电机（12）上齿轮外周齿纹上，齿链（11）用于联动随动齿轮（10）与机械发电机（12）上的齿轮。
2.根据权利要求1所述一种基于波浪滑翔器的自发电装置，其特征在于：还包括限位件（13），限位件（13）设置于基座（5）表面设置线上，且限位件（13）位于齿条（7）与壳体（4）底面通孔之间，限位件（13）用于针对齿条（7）向壳体（4）底面通孔方向的移动进行限位。
3.根据权利要求1所述一种基于波浪滑翔器的自发电装置，其特征在于：还包括设于壳体（4）外底面通孔位置、并包裹非弹性柔性缆绳（3）外周的防水封带（14）。
4.根据权利要求1所述一种基于波浪滑翔器的自发电装置，其特征在于：所述弹性伸缩件（6）为弹簧。
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