CN112483304B - 一种波浪能发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种波浪能发电装置，涉及发电设备技术领域，其技术方案要点是：包括浮台、发电机以及驱动组件，发电机固定于浮台的上端面，浮台的侧边设置有供驱动组件安装的安装槽；驱动组件包括主轴、外壳、棘轮一以及传动件，主轴的一端贯穿外壳并与外壳转动连接，主轴的另一端与发电机的输入端连接；外壳具有空腔，外壳的外壁具有受力面一与受力面二，受力面一与受力面二均与主轴平行，棘轮一与位于空腔中的主轴可拆卸的固定，传动件的一端与空腔的内壁铰接，传动件的另一端用于推动棘轮一转动；且受力面一或受力面二受波浪冲击后能够带动外壳摆动，从而使得传动件推动棘轮一转动。

Description

一种波浪能发电装置
技术领域
本发明涉及发电设备技术领域，特别涉及一种波浪能发电装置。
背景技术
海洋波浪蕴藏着巨大的能量，正弦波浪每米波峰宽度的功率P≈HT kW/m。式中，H为波高，单位为m；T为波周期，单位为s。通过某种装置可将波浪的能量转换为机械的、气压的或液压的能量，然后通过传动机构、气轮机、水轮机或油压马达等驱动发电机发电。
发电机基本的工作过程为，将各种带动发电机转子转动的能量，通过电磁感应转换为电能。
现有技术中采用波浪能发电的装置较为缺乏，利用波浪能发电能够缓解对不可再生能源的一依赖。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种波浪能发电装置，其具有能够将波浪能转换成带动发电机工作的机械能的优势。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种波浪能发电装置，包括浮台、发电机以及驱动组件，所述发电机固定于所述浮台的上端面，所述浮台的侧边设置有供所述驱动组件安装的安装槽；所述驱动组件包括主轴、外壳、棘轮一以及传动件，所述主轴的一端贯穿所述外壳并与所述外壳转动连接，所述主轴的另一端与所述发电机的输入端连接；所述外壳具有空腔，所述外壳的外壁具有受力面一与受力面二，所述受力面一与受力面二均与所述主轴平行，所述棘轮一与位于所述空腔中的主轴可拆卸的固定，所述传动件的一端与所述空腔的内壁铰接，所述传动件的另一端用于推动所述棘轮一转动；且所述受力面一或所述受力面二受波浪冲击后能够带动所述外壳摆动，使得所述传动件推动所述棘轮一转动。
通过上述技术方案，浮台漂浮于海面上，海浪或波浪冲击受力面一或受力面二后使得外壳相对于主轴摆动，摆动的外壳便可带动传动件驱动棘轮一转动，由于棘轮一与主轴连接，转动的棘轮一便可带动主轴转动，从而实现将波浪能转换成带动发电机工作的机械能，主轴转动后便可带动发电机工作。
所述空腔靠近所述受力面一的的内壁设置有定位块一，所述传动件包括固定架一、驱动杆一以及棘爪一，所述固定架一转动连接于所述主轴上，所述驱动杆一的一端与所述定位块一铰接，所述驱动杆一的另一端与所述固定架一铰接，所述棘爪一活动设置于所述固定架一上，且所述棘爪一与所述棘轮一相适配。
通过上述技术方案，海浪或波浪冲击受力面一，使得外壳相对于主轴摆动，从而使得带有定位块一的空腔侧壁向主轴方向靠近，驱动杆一便可推动固定架一沿主轴转动，同时固定架一上的棘爪一则沿棘轮一的外壁滑移，在外壳重新随海浪的波动而复位时，棘爪一则卡入棘轮上的齿槽一内并推动棘轮一向单一方向转动，即外壳在复位后，棘爪一卡入齿槽一内，固定架一随驱动杆一移动的同时也带动了棘轮一转动，从而驱动主轴转动。
所述固定架一上设置有固定座一，所述棘爪一通过所述固定座一与所述固定架一连接，所述固定座一上铰接有支撑杆一，所述支撑杆一的外端能够将所述棘爪一压紧于所述棘轮一上的齿槽一内。
通过上述技术方案，固定座一为棘爪一提供铰接，同时支撑杆一将始终将棘爪一的外端抵紧于棘轮一的外壁，便于棘爪一的外端卡入棘轮一上的齿槽一内，随着固定架一的转动而带动棘轮一以及主轴同步转动，另外也可以保证棘轮一仅能沿单方向转动。
优选的，所述固定座一远离所述驱动杆一设置。
通过上述技术方案，固定座一远离驱动杆一，使得驱动杆一带动固定架一转动过程中，固定座一本身便可作为杠杆使用，即固定座一的一端被驱动杆一拉动，固定座一的另一端则将能够较为轻松的带动棘轮一转动。
优选的，所述外壳呈菱形，且所述外壳的下端具有配重部。
通过上述技术方案，菱形的外壳海浪的作用力倾斜后，配重部的设置使得外壳在自身重力作用下也能够复位，外壳复位过程中，棘爪一能够插入棘轮一上的齿槽一内，并配合固定座一带动驱动棘轮一转动。
优选的，所述主轴上可拆卸的固定有棘轮二，且所述棘轮二与所述棘轮一平行设置，所述主轴上转动连接有靠近所述棘轮二的固定架二，所述固定架二上设置有固定座二，所述固定座二上铰接有与所述棘轮二配合的棘爪二；所述空腔靠近所述受力面二的的内壁设置有定位块二，所述定位块二上铰接有驱动杆二，所述驱动杆二的另一端与所述固定架二铰接，且所述驱动杆二与所述驱动杆一平行设置。
通过上述技术方案，与驱动杆一平行设置的驱动杆二，在驱动杆一复位时，棘爪一配合固定座带动驱动棘轮一以及主轴转动，驱动杆二则能够推动固定架二绕主轴转动，同时，棘爪二则沿棘轮二的外壁滑移，进一步防止主轴反向转动；随着外壳的摆动，驱动杆二复位并推动棘轮二转动，从而使得主轴能够一直转动。
优选的，所述固定座二上铰接有支撑杆二，所述支撑杆二的外端与所述棘爪二铰接，且所述支撑杆二能够将所述棘爪二推入所述棘轮二的齿槽二内。
通过上述技术方案，支撑杆二能够将棘爪二压紧于棘轮二的外圈，从而有效避免棘轮二反向转动，同时增加了棘爪二卡入齿槽二内的稳定性。
优选的，所述固定座二远离所述驱动杆二设置。
通过上述技术方案，固定座二远离驱动杆二，使得驱动杆二带动固定架二转动过程中，固定座二本身便可作为杠杆使用，从而能够较为轻松的带动棘轮二转动。
附图说明
图1为实施例组装后的结构示意图；
图2为实施例中驱动组件的全剖结构示意图；
图3为实施例中驱动组件的结构示意图；
图4为图3的另一侧面结构示意图；
图5为实施例中主轴以及棘轮二的结构示意图；
图6为实施例中传动件的结构示意图；
图7为实施例中棘轮二、棘爪二的配合示意图；
附图标记：100、浮台；110、安装槽；
200、发电机；
300、驱动组件；
400、主轴；410、棘轮二；411、齿槽二；420、固定架二；421、固定座二；422、棘爪二；423、支撑杆二；
500、外壳；510、空腔；520、受力面一；521、定位块一；530、受力面二；531、定位块二；532、驱动杆二；540、配重部；
600、棘轮一；610、齿槽一；
700、传动件；710、固定架一；711、固定座一；712、支撑杆一；720、驱动杆一；730、棘爪一。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
一种波浪能发电装置，如图1至图7所示，包括浮台100、发电机200以及驱动组件300，浮台100内可填充海绵，也可以采用现有中的气浮台，只要使得浮台100能够漂浮于海面上即可，发电机200固定于浮台100的上端面，发电机200可以选择现有技术中的普通发电机200，浮台100的侧边设置有供驱动组件300安装的安装槽110。
驱动组件300包括主轴400、外壳500、棘轮一600以及传动件700，主轴400的一端贯穿外壳500并与外壳500转动连接，主轴400的另一端与发电机200的输入端连接；外壳500具有空腔510，外壳500的外壁具有受力面一520与受力面二530，受力面一520与受力面二530均与主轴400平行，棘轮一600与位于空腔510中的主轴400可拆卸的固定，优选的，棘轮一600与主轴400通过键连接，传动件700的一端与空腔510的内壁铰接，传动件700的另一端用于推动棘轮一600转动；且受力面一520或受力面二530受波浪冲击后能够带动外壳500摆动，从而使得传动件700推动棘轮一600转动。
空腔510靠近受力面一520的内壁一体成型有定位块一521，传动件700包括固定架一710、驱动杆一720以及棘爪一730，固定架一710转动连接于主轴400上，驱动杆一720的一端与定位块一521铰接，驱动杆一720的另一端与固定架一710铰接，棘爪一730活动设置于固定架一710上，且棘爪一730与棘轮一600相适配。
固定架一710上设置有固定座一711，且固定座一711远离驱动杆一720设置，棘爪一730通过固定座一711与固定架一710连接，固定座一711上铰接有支撑杆一712，支撑杆一712的外端用于将棘爪一730压紧于棘轮一600上的齿槽一610内，作为其他方案，支撑杆一712也可用弹簧代替，只要使得计棘爪一730在常规状态下能够抵紧于棘轮一600的外壁即可。
优选的，外壳500呈菱形，且外壳500的下端一体成型有配重部540。
进一步的，主轴400上可拆卸的固定有棘轮二410，优选的，主轴400与棘轮二410通过键连接，且棘轮二410与棘轮一600平行设置，主轴400上转动连接有靠近棘轮二410的固定架二420，固定架二420上设置有固定座二421，固定座二421远离驱动杆二532设置，固定座二421上铰接有与棘轮二410配合的棘爪二422；空腔510靠近受力面二530的的内壁一体成型有定位块二531，定位块二531上铰接有驱动杆二532，驱动杆二532的另一端与固定架二420铰接，且驱动杆二532与驱动杆一720平行设置。
进一步的，固定座二421上铰接有支撑杆二423，支撑杆二423的外端与棘爪二422铰接，且支撑杆二423能够将棘爪二422推入棘轮二410的齿槽二411内。
为保证发电机200能够有稳定的机械能，可在浮台100上设置多个驱动组件300，且主轴400均同轴设置，并通过连轴器将各主轴400连接成整体，最终将连接成整体的主轴400与发电机200的输入端连接。
一种波浪能发电装置的工作原理：
浮台100漂浮于海面上，并通过固定线固定于海底，使得浮台100为发电机200以及驱动组件300提供支持力；主轴400转动连接于安装槽110内，即驱动组件300通过主轴400连接于浮台100上，且外壳500的上部分位于海面上。
海浪或波浪冲击受力面一520，使得外壳500相对于主轴400摆动，从而使得带有定位块一521的空腔510侧壁向主轴400方向靠近，且带有定位块二531的空腔510侧壁远离主轴400方向，驱动杆一720便可推动固定架一710绕主轴400转动，棘爪一730则沿棘轮一600的外壁滑移，即棘爪一730仅发生位移；同时驱动杆二532则能够推动固定架二420绕主轴400反向转动(相对于固定架一710发生反向转动)，支撑杆二423将棘爪二422压紧于齿槽二411内，随着固定架二420的转动，棘爪二422则能够推动棘轮二410连同主轴400同步转动，即棘爪二422做功；
海浪或波浪冲击受力面二530，或是在外壳500自身重力作用下复位，使得带有定位块一521的空腔510侧壁远离主轴400方向，且带有定位块二531的空腔510侧壁向主轴400方向靠近，驱动杆一720则推动固定架一710绕主轴400反向转动(相对于固定架一710上一次的转动方向)，棘爪一730则在支撑杆二423的推动下卡入齿槽一610内，且棘爪一730随着固定架一710的转动推动棘轮一600以及主轴400转动，即棘爪一730做功；驱动杆二532仅推动固定架二420绕主轴400转动，且棘爪二422沿棘轮二410的外壁滑移，即棘爪二422仅发生位移。
波浪带动外壳500摆动的过程中，棘爪二422、棘爪一730交替做功，从而使得主轴400能够连续转动，从而将波浪能转换成能够带动发电机200工作的机械能，并通过主轴400将机械能传递至发电机200，使得发电机200工作，从而实现发电。
以上所述仅是本发明的示范性实施方式，而非用于限制本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (5)

1.一种波浪能发电装置，其特征在于：包括浮台(100)、发电机(200)以及驱动组件(300)，所述发电机(200)固定于所述浮台(100)的上端面，所述浮台(100)的侧边设置有供所述驱动组件(300)安装的安装槽(110)；所述驱动组件(300)包括主轴(400)、外壳(500)、棘轮一(600)以及传动件(700)，所述主轴(400)的一端贯穿所述外壳(500)并与所述外壳(500)转动连接，所述主轴(400)的另一端与所述发电机(200)的输入端连接；所述外壳(500)具有空腔(510)，所述外壳(500)的外壁具有受力面一(520)与受力面二(530)，所述受力面一(520)与受力面二(530)均与所述主轴(400)平行，所述棘轮一(600)与位于所述空腔(510)中的主轴(400)可拆卸的固定，所述传动件(700)的一端与所述空腔(510)的内壁铰接，所述传动件(700)的另一端用于推动所述棘轮一(600)转动；且所述受力面一(520)或所述受力面二(530)受波浪冲击后能够带动所述外壳(500)摆动，使得所述传动件(700)推动所述棘轮一(600)转动；
所述空腔(510)靠近所述受力面一(520)的内壁设置有定位块一(521)，所述传动件(700)包括固定架一(710)、驱动杆一(720)以及棘爪一(730)，所述固定架一(710)转动连接于所述主轴(400)上，所述驱动杆一(720)的一端与所述定位块一(521)铰接，所述驱动杆一(720)的另一端与所述固定架一(710)铰接，所述棘爪一(730)活动设置于所述固定架一(710)上，且所述棘爪一(730)与所述棘轮一(600)相适配；
所述固定架一(710)上设置有固定座一(711)，所述棘爪一(730)通过所述固定座一(711)与所述固定架一(710)连接，所述固定座一(711)上铰接有支撑杆一(712)，所述支撑杆一(712)的外端能够将所述棘爪一(730)压紧于所述棘轮一(600)上的齿槽一(610)内；
所述主轴(400)上可拆卸的固定有棘轮二(410)，且所述棘轮二(410)与所述棘轮一(600)平行设置，所述主轴(400)上转动连接有靠近所述棘轮二(410)的固定架二(420)，所述固定架二(420)上设置有固定座二(421)，所述固定座二(421)上铰接有与所述棘轮二(410)配合的棘爪二(422)；所述空腔(510)靠近所述受力面二(530)的内壁设置有定位块二(531)，所述定位块二(531)上铰接有驱动杆二(532)，所述驱动杆二(532)的另一端与所述固定架二(420)铰接，且所述驱动杆二(532)与所述驱动杆一(720)平行设置。
2.根据权利要求1所述的波浪能发电装置，其特征在于：所述固定座一(711)远离所述驱动杆一(720)设置。
3.根据权利要求2所述的波浪能发电装置，其特征在于：所述外壳(500)呈菱形，且所述外壳(500)的下端具有配重部(540)。
4.根据权利要求3所述的波浪能发电装置，其特征在于：所述固定座二(421)上铰接有支撑杆二(423)，所述支撑杆二(423)的外端与所述棘爪二(422)铰接，且所述支撑杆二(423)能够将所述棘爪二(422)推入所述棘轮二(410)的齿槽二(411)内。
5.根据权利要求4所述的波浪能发电装置，其特征在于：所述固定座二(421)远离所述驱动杆二(532)设置。
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