CN113217259B - 一种波浪能浮力摆式发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种波浪能浮力摆式发电装置，涉及新能源技术领域，包括主体和底架，所述主体内部两侧活动连接有第一转轴，两组所述第一转轴外侧设置有相互啮合的第一主齿轮和第二主齿轮。本发明第一主齿轮和第二主齿轮外侧皆啮合有弧形外齿圈，弧形外齿圈沿着第二转轴转动，第二转轴外侧固定设置有浮力板，外界波浪带动两组浮力板同时沿着第二转轴进行上下翻转，进而第一主齿轮和第二主齿轮做相反方向的啮合转动，通过在第一主齿轮和第二主齿轮两端分别设置的传动机构对第二主齿轮的转动方向进行改变，进而可以实现两个相反方向的转动力对中心齿轮进行啮合搓动，从而使中心齿轮的输出轴在转动时转速强度较高，大大的提高了发电效率。

Description

一种波浪能浮力摆式发电装置

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，具体为一种波浪能浮力摆式发电装置。

背景技术

利用海洋所蕴藏的能量发电，海洋的能量包括海水动能（包括海流能、波浪能等）、表层海水与深层海水之间的温差所含能量、潮汐的能量等（见潮汐电站、海洋能电站），海洋能通常指蕴藏于海洋中的可再生能源，主要包括潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能、海水盐差能等，海洋能蕴藏丰富，分布广，清洁无污染，但能量密度低，地域性强，因而开发困难并有一定的局限，开发利用的方式主要是发电。

海洋中的波浪主要是风浪，而风的能量又来自太阳，所以说波浪能是一种很好的可再生能源，按波浪能的利用方式，波浪能发电可大致分为利用波浪能的垂直运动、利用波浪能的水平运动、利用波浪的水压、利用波浪水质点的运动等形式，按波浪能的装置的结构形式可分为振荡水柱式、摆式和聚波式三种装置。

现有技术中浮力摆式发电装置都是将波浪能转化成液压能或者机械能来进行发电，通过波浪带动浮力板同时进行上下摆动，摆动时带动传动机构进行发电，现有技术中安装安装海上基站和海岸边的单臂浮力摆式发电装置发电强度较低，导致发电轴的转速强度降低，一定程度的降低了发电效率，且整体安装较为费时费力，安装位置具有很大的局限性，无法更好的利用海洋广泛的区域。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种波浪能浮力摆式发电装置，以解决现有技术中单臂浮力摆式发电装置发电轴的转速强度较低以及具有很大的安装位置局限性的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种波浪能浮力摆式发电装置，包括主体和底架，所述主体内部两侧活动连接有第一转轴，两组所述第一转轴外侧设置有相互啮合的第一主齿轮和第二主齿轮，所述第一主齿轮和第二主齿轮两端皆设置有传动机构，所述传动机构包括输出轴、中心齿轮、半圆内齿圈、第二转轴、行星齿轮、第一副齿轮、第二副齿轮、单向轴承和传动链条；

所述第一主齿轮两端的一侧皆固定有半圆内齿圈，所述半圆内齿圈内侧啮合有与主体转动连接的行星齿轮，所述第一主齿轮中心的第一转轴外侧固定有与行星齿轮相啮合的第一副齿轮，所述第二主齿轮中心的第一转轴外侧固定有第二副齿轮，所述第一副齿轮和第二副齿轮之间啮合有与主体转动连接的中心齿轮。

通过采用上述技术方案，通过在主体内部两侧活动连接有两组相互啮合的第一主齿轮和第二主齿轮，且第一主齿轮和第二主齿轮外侧皆啮合有弧形外齿圈，弧形外齿圈沿着第二转轴转动，第二转轴外侧固定设置有浮力板，外界波浪带动两组浮力板同时沿着第二转轴进行上下翻转，进而第一主齿轮和第二主齿轮做相反方向的啮合转动，通过在第一主齿轮和第二主齿轮两端分别设置的传动机构对第二主齿轮的转动方向进行改变，进而可以实现两个相反方向的转动力对中心齿轮进行啮合搓动，从而使中心齿轮的输出轴在转动时转速强度较高，大大的提高了发电效率。

本发明进一步设置为，两组所述中心齿轮一端的中心位置处皆固定设置有输出轴，且两组输出轴和主体之间为活动连接，两组所述输出轴外侧皆设置有单向轴承，所述底架内部两端皆固定设置有发电机组，两组所述发电机组和两组单向轴承之间通过传动链条传动连接，所述底架底端的中心位置处设置有与外界电缆电性连接的接头。

通过采用上述技术方案，两组传动机构中的两组输出轴和两组传动链条之间皆通过单向轴承进行连接，但是两组单向轴承的转动和锁死的方向恰好相反，当其中一组传动链条进行传动扭矩力时，另一组传动链条则和与其对应的输出轴发生空转，进而可知，当两组浮力板同时上下翻转时，对应的两组传动机构可以单一的对两组发电机组中的一组发电机组进行输入动力发电。

本发明进一步设置为，所述主体两侧设置有配合壳，两组所述配合壳内部一侧活动连接有第三转轴，两组所述第三转轴外侧活动连接有套筒，两组所述套筒内侧皆固定设置有分别与第一主齿轮和第二主齿轮相啮合的弧形外齿圈，两组所述第三转轴两端且位于配合壳外侧皆固定设置有浮力板。

通过采用上述技术方案，能够使两组浮力板对波浪能进行收集，通过传动机构以及其他结构转化成机械能，方便发电使用。

本发明进一步设置为，两组所述浮力板内侧皆设置有与第三转轴相配合的配合孔，两组所述浮力板内侧两端皆固定设置有限位杆，两组所述配合壳两端皆固定设置有与限位杆相配合的限位槽。

通过采用上述技术方案，两组第三转轴和两组浮力板为固定连接，浮力板的升降能够带动第三转轴的正反转，且设置限位杆和限位槽，使两组浮力板不会翻转的角度超出限程，进一步的加强了两组浮力板的稳定性。

本发明进一步设置为，所述第二主齿轮两端且远离第一主齿轮一侧固定设置有配重块，所述底架两侧的中间位置处固定设置有连接架。

通过采用上述技术方案，由于传动机构内部的结构大多数位于第一主齿轮的两端，进而第一主齿轮位置处的重量大于第二主齿轮位置处的重量，设置有配重块为了平衡重量，使本发明整体在水面上不会在自身的情况下发生倾斜的问题，设置连接架，方便通过绳索将本发明整体与海床固定在一起。

本发明进一步设置为，所述主体两端自下而上均匀设置有多组长度不同的稳流板，且多组稳流板表面涂抹有防水涂料。

通过采用上述技术方案，多组稳流板使本发明主体漂浮在海面上更加稳定，且不会随着波浪的靠近发生翻倒的问题。

综上所述，本发明主要具有以下有益效果：

1、本发明通过在主体内部两侧活动连接有两组相互啮合的第一主齿轮和第二主齿轮，且第一主齿轮和第二主齿轮外侧皆啮合有弧形外齿圈，弧形外齿圈沿着第二转轴转动，第二转轴外侧固定设置有浮力板，外界波浪带动两组浮力板同时沿着第二转轴进行上下翻转，进而第一主齿轮和第二主齿轮做相反方向的啮合转动，通过在第一主齿轮和第二主齿轮两端分别设置的传动机构对第二主齿轮的转动方向进行改变，进而可以实现两个相反方向的转动力对中心齿轮进行啮合搓动，从而使中心齿轮的输出轴在转动时转速强度较高，大大的提高了发电效率；

2、本发明整体可以直接放置到海面上，主体的下半部分和底架皆位置海面以下，整体漂浮在海面上，只需要通过两组绳索固定在连接架上，然后绳索与海床固定，安装位置的范围大大提高，有效的避免了单臂浮力摆式需要安装在海上基站和海岸边较为麻烦的问题，且整体安装时间大大缩短，有效的利用了海洋广泛的区域。

附图说明

图1为本发明的内部结构示意图；

图2为本发明的内部结构分解图；

图3为本发明的内部结构示意图；

图4为本发明的剖视图；

图5为本发明整体的结构示意图；

图6为本发明浮力板的结构示意图；

图7为本发明的俯视图。

图中：1、主体；2、第一转轴；3、第一主齿轮；4、第二主齿轮；5、传动机构；501、输出轴；502、中心齿轮；503、半圆内齿圈；504、第二转轴；505、行星齿轮；506、第一副齿轮；507、第二副齿轮；508、单向轴承；509、传动链条；6、第三转轴；7、套筒；8、弧形外齿圈；9、浮力板；10、底架；11、发电机组；12、接头；13、配重块；14、限位杆；15、限位槽；16、配合壳；17、稳流板；18、连接架；19、配合孔。

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。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面根据本发明的整体结构，对其实施例进行说明。

一种波浪能浮力摆式发电装置，如图1、图2和图3所示，主体1和底架10，主体1内部两侧活动连接有第一转轴2，两组第一转轴2外侧设置有相互啮合的第一主齿轮3和第二主齿轮4，第一主齿轮3和第二主齿轮4相互啮合且转动方向相反，第一主齿轮3和第二主齿轮4两端皆设置有传动机构5，传动机构5包括输出轴501、中心齿轮502、半圆内齿圈503、第二转轴504、行星齿轮505、第一副齿轮506、第二副齿轮507、单向轴承508和传动链条509；

第一主齿轮3两端的一侧皆固定有半圆内齿圈503，半圆内齿圈503内侧啮合有与主体1转动连接的行星齿轮505，半圆内齿圈503能够带动行星齿轮505的转动方向与第一主齿轮3的转动方向保持一致，第一主齿轮3中心的第一转轴2外侧固定有与行星齿轮505相啮合的第一副齿轮506，第一副齿轮506能够使行星齿轮505的转动方向改变，第二主齿轮4中心的第一转轴2外侧固定有第二副齿轮507，第一副齿轮506和第二副齿轮507之间啮合有与主体1转动连接的中心齿轮502，第一副齿轮506和第二副齿轮507同时为正转，且可以带动中心齿轮502进行反转，两组齿轮同时带动中心齿轮502进行转动，使中心齿轮502转动强度较大，两组中心齿轮502一端的中心位置处皆固定设置有输出轴501，且两组输出轴501和主体1之间为活动连接，主体1对两组输出轴501起到支撑作用，两组输出轴501外侧皆设置有单向轴承508，底架10内部两端皆固定设置有发电机组11，两组发电机组11和两组单向轴承508之间通过传动链条509传动连接，两组输出轴501和两组传动链条509之间皆通过单向轴承508进行连接，但是两组单向轴承508的转动和锁死的方向恰好相反，当其中一组传动链条509进行传动扭矩力时，另一组传动链条509则和与其对应的输出轴501发生空转，进而可知，当两组浮力板9同时上下翻转时，对应的两组传动机构5可以单一的对两组发电机组11中的一组发电机组11进行输入动力发电，底架10底端的中心位置处设置有与外界电缆电性连接的接头12，两组发电机组11产生的电力通过接头12以及外界电缆将电力传输至陆地上的蓄电站，从而完成发电的过程，主体1两侧设置有配合壳16，配合壳16和主体1的配合下，有效的避免了海水进入到本发明的内部，两组配合壳16内部一侧活动连接有第三转轴6，两组第三转轴6外侧活动连接有套筒7，两组套筒7内侧皆固定设置有分别与第一主齿轮3和第二主齿轮4相啮合的弧形外齿圈8，两组第三转轴6两端且位于配合壳16外侧皆固定设置有浮力板9，浮力板9能够随着波浪沿着第三转轴6上升和下降。

请参阅图5和图6，两组浮力板9内侧皆设置有与第三转轴6相配合的配合孔19，两组浮力板9内侧两端皆固定设置有限位杆14，两组配合壳16两端皆固定设置有与限位杆14相配合的限位槽15。本发明通过设置以上结构，两组第三转轴6和两组浮力板9为固定连接，浮力板9的升降能够带动第三转轴6的正反转，且设置限位杆14和限位槽15，使两组浮力板9不会翻转的角度超出限程，进一步的加强了两组浮力板9的稳定性。

请参阅图1、图2和图3，第二主齿轮4两端且远离第一主齿轮3一侧固定设置有配重块13，底架10两侧的中间位置处固定设置有连接架18。本发明通过设置以上结构，使本发明整体漂浮在海面上使自身保持稳定。

请参阅图5和图7，主体1两端自下而上均匀设置有多组长度不同的稳流板17，且多组稳流板17表面涂抹有防水涂料。本发明通过设置以上结构，能够进一步的提高本发明整体在海面上的稳定性。

本发明的工作原理为：使用时，本发明整体可以直接放置到海面上，主体1的下半部分和底架10皆位置海面以下，整体漂浮在海面上，只需要通过两组绳索固定在连接架18上，然后绳索与海床固定，安装位置的范围大大提高，有效的避免了单臂浮力摆式需要安装在海上基站和海岸边较为麻烦的问题，且整体安装时间大大缩短，有效的利用了海洋广泛的区域；

进一步的说，本发明的两组浮力板9的侧面与波浪方向正对，使海面上发生波浪时，波浪能够更好的带动两组浮力板9同时进行升降翻转；

当波浪带动两组浮力板9沿着第三转轴6向上翻转时，两组浮力板9带动两组弧形外齿圈8在配合壳16内部沿着第三转轴6分别进行正转和反转，由此可知，分别与两组弧形外齿圈8相啮合的第一主齿轮3和第二主齿轮4做相反方向的啮合转动，也就是说此时第一主齿轮3反转，第二主齿轮4正转，进一步的当第一主齿轮3反转时，带动其两端的半圆内齿圈503进行反转，反转的半圆内齿圈503带动行星齿轮505同时进行反转，反转的行星齿轮505带动第一副齿轮506进行正转，由于第二主齿轮4带动起两端的第二副齿轮507进行正转，由此可知，第一副齿轮506和第二副齿轮507同时为正转，且可以带动中心齿轮502进行反转，两组齿轮同时带动中心齿轮502进行转动，使中心齿轮502转动强度较大；

传动链条509和输出轴501之间的单向轴承508为锁死状态，通过传动链条509带动底架10内部一端的发电机组11进行发电，转速以及其转速强度较大，使发电机组发电效率大大提高；

当波浪带动两组浮力板9沿着第三转轴6向下翻转时，根据上述传动过程可知，第一主齿轮3和第二主齿轮4以及传动机构5整体进行相反的运行过程，可以对底架10内部另一端的发电机组11进行发电；

进一步的说，两组传动机构5中的两组输出轴501和两组传动链条509之间皆通过单向轴承508进行连接，但是两组单向轴承508的转动和锁死的方向恰好相反，当其中一组传动链条509进行传动扭矩力时，另一组传动链条509则和与其对应的输出轴501发生空转，进而可知，当两组浮力板9同时上下翻转时，对应的两组传动机构5可以单一的对两组发电机组11中的一组发电机组11进行输入动力发电；

以上可知，两组浮力板9能够随着波浪靠近使其上升以及随着波浪远离使其下降，不论两组浮力板9是同时上升还是同时下降，皆可以不间断且交错性的对两组发电机组11其中的一组发电机组11进行输入动力发电，整体发电效率较高，且发电时输入的扭矩力强度较高，有利于发电效率的提升；

两组发电机组11产生的电力通过接头12以及外界电缆将电力传输至陆地上的蓄电站，从而完成发电的过程。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，但本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对发明的限制，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合，本领域技术人员在阅读完本说明书后可在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下，可以根据需要对实施例做出没有创造性贡献的修改、替换和变型等，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (6)

1.一种波浪能浮力摆式发电装置，包括主体（1）和底架（10），其特征在于：所述主体（1）内部两侧活动连接有第一转轴（2），两组所述第一转轴（2）外侧设置有相互啮合的第一主齿轮（3）和第二主齿轮（4），所述第一主齿轮（3）和第二主齿轮（4）两端皆设置有传动机构（5），所述传动机构（5）包括输出轴（501）、中心齿轮（502）、半圆内齿圈（503）、第二转轴（504）、行星齿轮（505）、第一副齿轮（506）、第二副齿轮（507）、单向轴承（508）和传动链条（509）；

所述第一主齿轮（3）两端的一侧皆固定有半圆内齿圈（503），所述半圆内齿圈（503）内侧啮合有与主体（1）转动连接的行星齿轮（505），所述第一主齿轮（3）中心的第一转轴（2）外侧固定有与行星齿轮（505）相啮合的第一副齿轮（506），所述第二主齿轮（4）中心的第一转轴（2）外侧固定有第二副齿轮（507），所述第一副齿轮（506）和第二副齿轮（507）之间啮合有与主体（1）转动连接的中心齿轮（502）。

2.根据权利要求1所述的一种波浪能浮力摆式发电装置，其特征在于：两组所述中心齿轮（502）一端的中心位置处皆固定设置有输出轴（501），且两组输出轴（501）和主体（1）之间为活动连接，两组所述输出轴（501）外侧皆设置有单向轴承（508），所述底架（10）内部两端皆固定设置有发电机组（11），两组所述发电机组（11）和两组单向轴承（508）之间通过传动链条（509）传动连接，所述底架（10）底端的中心位置处设置有与外界电缆电性连接的接头（12）。

3.根据权利要求1所述的一种波浪能浮力摆式发电装置，其特征在于：所述主体（1）两侧设置有配合壳（16），两组所述配合壳（16）内部一侧活动连接有第三转轴（6），两组所述第三转轴（6）外侧活动连接有套筒（7），两组所述套筒（7）内侧皆固定设置有分别与第一主齿轮（3）和第二主齿轮（4）相啮合的弧形外齿圈（8），两组所述第三转轴（6）两端且位于配合壳（16）外侧皆固定设置有浮力板（9）。

4.根据权利要求3所述的一种波浪能浮力摆式发电装置，其特征在于：两组所述浮力板（9）内侧皆设置有与第三转轴（6）相配合的配合孔（19），两组所述浮力板（9）内侧两端皆固定设置有限位杆（14），两组所述配合壳（16）两端皆固定设置有与限位杆（14）相配合的限位槽（15）。

5.根据权利要求1所述的一种波浪能浮力摆式发电装置，其特征在于：所述第二主齿轮（4）两端且远离第一主齿轮（3）一侧固定设置有配重块（13），所述底架（10）两侧的中间位置处固定设置有连接架（18）。

6.根据权利要求1所述的一种波浪能浮力摆式发电装置，其特征在于：所述主体（1）两端自下而上均匀设置有多组长度不同的稳流板（17），且多组稳流板（17）表面涂抹有防水涂料。

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