CN114837876B - 一种基于转摆结构摩擦纳米发电机的海浪收集装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于转摆结构摩擦纳米发电机的海浪收集装置，包括固定轴、发电机、连接板、第一锥齿轮、第二锥齿轮和单向棘齿机构，所述发电机的两侧顶部均固定连接有所述连接板，所述固定轴贯穿两个所述连接板的侧壁，且所述连接板与所述固定轴转动连接，所述发电机的输入轴上通过单向棘齿机构驱动连接有所述第一锥齿轮，所述第二锥齿轮固定连接在所述固定轴上。通过设置发电机、配合单向棘齿机构、第一锥齿轮和第二锥齿轮，能够实现发电，能够减少对发电机安装基础的建造，本发明中的发电机构为摆动形式，且结构紧凑集中，能够抵抗较为恶劣的天气，发电机能够直接的接触海水，从而极大的提高了散热效果，避免了出现温度过高的情况。
Description
技术领域
本发明涉及海浪发电技术领域。具体地说是一种基于转摆结构摩擦纳米发电机的海浪收集装置。
背景技术
随着人们环保意识的增加，寻找清洁的可再生能源已经成为人们的共同目标，近年来，人们不断的开发海洋能源，利用海浪进行发电。传统的海浪发电需要利用较多的机械结构将海浪的摆动转化为旋转，从而驱动发电机转动，结构较为复杂，且发电机主要一定的安装空间，需要对发电机进行固定安装，增加了建造施工量和成本，同时电机的散热效果难以保证，并且应对极端天气时具有一定的不足。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种安装方便，发电机散热效果好且能够应对恶劣天气的一种基于转摆结构摩擦纳米发电机的海浪收集装置。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于转摆结构摩擦纳米发电机的海浪收集装置，包括固定轴、发电机、连接板、第一锥齿轮、第二锥齿轮和单向棘齿机构，所述发电机的两侧顶部均固定连接有所述连接板，所述固定轴贯穿两个所述连接板的侧壁，且所述连接板与所述固定轴转动连接，所述发电机的输入轴上通过单向棘齿机构驱动连接有所述第一锥齿轮，所述第二锥齿轮固定连接在所述固定轴上，所述第一锥齿轮和所述第二锥齿轮啮合；所述发电机的表面上同轴套有清理机构，所述清理机构的顶部驱动连接有轴向驱动机构，所述轴向驱动机构固定连接在所述固定轴上，所述发电机的底部固定连接有可调面积挡水机构，所述可调面积挡水机构的动力输入端与所述清理机构的底端固定连接，所述固定轴的两端通过支撑架固定连接自动转向机构，所述自动转向机构位于所述发电机的底部。
上述一种基于转摆结构摩擦纳米发电机的海浪收集装置，所述清理机构包括清理筒、滑块和刷毛，所述清理筒同轴套在所述发电机上，所述清理筒的内壁上延期轴向设置有两圈以上的刷毛，所述刷毛的端部搭接在所述发电机的表面上，所述清理筒的内壁上固定连接有所述滑块，所述发电机的表面上沿其轴向开设有滑槽，所述滑块滑动配合在所述滑槽内，所述清理筒的筒壁上开设有排污槽；所述清理筒的内壁顶部沿其径向固定连接有喷嘴，所述清理筒的底端上固定连接有挤压缸，所述挤压缸的另一端与所述发电机的侧壁固定连接，所述挤压缸的进水端与插入水中，所述挤压缸的出水端与所述喷嘴流体导通。
上述一种基于转摆结构摩擦纳米发电机的海浪收集装置，所述轴向驱动机构包括弧形板、第一驱动杆和第一驱动销，所述弧形板同轴固定连接在所述固定轴上，所述弧形板的侧壁上开设有弧形驱动槽，所述弧形驱动槽中间至两端与所述固定轴圆心的距离逐渐增加，所述第一驱动杆的一端与所述清理筒的顶端固定连接，所述第一驱动销垂直固定连接在所述述第一驱动杆另一端的侧壁上，所述第一驱动销插入所述弧形驱动槽内，且所述第一驱动销的直径与所述弧形驱动槽的宽度相匹配。
上述一种基于转摆结构摩擦纳米发电机的海浪收集装置，所述挤压缸包括缸筒、第一活塞和活塞杆，所述第一活塞密封配合在所述缸筒内，所述活塞杆的一端与所述第一活塞的端部固定连接，所述活塞杆的另一端穿出所述缸筒，所述缸筒的底端与所述发电机的侧壁固定连接，所述活塞杆的顶端与所述清理筒的底端固定连接，所述缸筒的底端分别流体导通有排液管和抽液管，所述抽液管插入所述水中，所述排液管的另一端与所述喷嘴流体导通，所述排液管和所述抽液管上均安装有单向阀。
上述一种基于转摆结构摩擦纳米发电机的海浪收集装置，所述可调面积挡水机构包括固定板和活动板，所述固定板固定连接在所述发电机的底部上，所述活动板的顶端与所述固定板的底部铰接，所述固定板的两侧均设置有连接杆，所述连接杆的顶端与所述清理筒的底端固定连接，两个所连接杆之间固定连接有第一压杆，所述第一压杆靠近所述固定板的一侧上固定连接有驱动条，所述固定板的侧壁上沿所述发电机的轴向开设有导向槽，所述导向槽内滑动配合有卡块，所述卡块的侧壁上沿其长度方向开设有凹槽，所述驱动条滑动配合在所述凹槽内；所述驱动条与所述凹槽之间的摩擦力大于所述导向槽与所述卡块之间的摩擦力，所述活动板的侧壁上固定连接有限位块，所述卡块的位置与所述限位块的位置相互对应。
上述一种基于转摆结构摩擦纳米发电机的海浪收集装置，所述活动板的侧壁两侧滑动配合有侧板，所述侧板的一侧边与所述活动板的一侧边对齐，所述侧板靠近所述活动板的一侧壁面上开设有横导向槽，所述横导向槽内滑动配合有横导向块，所述横导向块与所述活动板固定连接；所述活动板的侧壁中间滑动配合有联动板，所述联动板的底端固定连接有底板，所述底板靠近所述活动板的侧壁上开设有竖导向槽，所述竖导向槽内滑动配合有竖导向块，所述竖导向块与所述活动板的侧壁固定连接，所述底板的底边与所述活动板的底边对齐；所述联动板的侧壁两侧对称开设有两个倾斜驱动槽，所述倾斜驱动槽内滑动配合有第二驱动销，所述第二驱动销的端部固定连接有第二驱动杆，所述第二驱动杆的另一端与所述侧板的侧壁固定连接，所述联动板的顶部固定连接有第二压杆，所述第二压杆的顶部通过软绳与所述连接杆的底端固定连接。
上述一种基于转摆结构摩擦纳米发电机的海浪收集装置，所述自动转向机构包括底座、支撑柱和支撑轴，所述支撑轴同轴固定连接在所述支撑柱的顶端上，所述底座的底部中心开设有支撑孔，所述支撑轴同轴转动配合在所述支撑孔内；所述底座内与所述支撑轴同轴开设有环形空腔，所述环形空腔与所述支撑孔贯通，所述环形空腔内设置有转盘，所述转盘与所述支撑轴同轴固定连接，所述转盘上沿其周向等间距布置有销孔；所述底座内开设有活塞腔，所述活塞腔内密封配合有第二活塞，所述第二活塞的底端固定连接有顶销，所述顶销的底端穿入所述环形空腔内并插入所述销孔内；所述顶销与所述底座之间设置有密封圈，所述活塞腔的顶端连通有进液管和出液管，所述进液管的另一端插入水中，所述出液管的另一端穿出所述底座的底部并位于所述支撑柱的台阶面上方，所述进液管和所述出液管上均安装有单向阀，所述活塞腔的底端连通有进气管，所述进气管上也安装有单向阀，所述活塞腔上安装有排气组件，所述排气组件上流体导通有出气管，所述出气管的另一端穿出所述底座的底部并位于所述支撑柱的台阶面上方；所述底座的顶部两侧均固定连接有所述支撑架，所述固定轴的两端与分别与两个所述支撑架的侧壁固定连接；所述支撑柱的顶端中心至其边沿处的高度逐渐降低形成外凸状，所述底座的底部中心厚度至其边沿处厚度之间增加形成内凹状。
上述一种基于转摆结构摩擦纳米发电机的海浪收集装置，所述排气组件包括活动塞和排气孔道，所述活塞腔的底壁面上开设有密封槽，所述出气管的进气端与所述密封槽的侧壁中部流体导通，所述活动塞密封插入所述密封槽内，所述活动塞内开设有所述排气孔道，所述排气孔道的一端与所述活塞腔流体导通，所述排气孔道的另一端穿出所述活动塞的侧壁并与密封槽贴合，所述活动塞的顶部固定连接有拉绳，所述拉绳的另一端与所述第二活塞的底壁固定连接。
上述一种基于转摆结构摩擦纳米发电机的海浪收集装置，所述进气管的进气端流体导通有气囊，所述连接板的顶端侧壁上和所述支撑架的顶部侧壁上均固定连接有挤压板，所述气囊位于两个所述挤压板之间。
上述一种基于转摆结构摩擦纳米发电机的海浪收集装置，所述单向棘齿机构包括外套环、内环、齿环和棘齿，所述内环同轴固定连接在所述发电机的动力输入轴上，所述外套环同轴套在所述内环上，所述内环的两端均安装有轴承，所述外套环的两端套在所述轴承上，所述齿环同轴安装在所述外套环的内部中间，所述棘齿活动安装在所述内环的侧壁上，且所述棘齿的端部卡入所述齿环内，所述棘齿的一侧上安装有弹片，所述弹片的另一端与所述内环的侧壁面固定连接，所述外套环与所述第一锥齿轮同轴固定连接。
本发明的技术方案取得了如下有益的技术效果：
1、通过设置发电机、配合单向棘齿机构、第一锥齿轮和第二锥齿轮，能够在海浪冲击发电机时，将发电机摆动时的动能转换为电机的转动，发电机反向摆动时，发电机不工作，从而实现发电，这样设置，首先能够减少对发电机安装基础的建造，大大降低了建造成本、难度和体积，从而便于推广利用，其次由于本发明中的发电机构为摆动形式，且结构紧凑集中，能够抵抗较为恶劣的天气，而传统的海浪发电机构器由于自身结构的限制，如桨叶、将摆动转化为转动的摆动杆和浮板等，不可避免的需要较大的体积，相应的整体强度会有所降低，导致应对恶劣天气时具有一定的不足，最后，由于发电机作为摆动体，能够直接的接触海水，从而极大的提高了散热效果，避免了出现温度过高的情况。
2、通过设置清理机构，能够在发电机摆动时，自动的对发电机摆动时，自动的对发电机的表面进行清理，能够保证发电机的表面干净的表面进行清理，能够保证发电机表面干净，减少发电机的腐蚀，其次能够保证散热效果；通过设置挤压缸，能够在清理筒上下运动时，不断的拉伸和压缩挤压缸，从而将海水通过喷嘴喷淋至发电机的顶部上，进一步提高散热的效果，并且能够从上至下的冲洗发电机的表面，进一步提高清洁效果。
3、通过设置可调面积挡水机构，能够在发电机摆动的同时，自动扩张面积，由于发电机绕圆心摆动时，其底端的与水的距离会逐渐的增大，可调面积挡水机构自动扩张后，增加了与水的接触面积，从而提高对海浪势能的利用；通过设置卡块，在发电机摆动后，卡块在清理筒的压动下，将固定板和活动板变为刚性连接，当发电机复位时，卡块回收，固定板和活动板变为铰接，从而减少了发电机复位时的阻力。
4、通过设置自动转向机构，能够自动使用海浪的反向，从而提高对海浪的利用效果，通过设置转盘和顶销，实现在发电机摆动一定次数后，使底座处于自由可旋转状态，其余时间为锁定状态，从而减少紊流海水对方向的影响，既提高底座的稳定性，避免底座过于灵活的转动；通过设置活塞腔，不仅能够驱动顶销分离，且气体能够进入底座和支撑柱之间倒扣碗状空间内，形成一定的气室，从而减少海水对转动配合处的侵蚀。
附图说明
图1本发明的立体结构示意图；
图2本发明的后视立体结构示意图；
图3本发明的侧视结构示意图；
图4本发明中清理筒的立体结构示意图；
图5本发明中轴向驱动机构的立体结构示意图；
图6本发明中挤压缸的剖面结构示意图；
图7本发明图2的A处放大结构示意图；
图8本发明中可调面积挡水机构的结构示意图；
图9本发明中自动转向机构的剖面结构示意图；
图10本发明中图9的B处放大结构示意图；
图11本发明中单向棘齿机构的剖面结构示意图。
图中附图标记表示为：1-底座；2-支撑架；3-固定轴；4-发电机；5-单向棘齿机构；501-外套环；502-齿环；503-棘齿；504-弹片；505-内环；6-第一锥齿轮；7-第二锥齿轮；8-连接板；9-弧形板；10-第一驱动杆；11-清理筒；12-连接杆；13-调向标；14-支撑柱；15-气囊；16-挤压板；17-挤压缸；171-缸筒；172-第一活塞；173-活塞杆；174-排液管；175-抽液管；18-弧形驱动槽；19-第一驱动销；20-固定板；21-活动板；22-第一压杆；23-限位块；24-导向槽；25-卡块；26-驱动条；27-第二压杆；28-侧板；29-底板；30-联动板；31-倾斜驱动槽；32-第二驱动杆；33-第二驱动销；34-竖导向槽；35-横导向槽；36-支撑孔；37-支撑轴；38-活塞腔；39-第二活塞；40-顶销；41-转盘；42-销孔；43-进气管；44-出液管；45-进液管；46-出气管；47-排气组件；471-活动塞；472-排气孔道；473-拉绳；474-密封槽；48-刷毛；49-滑块；50-排污槽；51-喷嘴。
具体实施方式
本实施例中的一种基于转摆结构摩擦纳米发电机的海浪收集装置，请参阅图1-3，包括固定轴3、发电机4、连接板8、第一锥齿轮6、第二锥齿轮7和单向棘齿机构5，所述发电机4的两侧顶部均固定连接有所述连接板8，所述固定轴3贯穿两个所述连接板8的侧壁，且所述连接板8与所述固定轴3转动连接，所述发电机4的输入轴上通过单向棘齿机构5驱动连接有所述第一锥齿轮6，所述第二锥齿轮7固定连接在所述固定轴3上，所述第一锥齿轮6和所述第二锥齿轮7啮合；所述发电机4的表面上同轴套有清理机构，所述清理机构的顶部驱动连接有轴向驱动机构，所述轴向驱动机构固定连接在所述固定轴3上，所述发电机4的底部固定连接有可调面积挡水机构，所述可调面积挡水机构的动力输入端与所述清理机构的底端固定连接，所述固定轴3的两端通过支撑架2固定连接自动转向机构，所述自动转向机构位于所述发电机4的底部，通过设置发电机4、配合单向棘齿机构5、第一锥齿轮6和第二锥齿轮7，能够在海浪冲击发电机4时，将发电机4摆动时的动能转换为电机的转动，发电机4反向摆动时，发电机不工作，从而实现发电，这样设置，首先能够减少对发电机安装基础的建造，大大降低了建造成本、难度和体积，从而便于推广利用，其次由于本发明中的发电机构为摆动形式，且结构紧凑集中，能够抵抗较为恶劣的天气，而传统的海浪发电机构器由于自身结构的限制，如桨叶、将摆动转化为转动的摆动杆和浮板等，不可避免的需要较大的体积，相应的整体强度会有所降低，导致应对恶劣天气时具有一定的不足，最后，由于发电机4作为摆动体，能够直接的接触海水，从而极大的提高了散热效果，避免了出现温度过高的情况。
如图2、图4所示，所述清理机构包括清理筒11、滑块49和刷毛48，所述清理筒11同轴套在所述发电机4上，所述清理筒11的内壁上延期轴向设置有两圈以上的刷毛48，所述刷毛48的端部搭接在所述发电机4的表面上，所述清理筒11的内壁上固定连接有所述滑块49，所述发电机4的表面上沿其轴向开设有滑槽，所述滑块49滑动配合在所述滑槽内，所述清理筒11的筒壁上开设有排污槽50；所述清理筒11的内壁顶部沿其径向固定连接有喷嘴51，所述清理筒11的底端上固定连接有挤压缸17，所述挤压缸17的另一端与所述发电机4的侧壁固定连接，所述挤压缸17的进水端与插入水中并安装有过滤器，所述挤压缸17的出水端与所述喷嘴51流体导通，通过设置清理机构，能够在发电机4摆动时，自动的对发电机4摆动时，自动的对发电机的表面进行清理，能够保证发电机4的表面干净的表面进行清理，能够保证发电机4表面干净，减少发电机4的腐蚀，其次能够保证散热效果；通过设置挤压缸17，能够在清理筒11上下运动时，不断的拉伸和压缩挤压缸17，从而将海水通过喷嘴51喷淋至发电机4的顶部上，进一步提高散热的效果，并且能够从上至下的冲洗发电机4的表面，进一步提高清洁效果。
如图5所示，所述轴向驱动机构包括弧形板9、第一驱动杆10和第一驱动销19，所述弧形板9同轴固定连接在所述固定轴3上，所述弧形板9的侧壁上开设有弧形驱动槽18，所述弧形驱动槽18中间至两端与所述固定轴3圆心的距离逐渐增加，所述第一驱动杆10的一端与所述清理筒11的顶端固定连接，所述第一驱动销19垂直固定连接在所述述第一驱动杆10另一端的侧壁上，所述第一驱动销19插入所述弧形驱动槽18内，且所述第一驱动销19的直径与所述弧形驱动槽18的宽度相匹配。
如图6所示，所述挤压缸17包括缸筒171、第一活塞172和活塞杆173，所述第一活塞172密封配合在所述缸筒171内，所述活塞杆173的一端与所述第一活塞172的端部固定连接，所述活塞杆173的另一端穿出所述缸筒171，所述缸筒171的底端与所述发电机4的侧壁固定连接，所述活塞杆173的顶端与所述清理筒11的底端固定连接，所述缸筒171的底端分别流体导通有排液管174和抽液管175，所述抽液管175插入所述水中并安装有过滤器，所述排液管174的另一端与所述喷嘴51流体导通，所述排液管174上安装有单向出液阀，所述抽液管175上安装有单向进液阀。
如图2、图7所示，所述可调面积挡水机构包括固定板20和活动板21，所述固定板20固定连接在所述发电机4的底部上，所述活动板21的顶端与所述固定板20的底部铰接，所述固定板20的两侧均设置有连接杆12，所述连接杆12的顶端与所述清理筒11的底端固定连接，两个所连接杆12之间固定连接有第一压杆22，所述第一压杆22靠近所述固定板20的一侧上固定连接有驱动条26，所述固定板20的侧壁上沿所述发电机4的轴向开设有导向槽24，所述导向槽24内滑动配合有卡块25，所述卡块25的侧壁上沿其长度方向开设有凹槽，所述驱动条26滑动配合在所述凹槽内；所述驱动条26与所述凹槽之间的摩擦力大于所述导向槽24与所述卡块25之间的摩擦力，所述活动板21的侧壁上固定连接有限位块23，所述卡块25的位置与所述限位块23的位置在轴向上相互对应，通过设置可调面积挡水机构，能够在发电机4摆动的同时，自动扩张面积，由于发电机4绕圆心摆动时，其底端的与水的距离会逐渐的增大，可调面积挡水机构自动扩张后，增加了与水的接触面积，从而提高对海浪势能的利用；通过设置卡块25，在发电机4摆动后，卡块25在清理筒11的压动下，将固定板20和活动板21变为刚性连接，当发电机4复位时，卡块25回收，固定板20和活动板21变为铰接，从而减少了发电机4复位时的阻力。
如图8所示，所述活动板21的侧壁两侧滑动配合有侧板28，所述侧板28的一侧边与所述活动板21的一侧边对齐，所述侧板28靠近所述活动板21的一侧壁面上开设有横导向槽35，所述横导向槽35内滑动配合有横导向块，所述横导向块与所述活动板21固定连接；所述活动板21的侧壁中间滑动配合有联动板30，所述联动板30的底端固定连接有底板29，所述底板29靠近所述活动板21的侧壁上开设有竖导向槽34，所述竖导向槽34内滑动配合有竖导向块，所述竖导向块与所述活动板21的侧壁固定连接，所述底板29的底边与所述活动板21的底边对齐；所述联动板30的侧壁两侧对称开设有两个倾斜驱动槽31，所述倾斜驱动槽31内滑动配合有第二驱动销33，所述第二驱动销33的端部固定连接有第二驱动杆32，所述第二驱动杆32的另一端与所述侧板28的侧壁固定连接，所述联动板30的顶部固定连接有第二压杆27，所述第二压杆27的顶部通过软绳与所述连接杆12的底端固定连接，软绳的材质为不锈钢绳。
如图9所示，所述自动转向机构包括底座1、支撑柱14和支撑轴37，所述支撑轴37同轴固定连接在所述支撑柱14的顶端上，所述底座1的底部中心开设有支撑孔36，所述支撑轴37同轴转动配合在所述支撑孔36内；所述底座1内与所述支撑轴37同轴开设有环形空腔，所述环形空腔与所述支撑孔36贯通，所述环形空腔内设置有转盘41，所述转盘41与所述支撑轴37同轴固定连接，所述转盘41上沿其周向等间距布置有销孔42；所述底座1内开设有活塞腔38，所述活塞腔38内密封配合有第二活塞39，所述第二活塞39的底端固定连接有顶销40，所述顶销40的底端穿入所述环形空腔内并插入所述销孔42内；所述顶销40与所述底座1之间设置有密封圈，所述活塞腔38的顶端连通有进液管45和出液管44，所述进液管45的另一端插入水中并安装有过滤器，所述出液管44的另一端穿出所述底座1的底部并位于所述支撑柱14的台阶面上方，所述进液管45上安装有单向进液阀，所述出液管44上安装有单向出液阀，所述活塞腔38的底端连通有进气管43，所述进气管43上安装有单向进气阀，所述进气管43的进气端流体导通有气囊15，所述连接板8的顶端侧壁上和所述支撑架2的顶部侧壁上均固定连接有挤压板16，所述气囊15位于两个所述挤压板16之间，所述气囊15的进气端与大气连通并安装有单向进气阀，所述活塞腔38上安装有排气组件47，所述排气组件47上流体导通有出气管46，所述出气管46的另一端穿出所述底座1的底部并位于所述支撑柱14的台阶面上方；所述底座1的顶部两侧均固定连接有所述支撑架2，所述固定轴3的两端与分别与两个所述支撑架2的侧壁固定连接；所述支撑柱14的顶端中心至其边沿处的高度逐渐降低形成外凸状，所述底座1的底部中心厚度至其边沿处厚度之间增加形成内凹状，通过设置自动转向机构，能够自动使用海浪的反向，从而提高对海浪的利用效果，通过设置转盘41和顶销40，实现在发电机4摆动一定次数后，使底座1处于自由可旋转状态，其余时间为锁定状态，从而减少紊流海水对方向的影响，既提高底座1的稳定性，避免底座1过于灵活的转动；通过设置活塞腔38，不仅能够驱动顶销40分离，且气体能够进入底座1和支撑柱14之间倒扣碗状空间内，形成一定的气室，从而减少海水对转动配合处的侵蚀。
如图10所示，所述排气组件47包括活动塞471和排气孔道472，所述活塞腔38的底壁面上开设有密封槽474，所述出气管46的进气端与所述密封槽474的侧壁中部流体导通，所述活动塞471密封插入所述密封槽474内，所述活动塞471内开设有所述排气孔道472，所述排气孔道472的一端与所述活塞腔38流体导通，所述排气孔道472的另一端穿出所述活动塞471的侧壁并与密封槽474贴合，所述活动塞471的顶部固定连接有拉绳473，所述拉绳473的另一端与所述第二活塞39的底壁固定连接。
如图11所示，所述单向棘齿机构5包括外套环501、内环505、齿环502和棘齿503，所述内环505同轴固定连接在所述发电机4的动力输入轴上，所述外套环501同轴套在所述内环505上，所述内环505的两端均安装有轴承，所述外套环501的两端套在所述轴承上，所述齿环502同轴安装在所述外套环501的内部中间，所述棘齿503活动安装在所述内环505的侧壁上，且所述棘齿503的端部卡入所述齿环502内，所述棘齿503的一侧上安装有弹片504，所述弹片504的另一端与所述内环505的侧壁面固定连接，所述外套环501与所述第一锥齿轮6同轴固定连接。
工作原理：如图1所示，当海浪冲击发电机4后，发电机4向后摆动，此时，棘齿503卡入齿环502内，发电机4在摆动的同时，第一锥齿轮6和第二锥齿轮7相互啮合，第一锥齿轮6转动，带动发电机4主轴转动，从而实现发电；
在发电机4摆动的同时，会同步的带动其表面的清理筒11、第一驱动杆10和第一驱动销19摆动，如图5所示，由于第一驱动销19配合在弧形驱动槽18内，会沿着弧形驱动槽18的形状运动，使第一驱动销19与轴心的距离逐渐增加，实现向下推动第一驱动杆10和清理筒11的目的，清理筒11内的刷毛48不断的清理发电机4的表面，由于清理筒11的表面开设有排污槽50，海水能够通过排污槽50进入发电机4与清理筒11之间的缝隙内，实现冲刷，提高清洁程度和散热效果，且清理后的污水也能够快速的流出，并同步的压缩挤压缸17，当发电机4复位时拉伸挤压缸17，从而抽取海水，当下一次摆动时压缩挤压缸17，使海水通过喷嘴51喷淋至发电机4的侧壁顶部上，提高清理和散热效果；
如图7所示，清理筒11下压时，同步的带动连接杆12和第一压杆22下压，使驱动条26带动卡块25在导向槽24内向下滑动，直至抵顶到限位块23，使固定板20和活动板21在海浪冲击方向上为刚性连接，当卡块25抵顶到限位块23后，由于整个清理筒11还在下压，驱动条26在卡块25上滑动；如图8所示，同时下压第二压杆27、联动板30和底板29，底板29下移并凸出活动板21，增加面积，在联动板30下移的过程中，利用其表面的倾斜驱动槽31驱动第二驱动销33和第二驱动杆32向外扩张，从而使侧板28向外运动，增加与海浪的接触面积；
如图3所示，当发电机4摆动时，连接板8的顶端向另一侧摆动，拉伸气囊15，使其内部进入空气，气囊15的进气口与大气连通并安装有单向进气阀，当发电机4复位时，利用其自身的势能挤压气囊15，提高能量的利用率，使空气进入到活塞腔38内，气囊15的容积小于活塞腔38的容积，如图10所示，并顶动第二活塞39上移，拉动顶销40逐渐的脱出销孔42，当第二活塞39和顶销40运动至极限位置后，销孔42脱出销孔42，此时底座1可以自由转动，从而随海浪方向自动调整方向，同时拉绳473绷紧并拉动活动塞471，使排气孔道472与出气管46连通，进液管45上单向进液阀打开，在上部海水的压力和顶销40重量的作用下，第二活塞39和顶销40下移，将活塞腔38内气体压入底座1和支撑柱14之间的空间内，形成气室，第二活塞39复位后下压活动塞471，重新密封，同时海水进入到第二活塞39上的空间内，当第二活塞39上移时，将海水通过出液管44压出至底座1和支撑柱14之间的空间内，从而进行冲洗。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本专利申请权利要求的保护范围之中。
Claims (9)
1.一种基于转摆结构摩擦纳米发电机的海浪收集装置，其特征在于，包括固定轴(3)、发电机(4)、连接板(8)、第一锥齿轮(6)、第二锥齿轮(7)和单向棘齿机构(5)，所述发电机(4)的两侧顶部均固定连接有所述连接板(8)，所述固定轴(3)贯穿两个所述连接板(8)的侧壁，且所述连接板(8)与所述固定轴(3)转动连接，所述发电机(4)的输入轴上通过单向棘齿机构(5)驱动连接有所述第一锥齿轮(6)，所述第二锥齿轮(7)固定连接在所述固定轴(3)上，所述第一锥齿轮(6)和所述第二锥齿轮(7)啮合；所述发电机(4)的表面上同轴套有清理机构，所述清理机构的顶部驱动连接有轴向驱动机构，所述轴向驱动机构固定连接在所述固定轴(3)上，所述发电机(4)的底部固定连接有可调面积挡水机构，所述可调面积挡水机构的动力输入端与所述清理机构的底端固定连接，所述固定轴(3)的两端通过支撑架(2)固定连接自动转向机构，所述自动转向机构位于所述发电机(4)的底部；
所述清理机构包括清理筒(11)、滑块(49)和刷毛(48)，所述清理筒(11)同轴套在所述发电机(4)上，所述清理筒(11)的内壁上延期轴向设置有两圈以上的刷毛(48)，所述刷毛(48)的端部搭接在所述发电机(4)的表面上，所述清理筒(11)的内壁上固定连接有所述滑块(49)，所述发电机(4)的表面上沿其轴向开设有滑槽，所述滑块(49)滑动配合在所述滑槽内，所述清理筒(11)的筒壁上开设有排污槽(50)；所述清理筒(11)的内壁顶部沿其径向固定连接有喷嘴(51)，所述清理筒(11)的底端上固定连接有挤压缸(17)，所述挤压缸(17)的另一端与所述发电机(4)的侧壁固定连接，所述挤压缸(17)的进水端与插入水中，所述挤压缸(17)的出水端与所述喷嘴(51)流体导通。
2.根据权利要求1所述的一种基于转摆结构摩擦纳米发电机的海浪收集装置，其特征在于，所述轴向驱动机构包括弧形板(9)、第一驱动杆(10)和第一驱动销(19)，所述弧形板(9)同轴固定连接在所述固定轴(3)上，所述弧形板(9)的侧壁上开设有弧形驱动槽(18)，所述弧形驱动槽(18)中间至两端与所述固定轴(3)圆心的距离逐渐增加，所述第一驱动杆(10)的一端与所述清理筒(11)的顶端固定连接，所述第一驱动销(19)垂直固定连接在所述述第一驱动杆(10)另一端的侧壁上，所述第一驱动销(19)插入所述弧形驱动槽(18)内，且所述第一驱动销(19)的直径与所述弧形驱动槽(18)的宽度相匹配。
3.根据权利要求1所述的一种基于转摆结构摩擦纳米发电机的海浪收集装置，其特征在于，所述挤压缸(17)包括缸筒(171)、第一活塞(172)和活塞杆(173)，所述第一活塞(172)密封配合在所述缸筒(171)内，所述活塞杆(173)的一端与所述第一活塞(172)的端部固定连接，所述活塞杆(173)的另一端穿出所述缸筒(171)，所述缸筒(171)的底端与所述发电机(4)的侧壁固定连接，所述活塞杆(173)的顶端与所述清理筒(11)的底端固定连接，所述缸筒(171)的底端分别流体导通有排液管(174)和抽液管(175)，所述抽液管(175)插入所述水中，所述排液管(174)的另一端与所述喷嘴(51)流体导通，所述排液管(174)和所述抽液管(175)上均安装有单向阀。
4.根据权利要求1所述的一种基于转摆结构摩擦纳米发电机的海浪收集装置，其特征在于，所述可调面积挡水机构包括固定板(20)和活动板(21)，所述固定板(20)固定连接在所述发电机(4)的底部上，所述活动板(21)的顶端与所述固定板(20)的底部铰接，所述固定板(20)的两侧均设置有连接杆(12)，所述连接杆(12)的顶端与所述清理筒(11)的底端固定连接，两个所连接杆(12)之间固定连接有第一压杆(22)，所述第一压杆(22)靠近所述固定板(20)的一侧上固定连接有驱动条(26)，所述固定板(20)的侧壁上沿所述发电机(4)的轴向开设有导向槽(24)，所述导向槽(24)内滑动配合有卡块(25)，所述卡块(25)的侧壁上沿其长度方向开设有凹槽，所述驱动条(26)滑动配合在所述凹槽内；所述驱动条(26)与所述凹槽之间的摩擦力大于所述导向槽(24)与所述卡块(25)之间的摩擦力，所述活动板(21)的侧壁上固定连接有限位块(23)，所述卡块(25)的位置与所述限位块(23)的位置相互对应。
5.根据权利要求4所述的一种基于转摆结构摩擦纳米发电机的海浪收集装置，其特征在于，所述活动板(21)的侧壁两侧滑动配合有侧板(28)，所述侧板(28)的一侧边与所述活动板(21)的一侧边对齐，所述侧板(28)靠近所述活动板(21)的一侧壁面上开设有横导向槽(35)，所述横导向槽(35)内滑动配合有横导向块，所述横导向块与所述活动板(21)固定连接；所述活动板(21)的侧壁中间滑动配合有联动板(30)，所述联动板(30)的底端固定连接有底板(29)，所述底板(29)靠近所述活动板(21)的侧壁上开设有竖导向槽(34)，所述竖导向槽(34)内滑动配合有竖导向块，所述竖导向块与所述活动板(21)的侧壁固定连接，所述底板(29)的底边与所述活动板(21)的底边对齐；所述联动板(30)的侧壁两侧对称开设有两个倾斜驱动槽(31)，所述倾斜驱动槽(31)内滑动配合有第二驱动销(33)，所述第二驱动销(33)的端部固定连接有第二驱动杆(32)，所述第二驱动杆(32)的另一端与所述侧板(28)的侧壁固定连接，所述联动板(30)的顶部固定连接有第二压杆(27)，所述第二压杆(27)的顶部通过软绳与所述连接杆(12)的底端固定连接。
6.根据权利要求1所述的一种基于转摆结构摩擦纳米发电机的海浪收集装置，其特征在于，所述自动转向机构包括底座(1)、支撑柱(14)和支撑轴(37)，所述支撑轴(37)同轴固定连接在所述支撑柱(14)的顶端上，所述底座(1)的底部中心开设有支撑孔(36)，所述支撑轴(37)同轴转动配合在所述支撑孔(36)内；所述底座(1)内与所述支撑轴(37)同轴开设有环形空腔，所述环形空腔与所述支撑孔(36)贯通，所述环形空腔内设置有转盘(41)，所述转盘(41)与所述支撑轴(37)同轴固定连接，所述转盘(41)上沿其周向等间距布置有销孔(42)；所述底座(1)内开设有活塞腔(38)，所述活塞腔(38)内密封配合有第二活塞(39)，所述第二活塞(39)的底端固定连接有顶销(40)，所述顶销(40)的底端穿入所述环形空腔内并插入所述销孔(42)内；所述顶销(40)与所述底座(1)之间设置有密封圈，所述活塞腔(38)的顶端连通有进液管(45)和出液管(44)，所述进液管(45)的另一端插入水中，所述出液管(44)的另一端穿出所述底座(1)的底部并位于所述支撑柱(14)的台阶面上方，所述进液管(45)和所述出液管(44)上均安装有单向阀，所述活塞腔(38)的底端连通有进气管(43)，所述进气管(43)上也安装有单向阀，所述活塞腔(38)上安装有排气组件(47)，所述排气组件(47)上流体导通有出气管(46)，所述出气管(46)的另一端穿出所述底座(1)的底部并位于所述支撑柱(14)的台阶面上方；所述底座(1)的顶部两侧均固定连接有所述支撑架(2)，所述固定轴(3)的两端与分别与两个所述支撑架(2)的侧壁固定连接；所述支撑柱(14)的顶端中心至其边沿处的高度逐渐降低形成外凸状，所述底座(1)的底部中心厚度至其边沿处厚度之间增加形成内凹状。
7.根据权利要求6所述的一种基于转摆结构摩擦纳米发电机的海浪收集装置，其特征在于，所述排气组件(47)包括活动塞(471)和排气孔道(472)，所述活塞腔(38)的底壁面上开设有密封槽(474)，所述出气管(46)的进气端与所述密封槽(474)的侧壁中部流体导通，所述活动塞(471)密封插入所述密封槽(474)内，所述活动塞(471)内开设有所述排气孔道(472)，所述排气孔道(472)的一端与所述活塞腔(38)流体导通，所述排气孔道(472)的另一端穿出所述活动塞(471)的侧壁并与密封槽(474)贴合，所述活动塞(471)的顶部固定连接有拉绳(473)，所述拉绳(473)的另一端与所述第二活塞(39)的底壁固定连接。
8.根据权利要求6所述的一种基于转摆结构摩擦纳米发电机的海浪收集装置，其特征在于，所述进气管(43)的进气端流体导通有气囊(15)，所述连接板(8)的顶端侧壁上和所述支撑架(2)的顶部侧壁上均固定连接有挤压板(16)，所述气囊(15)位于两个所述挤压板(16)之间。
9.根据权利要求1所述的一种基于转摆结构摩擦纳米发电机的海浪收集装置，其特征在于，所述单向棘齿机构(5)包括外套环(501)、内环(505)、齿环(502)和棘齿(503)，所述内环(505)同轴固定连接在所述发电机(4)的动力输入轴上，所述外套环(501)同轴套在所述内环(505)上，所述内环(505)的两端均安装有轴承，所述外套环(501)的两端套在所述轴承上，所述齿环(502)同轴安装在所述外套环(501)的内部中间，所述棘齿(503)活动安装在所述内环(505)的侧壁上，且所述棘齿(503)的端部卡入所述齿环(502)内，所述棘齿(503)的一侧上安装有弹片(504)，所述弹片(504)的另一端与所述内环(505)的侧壁面固定连接，所述外套环(501)与所述第一锥齿轮(6)同轴固定连接。
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