CN115992789A - 一种弹簧悬挂系统、以及波浪发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种弹簧悬挂系统、以及波浪发电装置，弹簧悬挂系统包括底部支撑板、第一压簧、连接压板、导向机构、以及若干个弹簧组件，底部支撑板固定安装，第一压簧竖向设置在底部支撑板上，弹簧组件包括第二压簧和支架，支架上设有托板部、以及高于托板部的压板部，第二压簧竖向地设置在托板部上；弹簧组件在第一压簧上分层级设置、形成一层或多层层级单元，且最下层级单元中弹簧组件的支架的压板部压在第一压簧上端，上一层级单元中弹簧组件的支架的压板部压在下一层级单元中弹簧组件的第二压簧上端；连接压板压在最上层级单元中弹簧组件的第二压簧上端，连接压板用于与被支撑物连接；导向机构用于引导连接压板和支架的上下运动。

Description

一种弹簧悬挂系统、以及波浪发电装置
技术领域
本发明涉及波浪发电技术领域，具体涉及一种弹簧悬挂系统、以及波浪发电装置。
背景技术
随着现代工业生产的发展，对能源的需求也日益增加，现有的发电形式主要有火力发电、水力发电、核能发电等。火力发电又包括燃煤和燃油发电等，其缺点是成本高、资源紧张、环境污染严重且为非再生资源；水力发电，建筑水坝投资大、时间长，影响生态平衡；核能发电投资大，放射性污染严重，废料储存难度大，成本高。为此，人们不断地在探索和开发安全、清洁的而可再生的新能源，如风能、太阳能等。地球上的海洋面积占70％，海洋的波浪能具有取之不尽、用之不竭的特点，然而，人类对海洋波浪能的利用微乎其微，如果能利用波浪能，将解决现有能源枯竭、环境污染、投资大、成本高、占地面积多等问题。
但是，现有的波浪发电装置主要是将整个装置放置在水里，依靠波浪水体的运动驱动发电装置中发电部件运动，装置内部的工作部件大部分都浸没在水中，容易出现腐蚀和安全问题，大大的影响了装置的使用寿命。同时，波浪能发电装置在波浪升降的过程中，只能在波浪上升或者只能在波浪下降的其中一个过程中才能将波浪的动能转化成电能，能量转化效率低。因此，提供一种耐腐蚀、安全性高且具有较高能量转化效率的波浪发电装置，成为本领域亟待解决的问题。
申请号为202110683730.6的中国发明专利公开了一种波浪发电装置，其中采用在壳体中密封的内腔中设置悬挂体和悬挂支撑系统，利用悬挂体在壳体中的相对运动，转换为发电机的运动以进行发电，其中悬挂支撑系统的设置是影响发电的关键因素，然而该申请中的悬挂支撑系统存在结构复杂、灵敏度差的问题，使得悬挂体在壳体中的行程有限，从而限制了发电效率。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明要解决的技术问题在于提供一种弹簧悬挂系统、以及波浪发电装置，弹簧悬挂系统能够支撑波浪发电装置中的悬挂体，具有灵敏度高，不可压缩长度短的优点，能够更好的捕获波浪能，提高发电效率。
为实现上述目的，本发明提供一种弹簧悬挂系统，包括底部支撑板、第一压簧、连接压板、导向机构、以及若干个弹簧组件，所述底部支撑板固定安装，所述第一压簧竖向设置在底部支撑板上，所述弹簧组件包括第二压簧和支架，所述支架上设有托板部、以及高于托板部的压板部，所述第二压簧竖向地设置在托板部上；所述弹簧组件在第一压簧上分层级设置、形成一层或多层层级单元，且最下层级单元中弹簧组件的支架的压板部压在第一压簧上端，上一层级单元中弹簧组件的支架的压板部压在下一层级单元中弹簧组件的第二压簧上端；所述连接压板压在最上层级单元中弹簧组件的第二压簧上端，所述连接压板用于与被支撑物连接；所述导向机构用于引导连接压板和支架的上下运动。
进一步地，所述导向机构包括竖向的导柱，所述连接压板和支架都套接于导柱，并沿着导柱上下移动，所述第二压簧套于导柱上。
进一步地，所述导柱为多个，所述支架的托板部和压板部分别套于两个导柱上。
进一步地，所述第一压簧数量为N个，N≥2，所述弹簧组件中的第二压簧数量为一个，每层层级单元中都具有N个弹簧组件，最下层级单元中的N个弹簧组件并分别设在N个第一压簧上。
进一步地，所有层级单元中的弹簧组件的第二压簧和所有第一压簧都位于同一排。
进一步地，每个层级单元中的N个第二压簧都关于弹簧悬挂系统的竖向中心线对称布置，并且N个第一压簧都关于弹簧悬挂系统的竖向中心线对称布置，其中N为偶数。
进一步地，同一层级单元的弹簧组件的支架都固连在一起。
进一步地，每个层级单元的N个弹簧组件分N排设置。
进一步地，所述层级单元为多层，且上一层级单元中的支架可以向下移动至压板部与下一层级单元中的支架压板部位于同一高度。
本发明还提供一种波浪发电装置，包括：壳体，其内部设有封闭的工作内腔；悬挂体，设置于壳体的工作内腔中，并能够在工作内腔中相对上下运动；输出部，包括发电机和输出传动机构，所述传动机构部分位于工作内腔中，并与悬挂体和发电机都连接，所述输出传动机构用于将悬挂体的上下运动转换为发电机运动；还包括如上述的弹簧悬挂系统，所述弹簧悬挂系统设置在壳体内，所述弹簧悬挂系统的连接压板与悬挂体固定连接，并且底部支撑板与壳体固定连接。
如上所述，本发明涉及的弹簧悬挂系统、以及波浪发电装置，具有以下有益效果：
弹簧悬挂系统通过设置底部支撑板、第一压簧、连接压板、导向机构、以及若干个弹簧组件，在第一压簧上分层设置，形成一层或多层层级单元。工作时，作为被支撑物的悬挂体下压时，连接压板下压，将压力从上之下以此通过多层层级单中的弹簧组件、以及第一压簧传递下去，各层级单元中的第二压簧和第一压簧都被压缩，不同层级单元的第二压簧错开设置，同时与第一压簧也错开设置，在预压压力作用下压缩后，所有第一压簧和第二压簧被压缩，总预压长度等于每层层级单元的第二压簧的预压长度和第二压簧的预压长度的叠加，因此能够有效地增加总预压长度，从而有效地提升灵敏度。并且，所有弹簧压缩后不可压缩段具有重叠，弹簧悬挂系统的总不可压缩长度短。本发明的弹簧悬挂系统，具有灵敏度高的优点，能够使提高对波浪能捕获，能够提高波浪发电装置的发电效率；同时，在大幅增加预压长度的同时，不用增加不可压缩长度，或增加量很小。
附图说明
图1为本发明的弹簧悬挂系统的实施例一的结构示意图。
图2为本发明的弹簧悬挂系统的实施例二的结构示意图。
图3是本发明的波浪发电装置的内部局部结构示意图。
图4是本发明的波浪发电装置中的悬挂体与输出传动机构的结构示意图。
图5是本发明的波浪发电装置中的传动齿轮组的结构示意图。
图6是本发明的波浪发电装置中的蓄能机构的结构示意图。
元件标号说明
1                  弹簧悬挂系统
11                 底部支撑板
12                 第一压簧
13                 弹簧组件
131                第二压簧
132                支架
132a               托板部
132b               压板部
132c               连接框架
14                 连接压板
15                 导柱
2                  壳体
21                 工作内腔
3                  悬挂体
31                 升降滚轮
4                  升降导轨
5                  传动带组件
51                 传动带
52                 支撑转轴
53                 连接板
6                  传动齿轮组
60                 第一主动齿轮
61                 第一从动齿轮
62                 第二主动齿轮
63                 过渡齿轮
64                 第二从动齿轮
65                 过渡轴
66                 单向轴承
67                 输入轴
68                 输出轴
7                  发电机
8                  蓄能传动机构
81                 底座
82                 蓄能单元
821                传动齿轮
822                涡卷弹簧
823                齿轮转轴
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
须知，本说明书附图所绘的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
参见图1至图2，本发明提供了一种弹簧悬挂系统1，包括底部支撑板11、第一压簧12、连接压板14、导向机构、以及若干个弹簧组件13，底部支撑板11固定安装，第一压簧12竖向设置在底部支撑板11上，弹簧组件13包括第二压簧131和支架132，支架132上设有托板部132a、以及高于托板部132a的压板部132b，第二压簧131竖向地设置在托板部132a上；弹簧组件13在第一压簧12上分层级设置、形成一层或多层层级单元，且最下层级单元中弹簧组件13的支架132的压板部132b压在第一压簧12上端，上一层级单元中弹簧组件13的支架132的压板部132b压在下一层级单元中弹簧组件13的第二压簧131上端；连接压板14压在最上层级单元中弹簧组件13的第二压簧131上端，连接压板14用于与被支撑物连接；导向机构用于引导连接压板14和支架132的上下运动。其中，最下层级单元中的支架132底部与底部支撑板11之间、以及相邻上下两层层级单元的支架132之间都具有合适的间距，这样使得各层级单元中的支架132都能够下降一定距离，该距离根据具体情况设置。其中，第一压簧12与底部支撑板11之间、第一压簧12与支架132之间、第二压簧131与支架132之间、以及第二压簧131与连接压板14之间，都可以是相抵靠，或者是相连接。
在本发明的弹簧悬挂系统1中，由弹簧组件13分层级设置得到的层级单元可以根据实际需要设置为一层或者多层，其中以多层为优选，具体地，参见图1和图2所示的实施例中，层级单元为两层，这样，弹簧悬挂系统1中的压簧分为三层布置的，最下一层是第一压簧12，上面两层为第二压簧131。在本申请中，当层级单元为一层时，该层级单元既为最上层层级单元，也为最下层层级单元。
本发明的弹簧悬挂系统1可应用在波浪发电装置中，参见图3至图5，波浪发电装置包括壳体2、悬挂体3和输出部，壳体2内部设有封闭的工作内腔21；悬挂体3设置于壳体2的工作内腔21中，并能够在工作内腔21中相对上下运动；输出部包括发电机7和输出传动机构，输出传动机构部分位于工作内腔21中，并与悬挂体3和发电机7都连接，输出传动机构用于将悬挂体3的上下运动转换为发电机7的运动，弹簧悬挂系统1设置在壳体2内，弹簧悬挂系统1的连接压板14与悬挂体3固定连接，并且底部支撑板11与壳体2固定连接。
弹簧悬挂系统1在波浪发电装置中的工作原理为：波浪发电装置放于水面，壳体2漂浮于水面，在壳体2处于静止状态时，参加图3，悬挂体3在壳体2内保持相对静止，悬挂体3带动连接压板14下压，会将最上层级单元中弹簧组件13的第二压簧131压缩，使得其支架132下压，并通过压板部132b将下一层级单元中弹簧组件13的第二压簧131下压，从而将压力传递给下一层级单元中的第二压簧131上，每层层级单元的工作原理相同，以此将压力逐渐传递下去，最下层级单元的弹簧组件13的支架132将第一压簧12下压，当达到力平衡时，悬挂体3保持静止，使得悬挂体3悬在工作内腔21中，弹簧悬挂系统1整体对悬挂体3提供的弹性支撑力等于悬挂体3重力，且整体弹性支撑力由所有的第二压簧131和第一压簧12提供。当波浪升起将壳体2顶起时，由于惯性作用，悬挂体3在工作内腔21中相对向下运动，此时每层层级单元中的弹簧组件13的支架132都下移，第二压簧131都被进一步压缩，第一压簧12也都被进一步压缩，将悬挂体3的动能部分存储起来，弹簧悬挂系统1对悬挂体3的支撑力也增大。当波浪下降时，壳体2下落，在弹簧悬挂系统1的弹性支撑力作用下，悬挂体3在壳体2的工作内腔21中相对向上运动，第二压簧131和第一压簧12中的弹性储能被释放，持续地驱动悬挂体3相对向上运动，因此，在波浪的作用下，悬挂体3能够在壳体2的工作内腔21中相对上下振动，将波浪能捕获为悬挂体3的动能，再通过输出传动机构将悬挂体3的上下运动转换为发电机7运动，从而将悬挂体3的动能转换为电能。
本发明的弹簧悬挂系统1，具有灵敏度高的优点，使得悬挂体3有效行程大，具体地，弹簧悬挂系统1支撑悬挂体3时，将连接压板14和底部支撑板11之间的第一压簧12和弹簧组件13看做一个整体弹性结构，该弹整体弹性结构被压缩，此时若悬挂体3对弹簧悬挂系统1产生新增压力时(在壳体2向上运动时悬挂体3因惯性产生的)，整体弹性结构会被进一步压缩，产生新增行程，而在新增重力一定时，产生新增行程越大，弹簧悬挂系统1灵敏度越高，也即，在本申请中，灵敏度高是指用更小的新增重力产生更大的新增行程。在弹簧应用中，预压压力/预压行程＝新增压力/新增行程，在本申请中，预压压力＝悬挂体3重量，是一定的，新增行程＝悬挂体3有效压缩响应行程，也即在波浪向上运动时下悬挂体3相对壳体2向下运动的行程，新增压力数值越小时，要增加灵敏度越高，即新增行程越大，则需要增加预压行程。但是实际应用中，预压行程越长，弹簧的长度也会同步增加，而弹簧过长其不可压缩段的长度同样会过长，因此采用普通长弹簧进行支撑时，会影响悬挂体3在壳体2内的运动，难以实现所想要达到的效果。发明的弹簧悬挂系统1，通过设置第一压簧12和多层弹簧组件13结合的方式，不同层级单元的第二压簧131错开设置，同时与第一压簧12也错开设置，在预压压力作用下压缩后，所有第一压簧12和第二压簧131被压缩，总预压长度等于每层层级单元的第二压簧131的预压长度和第二压簧131的预压长度的叠加，以图1和图2中的两层为例，设上层层级单元中的第二压簧131预压长度为L1，下层层级单元中的第二压簧131预压长度为L2，第一压簧12的预压长度为L3，则总预压长度为L1+L2+L3，因此能够有效地增加总预压长度，从而有效地提升灵敏度，当第一压簧12和第二压簧131采用的压簧相同，并且每层层级单元中第二压簧131数量相同，且与第一压簧12数量相同时，参见图1和图2，第二压簧131和第一压簧12的预压长度相等，因此总预压长度叠加到单个压簧预压长度的三倍。并且，所有弹簧压缩后不可压缩段具有重叠，具体而言，参见图1和图2，不同层级单元中的第二压簧131在竖向方向上具有重叠段，第二压簧131与第一压簧12在竖向方向上也具有重叠段，尤其是压缩到最低位置时，所有第一压簧12和第二压簧131底部都靠近底部支撑板11处。
因此，本发明涉及的弹簧悬挂系统1，通过设置特殊的弹簧叠加结构，具有灵敏度高的优点，能够在相同波浪作用下使悬挂体3在壳体2内相对移动产生的响应行程更大，同时在较小的波浪下悬挂体3也能上下振动，也即壳体2在波浪作用下运动时，悬挂体3就会一直产生振动，这样可以有效地提高对波浪能捕获，能够提高波浪发电装置的发电效率；同时，第一压簧12和第二压簧131的不可压缩段可以重叠，相对于采用超长弹簧的方式，在大幅增加预压长度的同时，不用增加第一压簧12和第二压簧131的不可压缩长度，或增加量很小。
本发明的弹簧悬挂系统1，除了应用于上述波浪发电装置来支撑悬挂体3，也可以应用在其他类似场合，用于支撑动能悬挂体保证悬挂状态，能够允许动能悬挂体相对下移，并可进行储能和反弹。
参见图1至图2，以下以两个具体实施例对本发明的弹簧悬挂系统1做进一步说明：
参见图1和图2，作为优选设计，导向机构包括竖向的导柱15，导柱15固定安装，其下端穿过底部支撑板11，连接压板14和支架132都通过通孔套接于导柱15，能够沿着导柱15上下移动，从而确保连接压板14和支架132运动稳定性。并且，第一压簧12和第二压簧131也都套于导柱15上，对第二压簧131和第一压簧12进行限位，防止在压缩过程中出现位置偏移，从而保证弹簧悬挂系统1工作稳定性。进一步，导柱15为多个，支架132的托板部132a和压板部132b通过通孔分别套于两个导柱15上，连接压板14也通过通孔同时套接于多个导柱15上，对支架132和连接压板14的导向效果更好。
在图1所示的实施例一中，第一压簧12数量N＝2，数量N也可以取其他值。弹簧组件13中的第二压簧131数量为一个，也即每个弹簧组件13的都由一个支架132和一个第二压簧131构成，每层层级单元中都具有2个弹簧组件13，最下层级单元中的2个弹簧组件13并分别设在2个第一压簧12上，相邻上层的层级单元中的2个弹簧组件13分别设置在下层层级单元中的2个弹簧组件13，保持一一对应关系，也即上一层中支架132的压板部132b压在对应下一层中第二压簧131的上端。在本实施例中，参见图1，导柱15设置成一排，共六个，第二压簧131和第一压簧12都分别套在一个导柱15上，这样所有弹簧组件13的第二压簧131和所有第一压簧12都位于同一排，这种方式适合设置在壳体2宽度较大的情况。优选地，六个导柱15等距布置，关于弹簧悬挂系统1的竖向中心线左右相对称布置，这样每个层级单元中的2个第二压簧131都关于弹簧悬挂系统1的竖向中心线对称布置，2个第二压簧131也关于弹簧悬挂系统1的竖向中心线对称布置，此时整个弹簧悬挂系统1受力均匀，稳定性好。进一步地，在本实施例中，同一层级单元中弹簧组件13的支架132固连在一起，形成一个整体，同步上下运动，提高运动稳定性。
在图2所示的实施例二中，第一压簧12数量N也为2，弹簧组件13中的第二压簧131数量为一个，也即每个弹簧组件13都由一个支架132和一个第二压簧131构成，每个支架132的结构相同，第二压簧131结构也相同，采用这种方式，可以将弹簧组件13预先模块化制造好，然后根据实际需要，灵活地组装。在本实施例中，层级单元为两层，为了方便说明，将上层层级单元中弹簧组件13的第二压簧131称为上层第二压簧131，下层层级单元中弹簧组件13的第二压簧131称为下层第二压簧131，导柱15分设置成两排，每排三个，且间距相等，每排的三个导柱15上分别套接一个第一压簧12、一个上层第二压簧131和一个下层第二压簧131，这样每个层级单元的2个弹簧组件13都分2排设置，这种方式适合设置在壳体2宽度较小而厚度较大的情况。优选地，参见图2，没排中的导柱15等距布置，两排中的第一压簧12、下层第二压簧131和上层第二压簧131排序方向相反，其中一排从左至右为第一压簧12、下层第二压簧131和上层第二压簧131，另一排从左至右为上层第二压簧131、下层第二压簧131和第一压簧12，采用这种方式，增加整个弹簧悬挂系统1受力均匀性，稳定性更好。当然，根据需要，在其他实施例中，也可以设置三排或者更多排。
作为优选设计，参见图1和图2，层级单元为多层，且上一层级单元中的支架132可以向下移动至压板部132b与下一层级单元中的支架132的压板部132b位于同一高度，这样压缩到最低时，所有第二压簧131顶部高度能够保持一致，并与第一压簧12顶部高度保持基本一致，高度差为连接压板14板厚。优选地，在其他实施例中，连接压板14下降时，其压在最上层级单元中的第二压簧131的部分也可以达到支架132的压板部132b的高度处，这样第一压簧12的高度与第二压簧131的高度保持一致，采用这种方式，所有第一压簧12和第二压簧131在压缩后的不可压缩段可以完全重叠，因此在增加预压长度的同时，不用增加不可压缩长度。
在本实施例中，参见图1和图2，支架132的压板部132b和托板部132a之间通过一个大致呈U形形状的连接框架132c固定连接好，连接框架132c为倾斜的，由前后右三侧的侧板构成，采用这种方式，支架132结构更稳定，同时，第一压簧12和第二压簧131位于该连接框架132c的U型腔中，方便安装。优选地，上一层级单元中的支架132向下移动至压板部132b与下一层级单元中的支架132的压板部132b位于同一高度时，也即第二压簧131的高度能够保持一致时，此时上层支架132的连接框架132c正好压靠在在下层支架132的连接框架132c上，稳定性更好。
当然，本发明的弹簧悬挂系统1，并不限于上述两个实施例中的具体结构，每个弹簧组件13中的第二压簧131数量也可以为其他数量，第一压簧12的数量也可以为其他数量，可根据具体需要设置。每层层级单元中的弹簧组件13也可以为一个。
参见图3至图6，本发明还提供了一种波浪发电装置，包括壳体2、悬挂体3和输出部，壳体2内部设有封闭的工作内腔21；悬挂体3设置于壳体2的工作内腔21中，并能够在工作内腔21中相对上下运动；输出部包括发电机7和输出传动机构，输出传动机构部分位于工作内腔21中，并与悬挂体3和发电机7都连接，输出传动机构用于将悬挂体3的上下运动转换为发电机7的运动，其中输出传动机构穿过壳体2位置处需要密封处理，以确保壳体2内的工作内腔21是封闭的；波浪发电装置还包括上述的弹簧悬挂系统1，弹簧悬挂系统1设置在壳体21内，弹簧悬挂系统1的连接压板14与悬挂体3固定连接，并且底部支撑板11与壳体2固定连接。其中，输送部安装于壳体2，发电机7与壳体2保持相固定，发电机7可固定安装在壳体2上，能够随壳体2上下运动。
本发明的波浪发电装置，采用反震荡的方式，将壳体2作为震荡主体，在海水作用下发生震荡，完成波浪能捕获，利用悬挂体3的相对震荡运动时的动能进行发电，通过高灵敏度的弹簧悬挂系统1，增加了悬挂体3振动时的响应行程，从而提高了波浪能捕获效率，提高发电效率。整个波浪发电装置可漂浮在水面上，不需要通过锚定与海底固定，节省了大量的锚定成本和安装投放成本。并且由于壳体2的工作内腔21是封闭的，悬挂体3、弹簧悬挂系统1均设置在工作内腔21中，不会与壳体2外的水体接触，能够防止工作内腔21的部件被水体腐蚀，提升了整个装置的使用寿命，解决了机械结构接触海水造成的工作不稳定性、安全性问题。
在本发明中，壳体2可以是不锈钢箱体，也可以是具有高强度和高耐腐蚀的树脂箱体，还可以是由其他类型的高强度和高耐腐蚀材料制成的箱体，可以根据实际需要进行合理的选择和设计，只要能够实现高强度和高耐腐蚀的特性即可。波浪发电装置一般设置在海面上进行发电，当然也可以设置在湖泊等其他水域中。
参见图3，在本实施例中，作为优选设计，壳体2的工作内腔21内设有沿高度方向(竖向)延伸的升降导轨4，升降导轨4为四个，分别固定在壳体2内的四个角处，悬挂体3与升降导轨4配合，在升降导轨4引导下进行升降运动，从而确保悬挂体3在壳体2内的相对上下直线运动稳定可靠，避免出现晃动而造成与壳体2内壁造成碰撞或摩擦。进一步地，悬挂体3上设有升降滚轮31，升降滚轮31为四个，分别设置在悬挂体3前后左右四个角处，四个升降滚轮31分别与四个升降导轨4配合，能够减少与升降导轨4之间的摩擦，从而减少悬挂体3的动能损耗。
在本实施例中，参见图，悬挂体3在工作内腔21处于相对静止状态时，也即弹簧悬挂系统1提供对悬挂体3的支撑力与悬挂体3重力相等时，悬挂体3位于第一导轨沿高度方向的中点位置处，也即位于壳体2的工作内腔21在高度方向上的中间位置处。在运动状态下，悬挂体3能够经过中点位置沿第一导轨上下运动。也即，在静止状态下，一方面根据悬挂体3自身重力，另一方面通过调整弹簧悬挂系统1的状态，能够使得悬挂体3处于第一导轨的中点位置。当悬挂体3处于第一导轨的中点位置时，无论悬挂体3沿第一导轨向上运动还是向下运动，悬挂体3均能够经过中点位置，将动力通过输出部持续的输出，提升悬挂体3动能的转化效率。
在本实施例中，参见图4和图5，作为优选设计，输出传动机构包括传动带组件5和传动齿轮组6，传动带组件5包括可转动安装于壳体2的支撑转轴52、以及安装于支撑转轴52的传动带51，支撑转轴52与传动齿轮组6连接，传动带51中的竖向段通过连接板53与悬挂体3固定连接，悬挂体3能够在升降过程中带动传动带51运动，传动带51带动支撑转轴52转动，再通过传动齿轮组将悬挂体3的动能输送给发电机7，具体地，参见图5所示，传动带51通过三个支撑转轴52安装在壳体2内部的一侧，当然支撑转轴52也可以为其他数量，当悬挂体3在第一导轨导下上下运动(如图4中V方向所示)时，悬挂体3带动传动带51运动，传动带51带动三个支撑转轴52转动，支撑转轴52通过传动齿轮组6转换为发电机7的转动，并且能够将悬挂体3上下运动过程中在中心位置的上方和下方产生的两个反向半幅扭矩转化为全幅单向扭矩，并通过传动齿轮组6持续输出，使得悬挂体3上下运动过程中产生的动能均能够被转化成扭矩输出，实现对波浪能的双向捕获，大大的提升了能量转化效率。
在本实施例中，具体地，参见图5，传动齿轮组6包括输入轴67和输出轴68，输入轴67与支撑转轴52固定连接，输入轴67与支撑转轴52也可以为一体的轴，输出轴68与发电机7的转轴固定连接。传动齿轮组6还包括第一主动齿轮60、第一从动齿轮61、第二主动齿轮62、第二从动齿轮64和过渡齿轮63，其中，第一主动齿轮60和第二主动齿轮62通过单向轴承66间隔设置在输入轴67上，第一从动齿轮61和第二从动齿轮64间隔设置在输出轴68上，并都固定连接在输出轴68上，第一主动齿轮60与第一从动齿轮61啮合，过渡齿轮63安装在过渡轴65上，并设置在第二主动齿轮62和第二从动齿轮64之间，与两者都保持啮合，第二主动齿轮62能够通过过渡齿轮63将动力传递给第二从动齿轮64，过渡齿轮63设置在过渡轴65上。在悬挂体3带动传动带51运动的过程中，传动带51能够通过支撑转轴52将动力传递给输入轴67，输入的扭矩能够使输入轴67转动。
当输入扭矩为正向时，即输入轴67正向转动时，此时第一主动齿轮60的单向轴承66处于锁止状态，即输入轴67通过单向轴承66带动第一主动齿轮60同步转动，而第二主动齿轮62的单向轴承66处于自由状态，即第二主动齿轮62在输入轴67上空转，第一主动齿轮60通过啮合带动第一从动齿轮61转动，从而带动输出轴68同步转动以对外输出反向扭矩，输出轴68带动发电机7工作，使得悬挂体3的动能转化成发电机7的电能。当输入扭矩为反向时，即输入轴67反向转动时，此时第二主动齿轮62的单向轴承66处于锁止状态，即输入轴67通过单向轴承66带动第二主动齿轮62同步转动，而第一主动齿轮60的单向轴承66处于自由状态，即第一主动齿轮60在输入轴67上空转，第二主动齿轮62通过过渡齿轮63和带动第二从动齿轮64反向转动，从而带动输出轴68同步反向转动，以对外输出反向扭矩，输出轴68带动发电机7工作。总结而言，无论输入轴67是正向还是反向转动，输出轴68都是带动发电机7在一个方向转动，从而能够将悬挂体3的动能全幅转换成发电机7上的电能，实现波浪能的全幅输出，提升了波浪发电装置1的能量转化效率。另外，可以根据输出扭力端负载转速及负载要求，通过调整第一主动齿轮60和第一从动齿轮61的齿、以及第二主动齿轮62和第二从动齿轮64的齿数，即可预设输出转速及扭力。
当然，传动齿轮组6也并不限于上述具体结构，并且，本发明的输出传动机构也并不限于上述传动带51和传动齿轮组6配合的形式，也可以采用现有其他合适机构，能够将悬挂体3的上下运动转换为发电机7的扭矩即可。
作为优选设计，在输出轴68和发电机7之间，还可设置一个蓄能传动机构8，储能机构包括涡卷弹簧822，涡卷弹簧822的数量和弹性参数可根据具体情况设置，由于波浪是非均匀地，因此产生的悬挂体3的上下运动也是非连续均匀地，则输出轴68的转动也是非连续均匀的，通过设置涡卷弹簧822，输出轴68输出的扭矩先储存在涡卷弹簧822中，再由涡卷弹簧822输出给发电机7，通过涡卷弹簧822持续且更均匀地将输出轴68的动能输送给发电机7，保证发电机7的发电效率。
优选地，蓄能传动机构8中可以包括多个不同扭矩量级的涡卷弹簧822，以组成进位式弹性势能蓄能系统，进一步保证发电机7的发电效率。参见图6，蓄能传动机构8包括底座81和至少两个蓄能单元82，每个蓄能单元82都包括一个传动齿轮821、一个涡卷弹簧822和一根齿轮转轴823，传动齿轮821和涡卷弹簧822都同心地套设在齿轮转轴823上，涡卷弹簧822设于传动齿轮821内，涡卷弹簧822的外端抵住齿轮，涡卷弹簧822的内端抵住转轴，每个蓄能单元82的齿轮转轴823都平行设置且都通过轴承可转动地设于底座81上，相邻的蓄能单元82通过各自的传动齿轮821互相啮合。各个蓄能单元82的传动齿轮821的齿数各不相同，且顺着传动齿轮821的啮合传动方向单调增加，各个蓄能单元82涡卷弹簧822的扭矩各不相同且顺着传动齿轮821的啮合传动方向单调增加。最两侧的储能单元的齿轮转轴823分别与发电机7和传动齿轮组6的输出轴68固定连接。利用多组不同扭矩的涡卷弹簧822和不同齿轮比的传动齿轮821构成多组蓄能单元82，将机械能成倍率逐级向上级蓄积，从而实现成倍率机械能的蓄能，调整齿轮比和涡卷弹簧822可以增加前后级涡卷弹簧822的扭矩压缩比，以获得成倍率进位的机械能的蓄能。
综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具有高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种弹簧悬挂系统，其特征在于：包括底部支撑板(11)、第一压簧(12)、连接压板(14)、导向机构、以及若干个弹簧组件(13)，所述底部支撑板(11)固定安装，所述第一压簧(12)竖向设置在底部支撑板(11)上，所述弹簧组件(13)包括第二压簧(131)和支架(132)，所述支架(132)上设有托板部(132a)、以及高于托板部(132a)的压板部(132b)，所述第二压簧(131)竖向地设置在托板部(132a)上；所述弹簧组件(13)在第一压簧(12)上分层级设置、形成一层或多层层级单元，且最下层级单元中弹簧组件(13)的支架(132)的压板部(132b)压在第一压簧(12)上端，上一层级单元中弹簧组件(13)的支架(132)的压板部(132b)压在下一层级单元中弹簧组件(13)的第二压簧(131)上端；所述连接压板(14)压在最上层级单元中弹簧组件(13)的第二压簧(131)上端，所述连接压板(14)用于与被支撑物连接；所述导向机构用于引导连接压板(14)和支架(132)的上下运动。
2.根据权利要求1所述的弹簧悬挂系统，其特征在于：所述导向机构包括竖向的导柱(15)，所述连接压板(14)和支架(132)都套接于导柱(15)，并沿着导柱(15)上下移动，所述第二压簧(131)套于导柱(15)上。
3.根据权利要求2所述的弹簧悬挂系统，其特征在于：所述导柱(15)为多个，所述支架(132)的托板部(132a)和压板部(132b)分别套于两个导柱(15)上。
4.根据权利要求1所述的弹簧悬挂系统，其特征在于：所述第一压簧(12)数量为N个，N≥2，所述弹簧组件(13)中的第二压簧(131)数量为一个，每层层级单元中都具有N个弹簧组件(13)，最下层级单元中的N个弹簧组件并分别设在N个第一压簧(12)上。
5.根据权利要求4所述的弹簧悬挂系统，其特征在于：所有层级单元中的弹簧组件(13)的第二压簧(131)和所有第一压簧(12)都位于同一排。
6.根据权利要求4所述的弹簧悬挂系统，其特征在于：每个层级单元中的N个第二压簧都关于弹簧悬挂系统的竖向中心线对称布置，并且N个第一压簧都关于弹簧悬挂系统的竖向中心线对称布置，其中N为偶数。
7.根据权利要求4或6所述的弹簧悬挂系统，其特征在于：同一层级单元的弹簧组件(13)的支架(132)都固连在一起。
8.根据权利要求4所述的弹簧悬挂系统，其特征在于：每个层级单元的N个弹簧组件(13)分N排设置。
9.根据权利要求1所述的弹簧悬挂系统，其特征在于：所述层级单元为多层，且上一层级单元中的支架(132)可以向下移动至压板部(132b)与下一层级单元中的支架(132)压板部(132b)位于同一高度。
10.一种波浪发电装置，其特征在于，包括：
壳体(2)，其内部设有封闭的工作内腔(21)；
悬挂体(3)，设置于壳体(2)的工作内腔(21)中，并能够在工作内腔(21)中相对上下运动；
输出部，包括发电机(7)和输出传动机构，所述传动机构部分位于工作内腔(21)中，并与悬挂体(3)和发电机(7)都连接，所述输出传动机构用于将悬挂体(3)的上下运动转换为发电机(7)运动；
还包括如权利要求1至9任一所述的弹簧悬挂系统，所述弹簧悬挂系统设置在壳体(1)内，所述弹簧悬挂系统的连接压板(14)与悬挂体(3)固定连接，并且底部支撑板(11)与壳体(2)固定连接。
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