CN116780939A - 一种基于微分几何特征非线性化压电振子的波浪发电浮体 - Google Patents

一种基于微分几何特征非线性化压电振子的波浪发电浮体 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于微分几何特征非线性化压电振子的波浪发电浮体，涉及新能源发电储能技术领域，包括压电储能模块、太阳能发电模块、多个压电激振模块等。压电储能模块内设置有多组用于发电的、微分几何特征非线性化的压电振子，每组压电振子内含有多个等距分布的压电振子；对于单个压电振子，其母线为圆柱面上的空间曲线，特别是由平面上圆周闭合的正弦曲线在圆柱面上映射得到；太阳能发电模块包括一个主光伏板和多个圆周均布的副光伏板；每组压电振子由一个与之对应的压电激振模块激振；压电储能模块内设置有储能电池组；太阳能发电模块内设置有电能收集系统；经压电振子和太阳能发电模块发电的电能，通过电能收集系统存入储能电池组。

Description

一种基于微分几何特征非线性化压电振子的波浪发电浮体
技术领域
本发明涉及新能源发电储能技术领域，特别涉及一种基于微分几何特征非线性化压电振子的波浪发电浮体。
背景技术
新能源如何产生，如何存储，是当前的一个研究热点。目前，相对于波浪能发电，风力发电、水力发电和太阳能发电等技术，已较为成熟、应用较为广泛，如果将已成熟的发电技术，与波浪能发电技术相结合，交叉互补后，可能会产生意想不到的效果。而对于波浪能发电技术本身，如何实现小型化、高效率和高稳定性的特性，是一个重要的研究课题。另一方面，在解决了发电技术问题之后，由于是在海面上发电，如何将发的电“现发现存”，即设计一种可以自己发电的、应用在海面上的储能装置，是一个更为重要的研究课题。
在小型化的问题上，压电技术具有得天独厚的优势，但是，常规形状的压电振子，在产生电流的质量上，即效率和稳定性方面，并不是特别好，对此，如公告号为CN110661450B的专利，提出了一种微分几何特征非线性化的压电振子，其压电振子的母线为微分几何特征非线性化的空间曲线，因而易产生非线性共振，相较于传统压电振子，能量收集效率更高；但是，该专利的母线形状较常规，实施例中给出了圆柱螺旋线、空间余弦线、空间椭圆线和空间抛物线四种线型，这四种线型的形状变化简单，虽可产生非线性共振，但其发电效果，并不是最佳的。
在发电技术交叉互补与电储能的问题上，如公告号为CN112332751B的专利，提出了一种浮式风浪太阳能一体发电装置及使用该装置的发电系统，该装置集风力发电、波浪能发电、太阳能发电和储能系统为一体，充分考虑到了季节因素、昼夜因素、天气因素等，从而可以更好地利用海上新能源，但是，其风力发电和波浪能发电部分，应用了传统的纯机械传动的发电形式，机械发电形式与压电技术相比，无论是在发电效果、小型化效果，还是成本方面，都是无法比拟的。
发明内容
本发明的目的是提供一种小型化的、高效稳定的、可阵列式分布的、基于微分几何特征非线性化压电振子的、波浪能发电与太阳能发电相结合的储能浮体。
针对上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种基于微分几何特征非线性化压电振子的波浪发电浮体，包括压电储能模块、太阳能发电模块、多个压电激振模块；压电储能模块包括浮块、挂环、储能电池组、压电振子；压电储能模块外部安装有多个圆周均布的浮块和多个圆周均布的挂环；浮块数量与挂环数量相等；压电储能模块内部安装有一个储能电池组和多组圆周均布的压电振子；每组压电振子内部为多个等距排列的压电振子；压电振子本体的延展路径基于微分几何特征非线性化的空间曲线，该空间曲线为母线；母线为平面内圆周闭合的正弦曲线在圆柱面上的映射；太阳能发电模块包括一个主光伏板和多个副光伏板；副光伏板数量浮块数量相等；副光伏板关于主光伏板圆周均布；副光伏板的两端分别与主光伏板和浮块固定连接；太阳能发电模块内还设置有一个电能收集系统；主光伏板、所有副光伏板和所有组的压电振子均与电能收集系统的输入端电连接；电能收集系统的输出端与储能电池组的输入端电连接；压电激振模块圆周均布地固定安装在压电储能模块外部上；压电激振模块的数量与压电振子的组数相同；每组压电振子内的所有压电振子均与对应压电激振模块的输出端接触配合。
进一步地，母线在o-xyz空间直角坐标系中的参数方程为
式中：R-径向分布圆半径，mm；a-波幅系数，mm；s-主波数；w-次波数的一半；r-轴向分布圆半径，mm；b-波形系数，mm；φ-角位置参数坐标，rad；t-角位置边界值，rad。
进一步地，母线在o-xyz空间直角坐标系中的参数方程为
式中：R-径向分布圆半径，mm；a-波幅系数，mm；s-主波数；w-次波数的一半；r-轴向分布圆半径，mm；b-波形系数，mm；φ-角位置参数坐标，rad；t-角位置边界值，rad。
进一步地，母线在o-xyz空间直角坐标系中的参数方程为
式中：R-径向分布圆半径，mm；a-波幅系数，mm；s-主波数；w-次波数的一半；r-轴向分布圆半径，mm；b-波形系数，mm；φ-角位置参数坐标，rad；t-角位置边界值，rad。
进一步地，压电振子包括第一压电层、中间层、第二压电层、两个导电层；中间层由金属材料制成；第一压电层和第二压电层由压电晶体或压电陶瓷制成；中间层的两侧通过导电胶分别与第一压电层和第二压电层粘合；第一压电层的导电侧通过导电胶与第一个导电层粘合；第二压电层的导电侧通过导电胶与第二个导电层粘合；导电层为导电薄膜。
进一步地，压电储能模块还包括箱体、第一支座、第二支座、接线柱；箱体外部与所有浮块和挂环固定连接；箱体内部与储能电池组固定连接；第一支座的数量与压电振子的组数相同；第一支座圆周均布地固定安装在箱体外部；第二支座的数量与压电振子的数量相同；第二支座的组数与压电振子的组数相同；多组第二支座圆周均布地固定安装在箱体内部；每组第二支座中的每个第二支座上均夹持固定有一个压电振子的输出端；每个第二支座上固定安装有两个接线柱，第一个接线柱的第一端与其所在第二支座上压电振子的第一个导电层电连接，第二个接线柱的第一端与其所在第二支座上压电振子的第二个导电层电连接；每组第二支座内的所有第一个接线柱的第二端并联连接；每组第二支座内的所有第二个接线柱的第二端并联连接。
进一步地，电能收集系统包括盖板、逆变器、变压器、控制器；盖板与箱体固定、密封连接；盖板外侧与主光伏板固定连接；盖板内侧固定安装有一个控制器、一个变压器和多个逆变器；逆变器的数量比压电振子的组数多一，多出的那个逆变器同时与主光伏板和所有的副光伏板电连接，其余的逆变器各与一组第二支座上的两组并联的接线柱电连接；所有逆变器同时与控制器电连接；控制器与变压器电连接；变压器与储能电池组的输入端电连接。
进一步地，压电激振模块包括支板、螺杆、螺帽、滑套、第一汇流阀、第一缸体、底板、第一支架、球杆、浮球、主动关节、从动关节、滑台、推杆、第二汇流阀、第二支架、第二缸体、密封盖、顶杆、球囊、第一活塞、单向阀、第二活塞；支板与第一支座固定连接；支板第一端与底板第一端铰接；支板第二端与螺杆铰接；滑套滑动安装在螺杆上；螺杆上设置有与螺杆轴线平行的滑槽；滑套上设置有与滑套轴线平行的滑键；滑键与滑槽滑动配合；螺帽铰接在滑套第一端；螺帽与螺杆螺纹配合；滑套第二端与底板第二端铰接；两个第一支架互为镜像地固定安装在底板上；球杆的中部铰接在两个第一支架上；球杆的中部与两个第一支架之间为球铰连接；球杆第一端固定安装有一个浮球；球杆第二端固定安装有一个主动关节；四个第一缸体圆周均布地固定安装在底板四周；每个第一缸体内滑动安装有一个第二活塞；每个第二活塞上固定安装有一个推杆；滑台滑动安装在底板上；滑台四周与四个推杆接触配合；从动关节固定安装在滑台内；从动关节与主动关节接触配合；第一汇流阀通过四个管路与四个第一缸体连通；单向阀固定安装在第一汇流阀上；第一汇流阀通过一个管路与第二汇流阀连通；第二汇流阀与箱体固定连接；第二支架数量与每组压电振子中的压电振子数量相同；所有第二支架均与箱体固定连接；每个第二支架上固定安装有一个第二缸体；每个第二缸体上固定安装有一个密封盖；每个第二缸体内滑动安装有一个第一活塞；每个第一活塞上固定安装有一个顶杆；顶杆和第一活塞均为中空结构，且与第二缸体内腔连通；每个顶杆的两侧各套设有一个球囊；球囊内腔与第二缸体内腔连通；所有第二缸体通过管路与第二汇流阀连通；第一汇流阀、第二汇流阀、所有连接管路、所有第一缸体、所有第二缸体、所有顶杆和所有球囊内均充斥有液压油；顶杆用于与压电振子的输入端接触配合。
进一步地，主动关节为球齿轮；从动关节为球齿盘；球齿轮与球齿盘接触啮合。
进一步地，主动关节为摩擦球；从动关节为摩擦板；摩擦球和摩擦板表面均设置有增大摩擦力的磨砂层。
本发明与现有技术相比的有益效果是：（1）压电振子的母线波形灵活多变，相较于基于常规空间曲线的压电振子，更容易产生非线性共振、具备更好的发电性能；（2）结构简单，小巧便携，便于人工托运与海面布置，降低了设备成本与用人成本；（3）晴天以太阳能发电为主，有波浪的时段以压电振子发电为主，二者相辅相成，最大限度地利用海上新能源；（4）外形采用多边形布局，多个圆周均布的挂环用于吊运的同时，也用于多个装置之间的组网，多个本装置组网连接构成阵列阵型后，可更好地防止极端天气条件下的装置倒翻，同时也可更好地集中对外输出电力。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明压电储能模块的结构示意图。
图3为本发明压电储能模块的局部放大示意图。
图4为本发明实施例一的压电振子结构示意图。
图5为本发明实施例二的压电振子结构示意图。
图6为本发明实施例三的压电振子结构示意图。
图7为本发明太阳能发电模块的结构示意图一。
图8为本发明太阳能发电模块的结构示意图二。
图9为本发明实施例一的压电激振模块结构示意图。
图10为本发明实施例一的压电激振模块结构剖视图。
图11为本发明实施例二和三的压电激振模块结构剖视图。
图中：1-压电储能模块；2-太阳能发电模块；3-压电激振模块；101-箱体；102-浮块；103-挂环；104-第一支座；105-储能电池组；106-压电振子；107-第二支座；108-接线柱；10601-第一压电层；10602-中间层；10603-第二压电层；10604-导电层；10605-母线；201-主光伏板；202-副光伏板；203-盖板；204-逆变器；205-变压器；206-控制器；301-支板；302-螺杆；303-螺帽；304-滑套；305-第一汇流阀；306-第一缸体；307-底板；308-第一支架；309-球杆；310-浮球；311-球齿轮；312-球齿盘；313-滑台；314-推杆；315-第二汇流阀；316-第二支架；317-第二缸体；318-密封盖；319-顶杆；320-球囊；321-第一活塞；322-单向阀；323-第二活塞；324-摩擦球；325-摩擦板。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案，其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
图1至图11为本发明的所有优选实施例，共有三个，三个优选实施例的外形占用空间均在直径1350mm、高度512mm的圆柱体空间内。
如图1至图8所示，压电储能模块1包括浮块102、挂环103、储能电池组105、压电振子106；压电储能模块1外部安装有六个圆周均布的浮块102和六个圆周均布的挂环103；浮块102数量与挂环103数量相等；压电储能模块1内部安装有一个储能电池组105和六组圆周均布的压电振子106；每组压电振子106内部为三个等距排列的压电振子106；压电振子106本体的延展路径基于微分几何特征非线性化的空间曲线，该空间曲线为母线10605；母线10605为平面内圆周闭合的正弦曲线在圆柱面上的映射；太阳能发电模块2包括一个主光伏板201和六个副光伏板202；副光伏板202数量浮块102数量相等；副光伏板202关于主光伏板201圆周均布；副光伏板202的两端分别与主光伏板201和浮块102固定连接；太阳能发电模块2内还设置有一个电能收集系统；主光伏板201、所有副光伏板202和所有组的压电振子106均与电能收集系统的输入端电连接；电能收集系统的输出端与储能电池组105的输入端电连接；压电激振模块3圆周均布地固定安装在压电储能模块1外部上；压电激振模块3的数量与压电振子106的组数相同；每组压电振子106内的所有压电振子106均与对应压电激振模块3的输出端接触配合。
本发明三个实施例的压电振子106构型不同。
如图4所示，给出了本发明实施例一中压电振子106的构型，其母线10605在o-xyz空间直角坐标系中的参数方程为
上式中：φ-角位置参数坐标，rad。
如图5所示，给出了本发明实施例二中压电振子106的构型，其母线10605在o-xyz空间直角坐标系中的参数方程为
上式中：φ-角位置参数坐标，rad。
如图6所示，给出了本发明实施例三中压电振子106的构型，其母线10605在o-xyz空间直角坐标系中的参数方程为
上式中：φ-角位置参数坐标，rad。
如图4至图6所示，本发明的压电振子106包括第一压电层10601、中间层10602、第二压电层10603、两个导电层10604；中间层10602由金属材料制成；第一压电层10601和第二压电层10603由压电晶体或压电陶瓷制成；第一压电层10601和第二压电层10603的横截面均为矩形；中间层10602的两侧通过导电胶分别与第一压电层10601和第二压电层10603粘合；第一压电层10601的导电侧通过导电胶与第一个导电层10604粘合；第二压电层10603的导电侧通过导电胶与第二个导电层10604粘合；导电层10604为导电薄膜。
如图2至图6所示，压电储能模块1中，箱体101外部与所有浮块102和挂环103固定连接；箱体101内部与储能电池组105固定连接；第一支座104的数量与压电振子106的组数相同；第一支座104圆周均布地固定安装在箱体101外部；第二支座107的数量与压电振子106的数量相同；第二支座107的组数与压电振子106的组数相同；六组第二支座107圆周均布地固定安装在箱体101内部；每组第二支座107中的每个第二支座107上均夹持固定有一个压电振子106的输出端；每个第二支座107上固定安装有两个接线柱108，第一个接线柱108的第一端与其所在第二支座107上压电振子106的第一个导电层10604电连接，第二个接线柱108的第一端与其所在第二支座107上压电振子106的第二个导电层10604电连接；每组第二支座107内的所有第一个接线柱108的第二端并联连接；每组第二支座107内的所有第二个接线柱108的第二端并联连接。
如图8所示，电能收集系统中，盖板203外侧与主光伏板201固定连接；盖板203内侧固定安装有一个控制器206、一个变压器205和多个逆变器204；逆变器204的数量比压电振子106的组数多一，即共有七个逆变器204，多出的那个逆变器204同时与主光伏板201和所有的副光伏板202电连接，其余六个逆变器204各与一组第二支座107上的两组并联的接线柱108电连接；所有逆变器204同时与控制器206电连接；控制器206与变压器205电连接；变压器205与储能电池组105的输入端电连接。
如图9所示，压电激振模块3中，支板301与第一支座104固定连接；支板301第一端与底板307第一端铰接；支板301第二端与螺杆302铰接；滑套304滑动安装在螺杆302上；螺杆302上设置有与螺杆302轴线平行的滑槽；滑套304上设置有与滑套304轴线平行的滑键；滑键与滑槽滑动配合；螺帽303铰接在滑套304第一端；螺帽303与螺杆302螺纹配合；滑套304第二端与底板307第二端铰接；两个第一支架308互为镜像地固定安装在底板307上；球杆309的中部铰接在两个第一支架308上；球杆309的中部与两个第一支架308之间为球铰连接；球杆309第一端固定安装有一个浮球310；球杆309第二端固定安装有一个主动关节；四个第一缸体306圆周均布地固定安装在底板307四周；每个第一缸体306内滑动安装有一个第二活塞323；每个第二活塞323上固定安装有一个推杆314；滑台313滑动安装在底板307上；滑台313四周与四个推杆314接触配合；从动关节固定安装在滑台313内；从动关节与主动关节接触配合；第一汇流阀305通过四个管路与四个第一缸体306连通；单向阀322固定安装在第一汇流阀305上；第一汇流阀305通过一个管路与第二汇流阀315连通；第二汇流阀315与箱体101固定连接；第二支架316数量与每组压电振子106中的压电振子106数量相同，有三个；所有第二支架316均与箱体101固定连接；每个第二支架316上固定安装有一个第二缸体317；每个第二缸体317上固定安装有一个密封盖318；每个第二缸体317内滑动安装有一个第一活塞321；每个第一活塞321上固定安装有一个顶杆319；顶杆319和第一活塞321均为中空结构，且与第二缸体317内腔连通；每个顶杆319的两侧各套设有一个球囊320；球囊320内腔与第二缸体317内腔连通；所有第二缸体317通过管路与第二汇流阀315连通；第一汇流阀305、第二汇流阀315、所有连接管路、所有第一缸体306、所有第二缸体317、所有顶杆319和所有球囊320内均充斥有液压油；顶杆319用于与压电振子106的输入端接触配合。
如图10所示，在本发明的实施例一中，主动关节为球齿轮311；从动关节为球齿盘312；球齿轮311与球齿盘312接触啮合。
如图11所示，在本发明的实施例二和实施例三中，主动关节为摩擦球324；从动关节为摩擦板325；摩擦球324和摩擦板325表面均设置有增大摩擦力的磨砂层。
本发明的工作原理：如图10或图11所示，本装置出厂前，需要先通过单向阀322，向所有顶杆319与所有第一缸体306之间的液压通路内注满液压油，在这种情况下，对于每个压电激振模块3，其中的四个推杆314相对于所在的第一缸体306，均推送至最大位置，并刚好夹紧底板307；然后通过螺帽303调节螺杆302在滑套304内的伸缩长度，从而调节底板307的偏角。
本装置出厂后，将如图1所示的本装置投放至预定海域，如有必要，可通过挂环103，将多个本装置连接在一起，构成发电储能阵列。
将本装置投放至海面上后，浮块102和浮球310均漂浮在海面上，如图10或图11所示，在有波浪的情况下，波浪方向相对于箱体101是确定的，但相对于不同的压电激振模块3是不同的，这就导致不同压电激振模块3中的浮球310，相对于该压电激振模块3中底板307的偏转方向不同，无论浮球310相对于所在压电激振模块3中的底板307向哪个方向运动，在任意时刻，总能至少驱动滑台313推动一个推杆314、或至多驱动滑台313推动两个相邻的推杆314，推杆314被推动后，压缩所在第一缸体306内的液压油向第一汇流阀305流动，通过第一汇流阀305流通至第二汇流阀315内，再通过第二汇流阀315，分流至三个第二缸体317内，进而驱动与压电振子106接触的顶杆319顶出，从而驱动对应压电振子106的输入端产生形变，进而在对应压电振子106的输出端产生电势差，电能通过对应的接线柱108进入对应的逆变器204中，再由逆变器204进入控制器206，经控制器206调整后进入变压器205，最终由变压器205存入储能电池组105中。
每个顶杆319两侧球囊320的设置，可起到缓冲与平衡的功能，即，在浮球310运动剧烈的情况下，多余的液压油填充球囊320并使之体积变大，从而使得顶杆319不会顶伤与之接触的压电振子106；同时，在浮球310运动提供的能量足够的前提下，球囊320的设置，会使得三个顶杆319驱动对应三个压电振子106的形变保持一致，从而产生一致性好的电能。
无论是图10所示的球齿轮311与球齿盘312啮合的技术方案，还是图11所示的摩擦球324与摩擦板325接触配合的技术方案，都实现了将浮球310的漂浮运动，转化为滑台313在平面内的二自由度移动运动的目的。
在有风浪的条件上，上述基于压电振子106的发电并储能的过程会一直持续，昼夜不停；同时，在晴朗的白天条件下，主光伏板201和副光伏板202也可以进行不间断的高效发电，并通过电能收集系统将产生的电能储存至储能电池组105内。
盖板203与箱体101之间、第二汇流阀315与箱体101之间，均为密封连接，可隔绝海面环境对压电振子106、储能电池组105和电能收集系统的损坏。

Claims (10)

1.一种基于微分几何特征非线性化压电振子（106）的波浪发电浮体，包括压电储能模块（1）、太阳能发电模块（2）、多个压电激振模块（3），其特征在于：压电储能模块（1）包括浮块（102）、挂环（103）、储能电池组（105）、压电振子（106）；压电储能模块（1）外部安装有多个圆周均布的浮块（102）和多个圆周均布的挂环（103）；浮块（102）数量与挂环（103）数量相等；压电储能模块（1）内部安装有一个储能电池组（105）和多组圆周均布的压电振子（106）；每组压电振子（106）内部为多个等距排列的压电振子（106）；压电振子（106）本体的延展路径基于微分几何特征非线性化的空间曲线，该空间曲线为母线（10605）；母线（10605）为平面内圆周闭合的正弦曲线在圆柱面上的映射；太阳能发电模块（2）包括一个主光伏板（201）和多个副光伏板（202）；副光伏板（202）数量浮块（102）数量相等；副光伏板（202）关于主光伏板（201）圆周均布；副光伏板（202）的两端分别与主光伏板（201）和浮块（102）固定连接；太阳能发电模块（2）内还设置有一个电能收集系统；主光伏板（201）、所有副光伏板（202）和所有组的压电振子（106）均与电能收集系统的输入端电连接；电能收集系统的输出端与储能电池组（105）的输入端电连接；压电激振模块（3）圆周均布地固定安装在压电储能模块（1）外部上；压电激振模块（3）的数量与压电振子（106）的组数相同；每组压电振子（106）内的所有压电振子（106）均与对应压电激振模块（3）的输出端接触配合。
2.如权利要求1所述的一种基于微分几何特征非线性化压电振子（106）的波浪发电浮体，其特征在于：母线（10605）在o-xyz空间直角坐标系中的参数方程为
式中：R-径向分布圆半径，mm；a-波幅系数，mm；s-主波数；w-次波数的一半；r-轴向分布圆半径，mm；b-波形系数，mm；φ-角位置参数坐标，rad；t-角位置边界值，rad。
3.如权利要求1所述的一种基于微分几何特征非线性化压电振子（106）的波浪发电浮体，其特征在于：母线（10605）在o-xyz空间直角坐标系中的参数方程为
式中：R-径向分布圆半径，mm；a-波幅系数，mm；s-主波数；w-次波数的一半；r-轴向分布圆半径，mm；b-波形系数，mm；φ-角位置参数坐标，rad；t-角位置边界值，rad。
4.如权利要求1所述的一种基于微分几何特征非线性化压电振子（106）的波浪发电浮体，其特征在于：母线（10605）在o-xyz空间直角坐标系中的参数方程为
式中：R-径向分布圆半径，mm；a-波幅系数，mm；s-主波数；w-次波数的一半；r-轴向分布圆半径，mm；b-波形系数，mm；φ-角位置参数坐标，rad；t-角位置边界值，rad。
5.如权利要求2-4任一条所述的一种基于微分几何特征非线性化压电振子（106）的波浪发电浮体，其特征在于：压电振子（106）包括第一压电层（10601）、中间层（10602）、第二压电层（10603）、两个导电层（10604）；中间层（10602）由金属材料制成；第一压电层（10601）和第二压电层（10603）由压电晶体或压电陶瓷制成；中间层（10602）的两侧通过导电胶分别与第一压电层（10601）和第二压电层（10603）粘合；第一压电层（10601）的导电侧通过导电胶与第一个导电层（10604）粘合；第二压电层（10603）的导电侧通过导电胶与第二个导电层（10604）粘合；导电层（10604）为导电薄膜。
6.如权利要求5所述的一种基于微分几何特征非线性化压电振子（106）的波浪发电浮体，其特征在于：压电储能模块（1）还包括箱体（101）、第一支座（104）、第二支座（107）、接线柱（108）；箱体（101）外部与所有浮块（102）和挂环（103）固定连接；箱体（101）内部与储能电池组（105）固定连接；第一支座（104）的数量与压电振子（106）的组数相同；第一支座（104）圆周均布地固定安装在箱体（101）外部；第二支座（107）的数量与压电振子（106）的数量相同；第二支座（107）的组数与压电振子（106）的组数相同；多组第二支座（107）圆周均布地固定安装在箱体（101）内部；每组第二支座（107）中的每个第二支座（107）上均夹持固定有一个压电振子（106）的输出端；每个第二支座（107）上固定安装有两个接线柱（108），第一个接线柱（108）的第一端与其所在第二支座（107）上压电振子（106）的第一个导电层（10604）电连接，第二个接线柱（108）的第一端与其所在第二支座（107）上压电振子（106）的第二个导电层（10604）电连接；每组第二支座（107）内的所有第一个接线柱（108）的第二端并联连接；每组第二支座（107）内的所有第二个接线柱（108）的第二端并联连接。
7.如权利要求6所述的一种基于微分几何特征非线性化压电振子（106）的波浪发电浮体，其特征在于：电能收集系统包括盖板（203）、逆变器（204）、变压器（205）、控制器（206）；盖板（203）与箱体（101）固定、密封连接；盖板（203）外侧与主光伏板（201）固定连接；盖板（203）内侧固定安装有一个控制器（206）、一个变压器（205）和多个逆变器（204）；逆变器（204）的数量比压电振子（106）的组数多一，多出的那个逆变器（204）同时与主光伏板（201）和所有的副光伏板（202）电连接，其余的逆变器（204）各与一组第二支座（107）上的两组并联的接线柱（108）电连接；所有逆变器（204）同时与控制器（206）电连接；控制器（206）与变压器（205）电连接；变压器（205）与储能电池组（105）的输入端电连接。
8.如权利要求7所述的一种基于微分几何特征非线性化压电振子（106）的波浪发电浮体，其特征在于：压电激振模块（3）包括支板（301）、螺杆（302）、螺帽（303）、滑套（304）、第一汇流阀（305）、第一缸体（306）、底板（307）、第一支架（308）、球杆（309）、浮球（310）、主动关节、从动关节、滑台（313）、推杆（314）、第二汇流阀（315）、第二支架（316）、第二缸体（317）、密封盖（318）、顶杆（319）、球囊（320）、第一活塞（321）、单向阀（322）、第二活塞（323）；支板（301）与第一支座（104）固定连接；支板（301）第一端与底板（307）第一端铰接；支板（301）第二端与螺杆（302）铰接；滑套（304）滑动安装在螺杆（302）上；螺杆（302）上设置有与螺杆（302）轴线平行的滑槽；滑套（304）上设置有与滑套（304）轴线平行的滑键；滑键与滑槽滑动配合；螺帽（303）铰接在滑套（304）第一端；螺帽（303）与螺杆（302）螺纹配合；滑套（304）第二端与底板（307）第二端铰接；两个第一支架（308）互为镜像地固定安装在底板（307）上；球杆（309）的中部铰接在两个第一支架（308）上；球杆（309）的中部与两个第一支架（308）之间为球铰连接；球杆（309）第一端固定安装有一个浮球（310）；球杆（309）第二端固定安装有一个主动关节；四个第一缸体（306）圆周均布地固定安装在底板（307）四周；每个第一缸体（306）内滑动安装有一个第二活塞（323）；每个第二活塞（323）上固定安装有一个推杆（314）；滑台（313）滑动安装在底板（307）上；滑台（313）四周与四个推杆（314）接触配合；从动关节固定安装在滑台（313）内；从动关节与主动关节接触配合；第一汇流阀（305）通过四个管路与四个第一缸体（306）连通；单向阀（322）固定安装在第一汇流阀（305）上；第一汇流阀（305）通过一个管路与第二汇流阀（315）连通；第二汇流阀（315）与箱体（101）固定连接；第二支架（316）数量与每组压电振子（106）中的压电振子（106）数量相同；所有第二支架（316）均与箱体（101）固定连接；每个第二支架（316）上固定安装有一个第二缸体（317）；每个第二缸体（317）上固定安装有一个密封盖（318）；每个第二缸体（317）内滑动安装有一个第一活塞（321）；每个第一活塞（321）上固定安装有一个顶杆（319）；顶杆（319）和第一活塞（321）均为中空结构，且与第二缸体（317）内腔连通；每个顶杆（319）的两侧各套设有一个球囊（320）；球囊（320）内腔与第二缸体（317）内腔连通；所有第二缸体（317）通过管路与第二汇流阀（315）连通；第一汇流阀（305）、第二汇流阀（315）、所有连接管路、所有第一缸体（306）、所有第二缸体（317）、所有顶杆（319）和所有球囊（320）内均充斥有液压油；顶杆（319）用于与压电振子（106）的输入端接触配合。
9.如权利要求8所述的一种基于微分几何特征非线性化压电振子（106）的波浪发电浮体，其特征在于：主动关节为球齿轮（311）；从动关节为球齿盘（312）；球齿轮（311）与球齿盘（312）接触啮合。
10.如权利要求8所述的一种基于微分几何特征非线性化压电振子（106）的波浪发电浮体，其特征在于：主动关节为摩擦球（324）；从动关节为摩擦板（325）；摩擦球（324）和摩擦板（325）表面均设置有增大摩擦力的磨砂层。
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