CN205858563U - 一种新型摆式海洋能发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种新型摆式海洋能发电装置，属于发电装置技术领域，装置包括摇摆臂、位于摇摆臂内部的海洋能发电机器人机构、与摇摆臂相连的机体支架、能量传输装置和能量输出装置；海洋能发电机器人机构包括圆环支架、液压单元、连杆和八形符；圆环支架内部设有液压单元，液压单元包括液压缸和活塞杆，液压缸底部与圆环支架内表面相连；活塞杆底部一端与液压缸移动配合，活塞杆另一端与连杆相连，活塞杆顶端与八形符接触连接；通过摇摆臂内部的海洋能发电机器人机构捕获海洋能，并通过所述能量传输装置向能量输出装置发电，能量吸收效率高、适应性强。

Description

一种新型摆式海洋能发电装置

技术领域

本实用新型涉及一种新型摆式海洋能发电装置，属于发电装置技术领域。

背景技术

在煤、石油和天然气等非再生能源日益衰竭的今天，海洋能作为绿色可再生能源得到政府的重视，有希望减缓因能源日益短缺而带来的危机。海洋能是指海洋表面波浪所具有的动能和势能，在全球的分布最为广泛，是地球上的可再生能源之一。中国沿海 ( 除台湾东岸部分区段以外 ) 属于较弱的海洋能资源区域。然而，现在的大多数海洋能发电设备比较适用于波涛汹涌的海洋能集中的环境，且主要问题是制造成本高和装置易腐蚀、维护困难等，因而限制了波浪发电技术在中国沿海地区的推广。目前，当务之急是尽快开发适用于我国沿海波浪特点的收集海洋能的手段，即适合于从较弱的海浪中提取海洋能的关键技术，提高装置的效率以及大大降低建设成本，才能推广海洋能采集技术在中国的推广使用。

目前，海洋能发电装置有很多类型，根据吸收海洋能的方式不同可以分为机械式、液压式、空气式、电磁式。其中液压式发电的结构运行稳定而被广泛运用。国内外众多机构已经研究出多种形式的海洋能转换装置，普遍存在转换效率偏低的问题，成为大规模推广应用的障碍之一。在综合分析已有装置的基础上，设计出一种能有效提高海洋能利用率的新型摆式海洋能发电装置。

发明内容

针对现有技术的区别与不足，本实用新型提供一种新型摆式海洋能发电装置。

本实用新型专利包括摇摆臂、海洋能发电机器人机构、机体支架。新型摆式海洋能发电装置海洋能利用率高，提高了海洋能发电效率。

本实用新型的技术方案如下：

一种新型摆式海洋能发电装置，其特征在于，包括摇摆臂、位于摇摆臂内部的海洋能发电机器人机构、与摇摆臂相连的机体支架；海洋能发电机器人机构中贯穿设有固定轴，固定轴与机体支架相连；海洋能发电机器人机构包括圆环支架、液压单元、连杆和八形符；圆环支架内部设有四个液压单元，液压单元包括液压缸和活塞杆，液压缸底部与圆环支架内表面相连；活塞杆底部一端与液压缸移动配合，活塞杆另一端与连杆相连，活塞杆顶端与八形符接触连接；八形符为截面边线为曲线的盘台，八形符中间设有通孔，八形符通过通孔与固定轴旋转配合，八形符与摇摆臂内表面相连。

该海洋能发电装置所用材料为防海水腐蚀材料，机体支架固定在海底，固定轴与机体支架固定连接，所以固定轴相对海底固定、不做相对转动；随着海洋波浪的发生，使得摇摆臂摇摆运动，摇摆臂带动八形符沿固定轴做来回旋转，由于活塞杆顶端与八形符接触连接且八形符为截面边线为曲线的盘台，所以八形符在转动过程中会导致活塞杆发生轴向位移，从而使海洋能发电机器人机构捕获海洋能，并通过所述能量传输装置向能量输出装置发电。

油箱分别向每个液压缸的进油管注油，每个液压缸流出的液压油通过出油管汇流至固定轴中的出油孔，通过固定轴中的出油孔流至蓄能器和液压马达，高压油液带动液压马达做功后，最后汇流至油箱；液压马达驱动发电机发电。

根据本实用新型优选的，所述一种新型摆式海洋能发电装置还包括能量传输装置和能量输出装置，能量传输装置和能量输出装置设于固定轴的外侧；能量传输装置包括与液压缸相连的蓄能器和液压马达，蓄能器与液压马达相连；能量输出装置为发电机，液压马达与发电机相连。

根据本实用新型优选的，海洋能发电机器人机构的数量为两个，每个海洋能发电机器人机构内部的液压单元的数量为四个，四个液压单元彼此之间呈90°均匀分布于圆环支架内部，在圆环支架内部呈圆周均匀分布；海洋能发电机器人机构两侧各设有四个连杆，每一侧的四个连杆均呈平行四边形分布，每个连杆两端与相邻两个活塞杆相连。

进一步优选的，与连杆相连的活塞杆一端沿活塞杆轴向设有两个截面，截面形状为矩形，截面所在平面与活塞杆轴向平行，每个截面上有两个圆柱凸台，活塞杆顶端设有一个半圆盘凸台，半圆盘凸台沿活塞杆轴向的截面形状为半圆形，半圆盘凸台与八形符接触连接，半圆盘凸台的半圆盘凸台侧表面分别与八形符的八形符侧表面相切配合，面面接触；每个连杆两端通过转动副与相邻活塞杆的截面上的圆柱凸台连接。

根据本实用新型优选的，八形符通过中间连接杆与摇摆臂内表面相连，中间连接杆为T形杆，包括一个伸出端和两个短端；八形符一侧设有短凸台，短凸台中间为圆柱形空腔，短凸台与固定轴旋转配合，八形符另一侧设有长凸台，长凸台与中间连接杆的短端固接，伸出端与摇摆臂相连，长凸台末端设有花键，短端内部设有花键槽，长凸台与短端通过花键连接；优选的，摇摆臂内表面设有摇摆臂内孔，中间连接杆的伸出端通过摇摆臂内孔与摇摆臂相连；进一步优选的，中间连接杆的伸出端与摇摆臂内孔通过花键连接。既便于安装和更换维修，也能保障做功传递。

根据本实用新型优选的，海洋能发电机器人机构的数量为两个，两个海洋能发电机器人机构对称分布于摇摆臂内部两端。

根据本实用新型优选的，摇摆臂内表面设有两个限位销，圆环支架外圆柱表面上设有限位槽，限位销匹配位于限位槽内。限位槽避免因设备摆动过大而无法复位，限位销在限位槽中移动，当限位销到达最高、最低位置时，限位槽则会阻止摇摆臂继续摆动，避免因风浪过大时，发电装置无法复位。

进一步优选的，圆环支架外圆柱表面上还设有导向槽，导向槽与限位槽垂直相交。导向槽便于摇摆臂内表面的限位销与圆环支架的安装配合。

根据本实用新型优选的，为减少圆环支架外表面与摇摆臂内表面的摩擦，圆环支架与摇摆臂内表面之间设有空隙，圆环支架外圆柱表面设有半球形槽，半球形槽内设有钢珠。优选的，半球形槽的数量为六个，在圆环支架外圆柱表面呈圆周均匀分布。在空隙之中填充呈圆周分布的六个钢珠，钢珠与圆环支架的半球形槽通过球副相配合，当摇摆臂摆动时，钢珠可以减小摇摆臂内表面与圆环支架外表面之间的摩擦。

根据本实用新型优选的，圆环支架外侧表面通过螺钉将第二密封板与圆环支架固接；第一密封板与摇摆臂外侧表面通过螺钉固接；第二密封板通过平键固定在固定轴上。故固定轴、第二密封板、圆环支架均相对于海底是固定不动的。

相对于现有海洋能发电机构来说，本实用新型所述一种新型摆式海洋能发电装置具有如下优点：

（1）本实用新型所述海洋能发电装置具有较高的能量吸收效率。从结构上，八个液压缸单元可同时工作，从而有较高的能量吸收效率。

（2）本实用新型所述海洋能发电装置，装置整体处于密封状态，保证内部系统能够避免海水的侵蚀，能够更好的应对恶劣的海洋环境。

（3）本实用新型所述海洋能发电装置，具有结构新颖、机构简单，运动稳定，安装方便的优点，具有很大的使用价值。

附图说明

图1是本实用新型所述发电装置的整体结构示意图。

图2是本实用新型所述海洋能发电机器人机构示意图。

图3是本实用新型所述发电装置的俯视图。

图4是本实用新型所述摇摆臂结构示意图。

图5是本实用新型所述中间连接杆的结构示意图。

图6是本实用新型所述活塞杆的结构示意图。

图7是本实用新型所述八形符的结构示意图。

图8是本实用新型所述能量传输装置和能量输出装置的液压回路布置图。

图9是本实用新型发电装置的侧视透视示意图。

其中：1-摇摆臂，2-机体支架，3-固定轴，4-第一密封板，5-第二密封板，6-活塞杆，7-圆环支架，8-连杆，9-液压缸，10-八形符，11-摇摆臂内孔，12-钢珠，13-中间连接杆，14-油箱，15-蓄能器，16-液压马达，17-发电机，18-圆柱凸台，19-半圆盘凸台，20-短凸台，21-长凸台，22-半球形槽，23-花键，24-导向槽，25-限位槽，26-限位销，27-花键，28-花键槽，29-半圆盘凸台侧表面，30-八形符侧表面，31-进油孔，32-出油孔。

具体实施方式：

下面结合实例和说明书附图对本实用新型做详细的说明，但不限于此。

如图1-9所示。

实施例1：

一种新型摆式海洋能发电装置，包括摇摆臂1、位于摇摆臂内部的海洋能发电机器人机构、与摇摆臂相连的机体支架2、能量传输装置和能量输出装置；海洋能发电机器人机构的数量为两个，两个海洋能发电机器人机构对称分布于摇摆臂1内部两端。

海洋能发电机器人机构包括圆环支架7、液压单元、连杆8和八形符10；圆环支架7内部设有液压单元，液压单元包括液压缸9和活塞杆6，液压缸底部与圆环支架内表面相连；活塞杆底部一端与液压缸移动配合，活塞杆另一端与连杆相连，活塞杆顶端与八形符接触连接；八形符10为截面边线为曲线的盘台，八形符中间设有圆柱形通孔，八形符通过通孔与固定轴3旋转配合，八形符与摇摆臂内表面相连；固定轴3与机体支架2固定连接；固定轴的外侧设置有能量传输装置和能量输出装置；能量传输装置包括与液压缸相连的蓄能器15和液压马达16，蓄能器15与液压马达16相连；能量输出装置为发电机17，液压马达16与发电机17相连。

圆环支架外侧表面通过螺钉将第二密封板5与圆环支架7固接；第一密封板4与摇摆臂外侧表面通过螺钉固接；第二密封板5通过平键固定在固定轴3上。故固定轴、第二密封板、圆环支架均相对于海底是固定不动的。

该海洋发电装置所用材料为防海水腐蚀材料，机体支架固定在海底，固定轴与机体支架固定连接，所以固定轴相对海底固定、不做相对转动；随着海洋波浪的发生，使得摇摆臂摇摆运动，摇摆臂带动八形符沿固定轴做来回旋转，由于活塞杆顶端与八形符接触连接且八形符为截面边线为曲线的盘台，所以八形符在转动过程中会导致活塞杆发生轴向位移，从而使海洋能发电机器人机构捕获海洋能，并通过所述能量传输装置向能量输出装置发电。

油箱分别向每个液压缸的进油管注油，每个液压缸流出的液压油通过出油管汇流至固定轴中的出油孔，通过固定轴中的出油孔流至蓄能器和液压马达，高压油液带动液压马达做功后，最后汇流至油箱；液压马达驱动发电机发电。

实施例2：

一种新型摆式海洋能发电装置，其结构如实施例1所述，区别在于，海洋能发电机器人机构的数量为两个，每个海洋能发电机器人机构内部的液压单元的数量为四个，四个液压单元彼此之间呈90°均匀分布于圆环支架内部；海洋能发电机器人机构两侧各设有四个连杆，每一侧的四个连杆均呈平行四边形分布，每个连杆两端与相邻两个活塞杆相连。

实施例3：

一种新型摆式海洋能发电装置，其结构如实施例2所述，区别在于，与连杆相连的活塞杆6一端沿活塞杆轴向设有两个截面，截面形状为矩形，截面所在平面与活塞杆6轴向平行，每个截面上有两个圆柱凸台18，活塞杆6顶端设有一个半圆盘凸台19，半圆盘凸台19沿活塞杆轴向的截面形状为半圆形，半圆盘凸台与八形符接触连接，半圆盘凸台的半圆盘凸台侧表面29分别与八形符的八形符侧表面30相切配合，面面接触；每个连杆两端通过转动副与相邻活塞杆的截面上的圆柱凸台18连接。

实施例4：

一种新型摆式海洋能发电装置，其结构如实施例1所述，区别在于，八形符10通过中间连接杆13与摇摆臂内表面相连，中间连接杆为T形杆，包括一个伸出端和两个短端；八形符一侧设有短凸台20，短凸台20中间为圆柱形空腔，短凸台20与固定轴旋转配合，八形符另一侧设有长凸台21，长凸台21与中间连接杆的短端固接，中间连接杆的伸出端与摇摆臂1相连，长凸台21末端设有花键27，短端内部设有花键槽28，长凸台与短端通过花键连接；摇摆臂内表面设有摇摆臂内孔11，中间连接杆13的伸出端通过摇摆臂内孔11与摇摆臂1相连；中间连接杆13的伸出端与摇摆臂内孔11通过花键连接。既便于安装和更换维修，也能保障做功传递。

实施例5：

一种新型摆式海洋能发电装置，其结构如实施例1所述，区别在于，摇摆臂内表面设有两个限位销26，圆环支架外圆柱表面上设有限位槽25，限位销26匹配位于限位槽25内。限位槽避免因设备摆动过大而无法复位，限位销在限位槽中移动，当限位销到达最高、最低位置时，限位槽则会阻止摇摆臂继续摆动，避免因风浪过大时，发电装置无法复位。

实施例6：

一种新型摆式海洋能发电装置，其结构如实施例5所述，区别在于，圆环支架外圆柱表面上还设有导向槽24，导向槽与限位槽垂直相交。导向槽便于摇摆臂内表面的限位销与圆环支架的安装配合。

实施例7：

一种新型摆式海洋能发电装置，其结构如实施例1所述，区别在于，为减少圆环支架外表面与摇摆臂内表面的摩擦，圆环支架与摇摆臂内表面之间设有空隙，圆环支架外圆柱表面设有半球形槽22，半球形槽内设有钢珠12。半球形槽的数量为六个，在圆环支架外圆柱表面呈圆周均匀分布。在空隙之中填充呈圆周分布的六个钢珠，钢珠12与圆环支架7的半球形槽22通过球副相配合，当摇摆臂摆动时，钢珠可以减小摇摆臂内表面与圆环支架外表面之间的摩擦。

Claims (7)

1.一种新型摆式海洋能发电装置，其特征在于，包括摇摆臂、位于摇摆臂内部的海洋能发电机器人机构、与摇摆臂相连的机体支架；海洋能发电机器人机构中贯穿设有固定轴，固定轴与机体支架相连；海洋能发电机器人机构包括圆环支架、液压单元、连杆和八形符；圆环支架内部设有至少两个液压单元，相邻两个液压单元之间通过连杆连接，液压单元一端与八形符接触连接；八形符为截面边线为曲线的盘台，八形符中间设有通孔，八形符通过通孔与固定轴旋转配合，八形符与摇摆臂内表面相连。

2.根据权利要求1所述的一种新型摆式海洋能发电装置，其特征在于，液压单元包括液压缸和活塞杆，液压缸底部与圆环支架内表面相连，活塞杆底部一端与液压缸移动配合，活塞杆另一端与连杆相连，活塞杆顶端与八形符接触连接；所述一种新型摆式海洋能发电装置还包括能量传输装置和能量输出装置，能量传输装置和能量输出装置设于固定轴的外侧；能量传输装置包括与液压缸相连的蓄能器和液压马达，蓄能器与液压马达相连；能量输出装置为发电机，液压马达与发电机相连。

3.根据权利要求2所述的一种新型摆式海洋能发电装置，其特征在于，海洋能发电机器人机构的数量为两个，每个海洋能发电机器人机构内部的液压单元的数量为四个，在圆环支架内部呈圆周均匀分布；海洋能发电机器人机构两侧各设有四个连杆，每一侧的四个连杆均呈平行四边形分布，每个连杆两端与相邻两个活塞杆相连；与连杆相连的活塞杆一端沿活塞杆轴向设有两个截面，截面形状为矩形，每个截面上有两个圆柱凸台，活塞杆顶端设有一个半圆盘凸台，半圆盘凸台沿活塞杆轴向的截面形状为半圆形，半圆盘凸台与八形符接触连接，半圆盘凸台的半圆盘凸台侧表面分别与八形符的八形符侧表面相切配合；每个连杆两端通过转动副与相邻活塞杆的截面上的圆柱凸台连接。

4.根据权利要求1所述的一种新型摆式海洋能发电装置，其特征在于，八形符通过中间连接杆与摇摆臂内表面相连，中间连接杆为T形杆，包括一个伸出端和两个短端；八形符一侧设有短凸台，短凸台中间为圆柱形空腔，短凸台与固定轴旋转配合，八形符另一侧设有长凸台，长凸台与中间连接杆的短端固接，伸出端与摇摆臂相连，长凸台末端设有花键，短端内部设有花键槽，长凸台与短端通过花键连接；摇摆臂内表面设有摇摆臂内孔，中间连接杆的伸出端通过摇摆臂内孔与摇摆臂相连；中间连接杆的伸出端与摇摆臂内孔通过花键连接。

5.根据权利要求1所述的一种新型摆式海洋能发电装置，其特征在于，海洋能发电机器人机构的数量为两个，两个海洋能发电机器人机构对称分布于摇摆臂内部两端。

6.根据权利要求1所述的一种新型摆式海洋能发电装置，其特征在于，摇摆臂内表面设有两个限位销，圆环支架外圆柱表面上设有限位槽，限位销匹配位于限位槽内；圆环支架外圆柱表面上还设有导向槽，导向槽与限位槽垂直相交。

7.根据权利要求1所述的一种新型摆式海洋能发电装置，其特征在于，圆环支架与摇摆臂内表面之间设有空隙，圆环支架外圆柱表面设有半球形槽，半球形槽内设有钢珠；半球形槽的数量为六个，在圆环支架外圆柱表面呈圆周均匀分布。