一种绕线轮式波浪能发电装置

技术领域

本发明涉及波浪能发电技术领域，尤其是一种绕线轮式波浪能发电装置。

背景技术

随着世界能源的需求量不断地增加，燃料能源面临枯竭，清洁能源的利用受到了高度的重视,我国具有着丰富的海洋资源，波浪能是一种可再生的清洁能源，振荡式波浪能发电装置可将波浪能转换为机械能，机械能转化为电能的电力设备。

在波浪的作用下，发电装置中的振子上下振动，动子线圈切割磁力线，直线发电机产生电流，进行发电;为了提高发电效率，目前振荡式发电装置普遍使用了拉簧，使振子在振动过程中受到拉簧力的作用，达到海浪能量的最大回收，传统的波浪能发电装置中拉簧伸长量与振子行程距离一样，拉簧伸长量较长，降低了拉簧寿命，影响了发电效果。

发明内容

为了解决以上问题，本发明提供了一种绕线轮式波浪能发电装置，将拉簧放在底端,用四个绕线轮通过钢丝绳分别拉住振子和拉簧环板，使装置紧凑，设计了齿轮轴系结构，通过齿轮传动改变中间轴和前后轴的转速大小，来降低拉簧拉伸量与振子运动行程之比，使拉簧的伸长量达到所需理想长度，提高了发电效率。

本发明提供的一种绕线轮式波浪能发电装置，包括底盘、拉簧、拉簧环板、拉簧环板导柱孔、中心孔、拉簧环板导柱、振子导杆、振子、通孔一、通孔二、电机柜、顶盘、立柱、外筒、锚链、筒盖、钢丝绳一、钢丝绳二和传动比调节系统， 所述锚链安装于所述外筒底部两侧，所述筒盖可拆卸式安装于所述外筒上部，所述拉簧为四个，均匀分布安装在所述底盘和所述拉簧环板之间，所述拉簧环板导柱孔开设于所述拉簧环板上，所述中心孔位于所述拉簧环板中部，所述拉簧环板导柱一端固接于所述顶盘下表面，一端穿过所述拉簧环板导柱孔后固结于所述底盘上表面，所述振子位于所述拉簧环板和顶盘之间，所述通孔一、通孔二均开设于所述振子上，所述振子导杆一端固接于所述顶盘下表面，一端依次穿过所述通孔一、拉簧环板的中心孔后固接于所述底盘上表面，所述立柱一端连接所述顶盘，另一端穿过所述通孔二、所述中心孔后固接于所述底盘上表面，所述电机柜安装于所述顶盘上表面，所述传动比调节系统包括前轴、绕线轮一、绕线轮二、绕线轮三、绕线轮四、中间轴、后轴、支座、固定盘、双联小齿轮滑套、调节螺杆、双联大齿轮一和双联大齿轮二，前轴、中间轴、后轴两端均安装有支座，所述支座安装于所述顶盘上表面，所述前轴右端安装有所述绕线轮一，所述后轴左端安装有所述绕线轮四，所述绕线轮二、绕线轮三安装于所述中间轴的左右两端，所述双联大齿轮一套设于所述后轴上，所述双联大齿轮二套设于所述前轴上，所述双联小齿轮滑套套设于所述中间轴上，所述固定盘固定安装于所述中间轴上且位于所述双联小齿轮滑套右侧，所述双联小齿轮滑套包括空心轴、左小齿轮、右小齿轮、圆盘、螺纹孔，所述左小齿轮、右小齿轮、圆盘依次安装于所述空心轴上，所述左小齿轮直径小于所述右小齿轮，所述螺纹孔开设于所述圆盘边缘，所述固定盘上开设有与所述螺纹孔同轴的螺纹孔，所述调节螺杆依次连接所述圆盘的螺纹孔和所述固定盘上的螺纹孔，从而将所述圆盘和所述固定盘联接，所述双联大齿轮一包括同轴心但直径不同的左大齿轮一、右大齿轮一，所述双联大齿轮二包括同轴心但直径不同的左大齿轮二、右大齿轮二，初始状态时，所述左大齿轮一、左大齿轮二均与所述左小齿轮啮合，所述右大齿轮一、右大齿轮二均与所述右小齿轮不啮合，调节传动比时，调节所述调节螺杆，将所述双联小齿轮滑套向后移动直至所述左大齿轮一、左大齿轮二均与所述左小齿轮脱离，而所述右大齿轮一、右大齿轮二均与所述右小齿轮啮合，所述绕线轮一、绕线轮四 均通过所述钢丝绳二与所述拉簧环板联接，所述绕线轮二、绕线轮三 均通过所述钢丝绳一与所述振子联接，永磁体安装在所述立柱上。

作为本发明的进一步改进，所述振子和拉簧环板均采用圆形结构，使整体对称结构稳定。

本发明提供的绕线轮式波浪能发电装置,结构紧凑，有益效果有：本发明将拉簧放在底端,用四个绕线轮通过钢丝绳分别拉住振子和拉簧环板，使装置紧凑，设计了齿轮轴系结构，通过齿轮传动改变中间轴和前后轴的转速大小，来降低拉簧拉伸量与振子运动行程之比，使拉簧的伸长量达到所需理想长度，提高发电效率，由于绕线轮一、绕线轮二、绕线轮三、绕线轮四直径相同，所述左大齿轮一、左大齿轮二直径相同，所述右大齿轮一、右大齿轮二直径相同，通过上述的齿轮与左小齿轮、右小齿轮的啮合，给出了两种拉簧拉伸量与振子运动行程之比，适应不同的海况，使振子在波浪的作用及拉簧拉力的作用下达到共振效果，提高发电效率。

附图说明

图1 为本发明的绕线轮式波浪能发电装置外部结构示意图;

图2 为图1中除去外筒后的绕线轮式波浪能发电装置内部结构示意图;

图3 为图2中的传动比调节系统的结构示意图;

图4 为图2中的双联小齿轮滑套的结构示意图;

图5 为图2中的双联大齿轮一的结构示意图;

图6 为图2中的双联大齿轮二的结构示意图;

图7 为左小齿轮和左大齿轮相互啮合的状态图;

图8 为右小齿轮和右大齿轮相互啮合的状态图;

其中，1、底盘;2、拉簧;3、拉簧环板;3-1、拉簧环板导柱孔;3-2、中心孔;14、拉簧环板导柱;4、振子导杆;5、振子;5-1、通孔一;5-2、通孔二;11、电机柜;12、顶盘;13、立柱;20、外筒;21、锚链;22、筒盖;6-1、钢丝绳一;6-2、钢丝绳二;7、前轴;8-1、绕线轮一;8-2、绕线轮二;8-3、绕线轮三;8-4、绕线轮四;9、中间轴;10、后轴;15、支座;16、固定盘;17、双联小齿轮滑套;17-1、空心轴;17-2、左小齿轮;17-3、右小齿轮;17-4、圆盘;17-5、螺纹孔;18、调节螺杆;19、双联大齿轮一;19-1、左大齿轮一;19-2、右大齿轮一;23、双联大齿轮二;23-1、左大齿轮二;23-2、右大齿轮二。

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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-2所示，本发明提供的一种绕线轮式波浪能发电装置包括底盘1、拉簧2、拉簧环板3、拉簧环板导柱孔3-1、中心孔3-2、拉簧环板导柱14、振子导杆4、振子5、通孔一5-1、通孔二5-2、电机柜11、顶盘12、立柱13、外筒20、锚链21、筒盖22、钢丝绳一6-1、钢丝绳二6-2和传动比调节系统， 所述锚链21安装于所述外筒20底部两侧，所述筒盖22可拆卸式安装于所述外筒20上部，所述拉簧2为四个，均匀分布安装在所述底盘1和所述拉簧环板3之间，所述拉簧环板导柱孔3-1开设于所述拉簧环板3上，所述中心孔3-2位于所述拉簧环板3中部，所述拉簧环板导柱14一端固接于所述顶盘12下表面，一端穿过所述拉簧环板导柱孔3-1后固结于所述底盘1上表面，所述振子5位于所述拉簧环板3和顶盘12之间，所述通孔一5-1、通孔二5-2均开设于所述振子5上，所述振子导杆4一端固接于所述顶盘12下表面，一端依次穿过所述通孔一5-1、拉簧环板3的中心孔3-2后固接于所述底盘1上表面，所述立柱13一端连接所述顶盘12，另一端穿过所述通孔二5-2、所述中心孔3-2后固接于所述底盘1上表面，所述电机柜11安装于所述顶盘12上表面，所述传动比调节系统包括前轴7、绕线轮一8-1、绕线轮二8-2、绕线轮三8-3、绕线轮四8-4、中间轴9、后轴10、支座15、固定盘16、双联小齿轮滑套17、调节螺杆18、双联大齿轮一19和双联大齿轮二23，前轴7、中间轴9、后轴10两端均安装有支座15，所述支座15安装于所述顶盘12上表面，所述前轴7右端安装有所述绕线轮一8-1，所述后轴10左端安装有所述绕线轮四8-4，所述绕线轮二8-2、绕线轮三8-3安装于所述中间轴9的左右两端，所述双联大齿轮一19套设于所述后轴10上，所述双联大齿轮二23套设于所述前轴7上，所述双联小齿轮滑套17套设于所述中间轴9上，所述固定盘16固定安装于所述中间轴9上且位于所述双联小齿轮滑套17右侧，所述双联小齿轮滑套17包括空心轴17-1、左小齿轮17-2、右小齿轮17-3、圆盘17-4、螺纹孔17-5，所述左小齿轮17-2、右小齿轮17-3、圆盘17-4依次安装于所述空心轴17-1上，所述左小齿轮17-2直径小于所述右小齿轮17-3，所述螺纹孔17-5开设于所述圆盘17-4边缘，所述固定盘16上开设有与所述螺纹孔17-5同轴的螺纹孔，所述调节螺杆18依次连接所述圆盘17-4的螺纹孔17-5和所述固定盘16上的螺纹孔，从而将所述圆盘17-4和所述固定盘16联接，所述双联大齿轮一19包括同轴心但直径不同的左大齿轮一19-1、右大齿轮一19-2，所述双联大齿轮二23包括同轴心但直径不同的左大齿轮二23-1、右大齿轮二23-2，初始状态时，所述左大齿轮一19-1、左大齿轮二23-1均与所述左小齿轮17-2啮合，所述右大齿轮一19-2、右大齿轮二23-2均与所述右小齿轮17-3不啮合，调节传动比时，调节所述调节螺杆18，将所述双联小齿轮滑套17向后移动直至所述左大齿轮一19-1、左大齿轮二23-1均与所述左小齿轮17-2脱离，而所述右大齿轮一19-2、右大齿轮二23-2均与所述右小齿轮17-3啮合，所述绕线轮一8-1、绕线轮四8-4 均通过所述钢丝绳二6-2与所述拉簧环板3联接，所述绕线轮二8-2、绕线轮三8-3 均通过所述钢丝绳一6-1与所述振子5联接，永磁体安装在所述立柱13上。

所述振子和拉簧环板3均采用圆形结构，使整体对称结构稳定。

本发明的工作原理，如图3-6所示，当浮筒内的振子5在海浪的作用下往下移动时，和振子5相连的钢丝绳一6-1将带动绕线轮二8-2、绕线轮三8-3转动，继而带动中间轴9转动，在齿轮啮合作用下，前轴7和后轴10也随之反向转动，使得绕线轮四8-4和绕线轮一8-1也同时反向转动，通过钢丝绳二6-2带动拉簧环板3克服拉簧2拉力向上移动，且拉簧2的伸长量小于振子5的行程，当振子5移动到最下端时，振子5开始往上移动，此时在拉簧2的作用下，拉簧环板3向下移动，拉簧2的伸长量缩小，带动前轴7的绕线轮四8-4和后轴10的绕线轮一8-1 同时往一个方向旋转，通过齿轮组的啮合，带动中间轴9旋转，既然带动绕线轮二8-2、绕线轮三8-3同时旋转，通过绕线轮二8-2、绕线轮三8-3上的钢丝绳二6-2给振子5提供了一个向上的拉力，辅助振子5向上移动，直至振子5达到最高处，如此反复。

由于双联小齿轮滑套17中齿轮的齿数均小于双联大齿轮一19和双联大齿轮二23中的齿轮的齿数，使前轴7和后轴10的转速小于中间轴9的转速，前轴7和后轴10的转速相同，拉簧2的总拉长量小于振子5的总行程，降低了拉簧2拉伸量与拉簧2运动行程之比。

如图7-8所示，齿轮系有两种组合方式，第一种组合方式为左大齿轮一19-1、左大齿轮二23-1和左小齿轮17-2啮合，此时右大齿轮一19-2、右大齿轮二23-2和右小齿轮17-3错开，第二种组合方式为左大齿轮一19-1、左大齿轮二23-1和双联小齿轮的左小齿轮17-2位置错开，右大齿轮一19-2、右大齿轮二23-2和右小齿轮17-3啮合，这两种组合方式可以通过调节螺杆18完成，转动调节螺杆18，双联小齿轮滑套17便在调节螺杆18的作用下轴向移动，从而可以使双联小齿轮与双联大齿轮形成两种啮合方式，由于双联大齿轮的右大齿轮和双联小齿轮的右小齿轮的齿数之比小于双联大齿轮的左大齿轮和双联小齿轮的左小齿轮的齿数之比，所以拉簧2的拉伸量与振子5运动行程之比将发生改变，从而使得此发电装置可以根据不同海况，选择不同的齿轮系组合方式，使发电效果达到最佳。

本发明提供的绕线轮式波浪能发电装置,结构紧凑，有益效果有：本发明将拉簧放在底端，用四个绕线轮通过钢丝绳分别拉住振子和拉簧环板，使装置紧凑，设计了齿轮轴系结构，通过齿轮传动改变中间轴和前后轴的转速大小，来降低拉簧拉伸量与振子运动行程之比，使拉簧的伸长量达到所需理想长度，提高发电效率，由于绕线轮一8-1、绕线轮二8-2、绕线轮三8-3、绕线轮四8-4直径相同，所述左大齿轮一19-1、左大齿轮二23-1直径相同，所述右大齿轮一19-2、右大齿轮二23-2直径相同，通过上述的齿轮与左小齿轮17-2、右小齿轮17-3的啮合，给出了两种拉簧拉伸量与振子运动行程之比，适应不同的海况，使振子在波浪的作用及拉簧拉力的作用下达到共振效果，提高发电效率。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作任何其他形式的限制，而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本发明所要求保护的范围。