一种基于纵摇横摇与垂荡的PTO装置的制作方法

一种基于纵摇横摇与垂荡的pto装置
技术领域
1.本实用新型涉及波浪能俘获以及将其动力输出技术领域，特别涉及一种基于纵摇横摇与垂荡的pto装置。


背景技术：

2.海洋波浪能是一种能量密度高、分布广泛、资源量丰富的可再生清洁能源。然而，漂浮式波浪能俘获装置，在波浪能激励作用下，产生纵摇、横摇与垂荡运动。如何将纵摇、横摇与垂荡运动进行解耦并单独控制，使其动力高效输出，是我们追求的目标。
3.采用基于纵摇横摇与垂荡的pto装置，能完美的解决多自由度的解耦，可单独地对纵摇、横摇与垂荡运动的pto控制，获得高效吸收能量的目的。


技术实现要素：

4.本实用新型提出一种能完美成解决纵摇、横摇与垂荡三个自由度运动的解耦问题，并将纵摇、横摇与垂荡运动的动力输出装置（pto）。
5.为达到以上目的，通过以下技术方案实现。
6.一种基于纵摇横摇与垂荡的pto装置，包括：筏子总成、向心锤万向节总成、单向转换机构、垂荡摇臂、平行杆。
7.筏子总成包括：中部镂空的浮子、在浮子镂空中部位于横轴向固定安装二套浮子轴瓦座、安装于浮子内部的单向转换机构；其中，二套浮子轴瓦座用于支承组合节横向轴，单向转换机构的输入轴与浮子轴瓦座在同一轴线上。
8.向心锤万向节总成包括：向心锤、组合节；其中，向心锤始终指向地球引力地心，向心锤纵向轴两端与二套组合节轴瓦座配合装配，组合节可绕向心锤纵向轴横摇，向心锤纵向轴阶梯轴端，插入安装于组合节侧边的单向转换机构的空心输入轴连接装配，由于组合节横摇驱动单向转换机构扭转，将浮子往复横摇变换成单向旋转的动力输出；其中，向心锤纵向轴另一端与向心锤横向轴固定连接，向心锤横向轴在向心锤纵向轴的正上方隔空正交，两端与摇臂轴孔配合装配，摇臂可绕向心锤横向轴上下摇摆，向心锤横向轴阶梯轴端，插入安装于摇臂端侧边的单向转换机构的空心输入轴连接装配，由于摇臂摇摆驱动单向转换机构扭转，将浮子垂荡变换成单向旋转的动力输出；其中，组合节横向轴两端与二套浮子轴瓦座配合装配，位于浮子的横轴向，浮子可绕组合节横向轴纵摇，阶梯轴端与安装于浮子内部的单向转换机构的输入轴通过联轴器轴连接，当浮子绕横向轴纵摇时，单向转换机构随浮子纵摇绕其输入轴往复扭转，并将往复扭转变换成单向旋转的动力输出；其中，向心锤下端轴销与两个杆轴孔配合装配，杆可绕向心锤下端轴销上下摇摆。
9.单向转换机构包括：同轴固定安装在输入轴上的主动链轮ⅰ和主动链轮ⅱ与主动张紧轮，固定安装在输出轴中部的棘轮,在棘轮右侧的被动链轮ⅰ与轴承套接在一起装配于输出轴上、通过链条与主动链轮ⅰ链条传动，此处链条为封闭，绕经主动链轮ⅰ和被动链轮ⅰ路径呈
‘
o’形；棘爪ⅰ安装在被动链轮ⅰ左侧与棘轮配合；在棘轮左侧的被动链轮ⅱ与轴承套
接在一起装配于输出轴上,通过链条与安装在被动链轮ⅱ与主动链轮ⅱ之间的导轮及主动链轮ⅱ链条传动，此处链条为开放，一端部固定于导轮上，另一端部固定于主动链轮ⅱ上，中部绕经被动链轮ⅱ路径呈
‘
w’形；棘爪ⅱ安装在被动链轮ⅱ右侧与棘轮配合；被动张紧轮与导轮同轴固定装配，通过链条与主动张紧轮链条传动，此处链条为封闭，绕经主动张紧轮和被动张紧轮路径呈
‘
o’形。
10.单向转换机构运行原理是：当输入轴顺时针旋转时，驱动主动链轮ⅰ和主动链轮ⅱ与主动张紧轮顺时针旋转，通过链条传递动力到下级；其中，被动链轮ⅰ顺时针旋转，驱动棘爪ⅰ顺时针旋转与棘轮啮合，推动棘轮顺时针旋转，由输出轴输出动力；其中，主动链轮ⅱ顺时针释放链条，被动张紧轮驱动同轴的导轮顺时针收紧链条，链条绕经被动链轮ⅱ驱动其逆时针旋转，驱动棘爪ⅱ逆时针旋转与棘轮分离；当输入轴逆时针旋转时，驱动主动链轮ⅰ和主动链轮ⅱ与主动张紧轮逆时针旋转，通过链条传递动力到下级；其中，被动链轮ⅰ逆时逆旋转，驱动棘爪ⅰ逆时针旋转与棘轮分离；其中，主动链轮ⅱ逆时针收紧链条，被动张紧轮驱动同轴的导轮逆时针释放链条，链条绕经被动链轮ⅱ驱动其顺时针旋转，驱动棘爪ⅱ顺时针旋转与棘轮啮合，推动棘轮顺时针旋转，由输出轴输出动力；如此将往复扭转运动转换成单向转动的扭矩。
11.垂荡摇臂包括：摇臂、摇臂两端的摇臂轴孔、安装于摇臂两端侧边的单向转换机构，其作用：把垂荡运动转换扭转由单向转换机构将其动力输出。
12.平行杆包括：杆、杆的两个u形端的杆轴孔，其作用：与垂荡摇臂构成平行四边形，保持两个向心锤平行，并始终指向地球引力地心。
13.上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
14.本实用新型共11幅附图。
15.图1为本实用新型的摘要附图。
16.图2为本实用新型的筏子总成结构示意图。
17.图3为本实用新型的向心锤万向节总成示意图。
18.图4为本实用新型的单向转换机构的机械结构简图。
19.图5为本实用新型的垂荡摇臂结构示意图。
20.图6为本实用新型的平行杆结构示意图。
21.图7为本实用新型的纵摇运动状态示意图。
22.图8为本实用新型的横摇运动状态示意图。
23.图9为本实用新型的垂荡运动状态示意图。
24.图10为本实用新型的整体运动状态示意图。
25.图11为本实用新型的装置爆炸图。
26.图中：1、筏子总成，1a、浮子，1b、浮子轴瓦座，2、向心锤万向节总成，2a、向心锤，2a.1、向心锤纵向轴，2a.2、向心锤横向轴，2a.3、向心锤下端轴销，2b、组合节，2b.1、组合节横向轴，2b.2、组合节轴瓦座，3、单向转换机构，3a、输入轴，3b、输出轴，3c.1主动链轮ⅰ，
3c.2主动链轮ⅱ，3d.1、被动链轮ⅰ，3d.2、被动链轮ⅱ，3e、棘轮，3e.1、棘爪ⅰ，3e.2、棘爪ⅱ，3f、导轮，3g、被动张紧轮，3h、主动张紧轮，3i、链条，4、垂荡摇臂，4a、摇臂，4a.1、摇臂轴孔，5、平行杆，5a、杆，5b、杆轴孔。
具体实施方式
27.如图1至图11所示的一种基于纵摇横摇与垂荡的pto装置，包括：筏子总成1、向心锤万向节总成2、单向转换机构3、垂荡摇臂4、平行杆5。
28.筏子总成1包括：中部镂空的浮子1a、在浮子1a镂空中部位于横轴向固定二套浮子轴瓦座1b、安装于浮子1a内部的单向转换机构3；其中，二套浮子轴瓦座1b用于支承组合节横向轴2b.1，单向转换机构3的输入轴3a与浮子轴瓦座1b在同一轴线上。
29.向心锤万向节总成2包括：向心锤2a、组合节2b；其中，向心锤2a始终指向地球引力地心，向心锤纵向轴2a.1两端与二套组合节轴瓦座2b.2配合装配，组合节2b可绕向心锤纵向轴2a.1横摇，向心锤纵向轴2a.1阶梯轴端，插入安装于组合节2b侧边的单向转换机构3的空心输入轴3a连接装配，由于组合节2b横摇驱动单向转换机构3扭转，将浮子1a往复横摇变换成单向旋转的动力输出；其中，向心锤纵向轴2a.1另一端与向心锤横向轴2a.2固定连接，向心锤横向轴2a.2在向心锤纵向轴2a.1的正上方隔空正交，两端与摇臂轴孔4a.1配合装配，摇臂4a可绕向心锤横向轴2a.2上下摇摆，向心锤横向轴2a.2阶梯轴端，插入安装于摇臂4a端侧边的单向转换机构3的空心输入轴3a连接装配，由于摇臂4a摇摆驱动单向转换机构3扭转，将浮子1a垂荡变换成单向旋转的动力输出；其中，组合节横向轴2b.1两端与二套浮子轴瓦座1b配合装配，位于浮子1a的横轴向，浮子1a可绕组合节横向轴2b.1纵摇，其阶梯轴端与安装于浮子1a内部的单向转换机构3的输入轴3a通过联轴器轴连接，当浮子1a绕横向轴纵摇时，单向转换机构3随浮子1a纵摇绕其输入轴3a往复扭转，并将往复扭转变换成单向旋转的动力输出；其中，向心锤下端轴销2a.3与两个杆轴孔5b配合装配，杆5a可绕向心锤下端轴销2a.3上下摇摆。
30.单向转换机构3包括：同轴固定安装在输入轴3a上的主动链轮ⅰ3c.1和主动链轮ⅱ3c.2与主动张紧轮3h，固定安装在输出轴3b中部的棘轮3e,在棘轮3e右侧的被动链轮ⅰ3d.1与轴承套接在一起装配于输出轴3b上，通过链条3i与主动链轮ⅰ3c.1链条传动，此处链条3i为封闭，绕经主动链轮ⅰ3c.1和被动链轮ⅰ3d.1路径呈
‘
o’形；棘爪ⅰ3e.1安装在被动链轮ⅰ3d.1左侧与棘轮3e配合；在棘轮3e左侧的被动链轮ⅱ3d.2与轴承套接在一起装配于输出轴3b上,通过链条3i与安装在被动链轮ⅱ3d.2与主动链轮ⅱ3c.2之间的导轮3f及主动链轮ⅱ3c.2链条传动，此处链条3i为开放，一端部固定于导轮3f上，另一端部固定于主动链轮ⅱ3c.2上，中部绕经被动链轮ⅱ3d.2路径呈
‘
w’形；棘爪ⅱ3e.2安装在被动链轮ⅱ3d.2右侧与棘轮3e配合；被动张紧轮3g与导轮3f同轴固定装配，通过链条3i与主动张紧轮3h链条传动，此处链条3i为封闭，绕经主动张紧轮3h和被动张紧轮3g路径呈
‘
o’形。
31.单向转换机构3运行原理是：当输入轴3a顺时针旋转时，驱动主动链轮ⅰ3c.1和主动链轮ⅱ3c.2与主动张紧轮3h顺时针旋转，通过链条3i传递动力到下级；其中，被动链轮ⅰ3d.1顺时针旋转，驱动棘爪ⅰ3e.1顺时针旋转与棘轮3e啮合，推动棘轮3e顺时针旋转，由输出轴3b输出动力；其中，主动链轮ⅱ3c.2顺时针释放链条3i，被动张紧轮3g驱动同轴的导轮3f顺时针收紧链条3i，链条3i绕经被动链轮ⅱ3d.2驱动其逆时针旋转，驱动棘爪ⅱ3e.2逆
时针旋转与棘轮3e分离；当输入轴3a逆时针旋转时，驱动主动链轮ⅰ3c.1和主动链轮ⅱ3c.2与主动张紧轮3h逆时针旋转，通过链条3i传递动力到下级；其中，被动链轮ⅰ3d.1逆时逆旋转，驱动棘爪ⅰ3e.1逆时针旋转与棘轮3e分离；其中，主动链轮ⅱ3c.2逆时针收紧链条3i，被动张紧轮3g驱动同轴的导轮3f逆时针释放链条3i，链条3i绕经被动链轮ⅱ3d.2驱动其顺时针旋转，驱动棘爪ⅱ3e.2顺时针旋转与棘轮3e啮合，推动棘轮3e顺时针旋转，由输出轴3b输出动力；如此将往复扭转运动转换成单向转动的扭矩。
32.垂荡摇臂4包括：摇臂4a、摇臂4a两端的摇臂轴孔4a.1、安装于摇臂4a两端侧边的单向转换机构3，其作用：把垂荡运动转换扭转由单向转换机构3将其动力输出。
33.平行杆5包括：杆5a、杆5a的两个u形端的杆轴孔5b，其作用：与垂荡摇臂4构成平行四边形，保持两个向心锤2a平行，并始终指向地球引力地心。
34.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上诉揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。