一种新型单棘轮浮子式海洋能发电装置的制作方法

本实用新型涉及一种新型单棘轮浮子式海洋能发电装置，属于海洋发电的技术领域。

背景技术：

海洋能是一种清洁、可再生能源，海洋的面积占地球总面积的71%，资源丰富，而我国的海域面积也非常广阔，在这些海域中蕴藏着极其丰富的海洋能资源；因此，开发和利用海洋波浪能对缓解我国能源危机和环境污染问题具有重要的现实意义。现在常见的海洋能发电形式有振荡水柱式，筏式，收缩波道式，振荡浮子式，鸭式等，但大多数发电装置吸收波浪能的形式单一，效率不高；鸭式发电装置虽然效率较高，但是制作困难且易被损坏，维护不便。

技术实现要素：

为了克服现有海洋能发电装置发电效率较低，制作困难，不易维护等不足之处，本实用新型提出了一种新型单棘轮浮子式海洋能发电装置，该装置在吸收海水浮力产生的能量的同时，也吸收浮子自身重力所产生的能量，配合储能装置，提高了能量转化效率且能量输出稳定，同时该装置也可安装在海上石油钻井平台上进行发电。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种新型单棘轮浮子式海洋能发电装置，包括浮子1，连接杆2，机架3，棘轮4，涡旋弹簧5，第一棘爪6，拉伸弹簧7，导轨8，第二棘爪9，发电机14和传动系统组成；传动系统包括第一增速齿轮10，第一传动轴11，第二增速齿轮12，第二传动轴13，第三增速齿轮15和第四增速齿轮16。

所述导轨与机架固定连接，安装在机架中部，所述连接杆与导轨以移动副连接，所述浮子位于连接杆底端，与连接杆固定连接。所述第一棘爪与连接杆之间以转动副连接，所述第二棘爪与连接杆之间以转动副连接，所述第一棘爪和第二棘爪分别和拉伸弹簧固定连接所述棘轮与机架间以转动副连接，所述涡旋弹簧一端与棘轮固定连接，另一端与第一传动轴固定连接；所述第一传动轴与机架间以转动副连接，所述第一增速齿轮与第一传动轴间采用键连接，所述第二传动轴与机架间以转动副连接，所述第二增速齿轮与第二传动轴间采用键连接，所述第三增速齿轮与第二传动轴间采用键连接；所述发电机固定在机架上，发电机的转轴与第四增速齿轮间采用键连接。

进一步，所述第一增速齿轮与第三增速齿轮相匹配，所述第二增速齿轮与第四增速齿轮相匹配，所述第一棘爪和第二棘爪均与棘轮相匹配。

进一步，所述第一棘爪和第二棘爪形状不同，浮子向上运动或者向下运动时只有其中一个棘爪推动棘轮进行工作。

进一步，所述机架可以固定在海底或者海上钻井平台上。

工作原理：当波浪到来时，在导轨的约束下，浮子受浮力带动连接杆向上运动。拉伸弹簧始终处于张紧状态，连接杆向上运动使第二棘爪带动棘轮逆时针转动，此时涡旋弹簧充能；涡旋弹簧通过第一传动轴带动第一增速齿轮转动，第一增速齿轮带动第三增速齿轮转动，第三增速齿轮通过第二传动轴带动第二增速齿轮转动，第二增速齿轮带动第四增速齿轮转动从而带动发电机转动，实现发电。当波浪通过时，浮子受重力作用带动连接杆向下运动，从而使第一棘爪带动棘轮逆时针转动，涡旋弹簧充能；涡旋弹簧通过第一传动轴带动第一增速齿轮转动，第一增速齿轮带动第三增速齿轮转动，第三增速齿轮通过第二传动轴带动第二增速齿轮转动，第二增速齿轮带动第四增速齿轮转动从而带动发电机转动，实现发电。

采用本实用新型所述的技术方案后，将带来以下有益效果：

1、该装置既能吸收海水浮力产生的能量，也能吸收浮子自身重力产生的能量，能量转化效率高；

2、采用涡旋弹簧作为储能装置，减少能量吸收装置对传动系统的冲击，有利于延长装置使用寿命，保护发电机；

3、采用二级齿轮增速，配合涡旋弹簧将间歇运动转化为连续稳定的单向转动，使发电输出稳定且效率高；

4、结构相对简单，容易制作和维护，可安装在海上平台进行发电。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：

附图说明：

图1为该装置整体结构示意图；

图2为传动系统结构示意图；

图3为该装置左视图；

图4为该装置工作原理示意图。

具体实施方式

结合图1、图2和图3所示，一种新型单棘轮浮子式海洋能发电装置，包括浮子1，连接杆2，机架3，棘轮4，涡旋弹簧5，第一棘爪6，拉伸弹簧7，导轨8，第二棘爪9，发电机14和传动系统组成；传动系统包括第一增速齿轮10，第一传动轴11，第二增速齿轮12，第二传动轴13，第三增速齿轮15和第四增速齿轮16。

所述导轨8与机架3固定连接，安装在机架3中部，所述连接杆2与导轨8以移动副连接，所述浮子1位于连接杆2底端且与连接杆2固定连接。所述第一棘爪6与连接杆2之间以转动副连接，所述第二棘爪9与连接杆2之间以转动副连接，所述第一棘爪6和第二棘爪9分别和拉伸弹簧7固定连接。所述棘轮4与机架3间以转动副连接，所述涡旋弹簧5一端与棘轮4固定连接，另一端与第一传动轴11固定连接；所述第一传动轴11与机架3间以转动副连接，所述第一增速齿轮10与第一传动轴11间采用键连接，所述第二传动轴13与机架3间以转动副连接，所述第二增速齿轮12与第二传动轴13间采用键连接，所述第三增速齿轮15与第二传动轴13间采用键连接；所述发电机14固定在机架上，发电机14的转轴与第四增速齿轮16间采用键连接。

优选的，所述第一增速齿轮10与第三增速齿轮15相匹配，所述第二增速齿轮12与第四增速齿轮16相匹配；所述第一棘爪6和第二棘爪9均与棘轮4相匹配。

优选的，所述第一棘爪6和第二棘爪9形状不同，浮子1向上运动或者向下运动时只有其中一个棘爪推动棘轮4进行工作。

优选的，所述机架3可以固定在海底或者海上钻井平台上。

工作原理：当波浪到来时，在导轨8的约束下，浮子1受浮力带动连接杆2向上运动。拉伸弹簧5始终处于张紧状态，连接杆2向上运动使第二棘爪9带动棘轮4逆时针转动，此时涡旋弹簧5充能；涡旋弹簧5通过第一传动轴11带动第一增速齿轮10转动，第一增速齿轮10带动第三增速齿轮13转动，第三增速齿轮15通过第二传动轴13带动第二增速齿轮12转动，第二增速齿轮12带动第四增速齿轮16转动从而带动发电机14转动，实现发电。当波浪通过时，浮子1受重力作用带动连接杆2向下运动，从而使第一棘爪6带动棘轮4逆时针转动，涡旋弹簧5充能；涡旋弹簧5通过第一传动轴11带动第一增速齿轮10转动，第一增速齿轮10带动第三增速齿轮15转动，第三增速齿轮15通过第二传动轴13带动第二增速齿轮12转动，第二增速齿轮12带动第四增速齿轮16转动从而带动发电机14转动，实现发电。