一种基于杠杆作用的波浪能转化装置的制作方法

文档序号:15579068发布日期:2018-09-29 06:22

本发明涉及机械装备技术领域,具体涉及一种基于杠杆作用的波浪能转化装置。



背景技术:

波浪能是一种清洁的海洋可再生能源,是由风和海水的相互作用而形成,由于具有绿色环保和储量丰富的特点,日益受到世界各国的广泛关注。研究表明,海水波浪能密度是在海平面上方20米内空域的风能资源密度5倍,更是太阳能资源密度的20倍之多。波浪发电研究的技术水平可以侧面反映一个国家和地区的发达程度,排在前5位的日本、美国、英格兰、瑞典、法国都是发达国家。波浪能量的产生由自然条件及地理环境决定,能量变化幅值及其变化频率随机性较大,所以波浪能量是不稳定,不连续,甚至是快速突变的。我国周边海域波波浪能量密度不高,波高较小,波浪周期较短的我国沿海海域。因而,如何有效提高收集波浪能的平稳性,改善波浪能发电装置输出电能的质量,一直是亟待解决的关键问题。

我国的470余万平方公里海域中,广泛分布着6500多个海岛,它们在海洋开发和国防建设方面占有重要地位,特别是远离大陆的岛屿,若依靠大陆供应能源,则会有供应线过长的问题,而且还会受到风浪影响。能源和淡水是海洋资源开发和海防建设活动的基本需求,其供应成本关系到海洋资源开发的成本,因而也就直接影响到海洋资源开发的能力。相对于其他形式的可再生能源,以波浪能为代表的海洋能易于规划,具有较大优势,因此建立和利用波浪能的独立发电系统大有发展潜力。目前已存在一些海洋能发电设备,这些海洋能发电设备普遍存在机构复杂,制造成本高,使用过程置于海水中,其零部件长期处于潮湿的环境,易受海水腐蚀,使用的可靠性低,维护和维修费用高,使用寿命短等问题,尤其是波浪能吸收效低和转化效率较低。



技术实现要素:

针对上述现有技术的不足,本发明的目的在于提出一种基于杠杆作用的波浪能转化装置,解决能量转化率低,机构复杂且制造成本高,易受海水腐蚀,使用寿命短的问题。

为了解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:

一种基于杠杆作用的波浪能转化装置,包括浮筒平台、下壳体、上壳体、驱动机构及液压传动机构,浮筒平台包括浮筒壳体和安装板,浮筒壳体是由金属制成的环形结构,安装板水平固定安装在浮筒壳体的内部。所述驱动机构设置在安装板上,其包括摇杆、重锤及安装座,所述摇杆竖向布置且与安装板铰接。重锤位于安装板的下方且与摇杆的下端固定相连,安装座位于安装板的上方且与摇杆的上端固定相连。液压传动机构包括多个液压伸缩缸,液压伸缩缸由缸体及活塞杆组成,缸体的端部与浮筒平台活动连接,活塞杆的一端与安装座活动连接。

优选地,下壳体为半球壳状结构,下壳体位于浮筒壳体的下方,其边缘与浮筒壳体的底部固定密封相连。上壳体位于浮筒壳体的上方,其边缘与浮筒壳体的顶部固定密封相连。

优选地,多个液压伸缩缸均位于安装板的上方,呈环形均匀布置在浮筒壳体的内侧。

优选地,所述液压伸缩缸的两端,通过十字铰接组件分别与浮筒壳体的内壁和安装座的外侧铰接。十字铰接组件包括第一铰接座和第二铰接座,第一铰接座和第二铰接座通过十字杆件相连。

优选地,所述液压伸缩缸的一端,通过十字铰接组件与安装座的外侧铰接,其另一端与位于安装板上方的铰支座铰接,铰支座的底部与安装板转动连接。

优选地,所述摇杆的中部设有球体,球体与摇杆固定相连成一体。所述安装板的中心设置有球形铰支座,球形铰支座为上下两端均开口的球壳结构,球体与球形铰支座相配合,实现摇杆摆动。

优选地,缸体内部具有空腔,其内部设置有活塞,活塞将缸体内的空腔分为第一储油腔和第二储油腔,活塞杆的另一端与活塞固定相连,驱动活塞运动。

优选地,缸体上设有与第一储油腔对应的第一出油口和第一回油口,还设有与第二储油腔对应的第二出油口和第二回油口。所述第一出油口和第二出油口上分别配置有一个出油单向阀,第一回油口和第二回油口上分别配置有一个回油单向阀。

优选地,所述重锤为金属制成的半球体结构。

通过采用上述技术方案,本发明的有益技术效果是:本发明结构简单,制造成本低,密封性好,避免其零部件受海水腐蚀,使用可靠性高,维护和维修费用低,使用寿命长,对波浪能的吸收和转化效率高。

附图说明

图1是本发明一种基于杠杆作用的波浪能转化装置第一种实现方式的结构示意图。

图2是本发明一种基于杠杆作用的波浪能转化装置第一种实现方式的主体结构示意图。

图3是本发明一种基于杠杆作用的波浪能转化装置第二种实现方式的主体结构示意图。

图4是本发明某一部分的结构原理示意图,示出的是浮筒壳体及相关部分。

图5是本发明另一部分的结构原理示意图,示出的是驱动机构。

图6是本发明中的液压伸缩缸的结构原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明:

实施例一,结合图1、图2、图4、图5和图6,一种基于杠杆作用的波浪能转化装置,包括浮筒平台、下壳体2、上壳体3、驱动机构4及液压传动机构,浮筒平台包括浮筒壳体1和安装板11,所述浮筒壳体1是由金属制成的上下两端均为开放式结构的圆筒结构,安装板11水平设置在浮筒壳体的1内部,安装板11的外缘与浮筒壳体的1的内壁固定相连成一体,安装板11的边缘与浮筒壳体1的内壁采用焊接或螺栓连接的方式固定结合在一起。

下壳体2为半球壳状结构,下壳体2位于浮筒壳体1的下方,下壳体2的开口朝上,其边缘与浮筒壳体1的底部相匹配且固定密封相连。上壳体3位于浮筒壳体1的上方,上壳体3为开口朝下的壳状结构,其边缘与浮筒壳体1的顶部相适配且固定密封相连,下壳体2、上壳体3及浮筒壳体1构成密闭的空腔结构。使用状态下,避免海水由上壳体3与浮筒壳体1的连接处和下壳体2与浮筒壳体1的连接处,进入下壳体2及浮筒壳体1的内部,对下壳体2及浮筒壳体1内的构件造成腐蚀,影响其正常运转。

所述驱动机构3设置在安装板11上,其包括摇杆31、重锤32及安装座33,所述摇杆31竖向布置,其中部与安装板11的中心位置铰接。所述摇杆31的中部设有球体34,摇杆31的轴线穿过球体34的中心,与球体34固定相连成一体。所述安装板11的中心设置有球形铰支座35,球形铰支座35为上下两端均开口的球壳结构,球形铰支座35中间位置的外侧壁与安装板11固定相连成一体,所述球体34位于球形铰支座35内,且与球形铰支座35相配合,实现摇杆31绕着球体34的中心摆动。重锤32位于安装板11的下方,重锤32为金属制成的半球体结构,其与摇杆31的下端固定相连,安装座33位于安装板11的上方,与摇杆31的上端固定相连。

液压传动机构5包括五个液压伸缩缸6,五个液压伸缩缸6均位于安装板11的上方,五个液压伸缩缸6呈环形均匀布置在浮筒壳体1的内侧。所述液压伸缩缸6的两端,通过十字铰接组件7分别与浮筒壳体1的内壁和安装座33的外侧铰接。十字铰接组件7包括第一铰接座71和第二铰接座72,第一铰接座71和第二铰接座72通过十字杆件73相连,所述十字杆件73是由两个呈十字相交的两个杆件固定焊接在一起构成,第一铰接座71与其中一个杆件的两端转动相连,第二铰接座72与另一个杆件的两端转动相连。液压伸缩缸6由缸体61及活塞杆62组成,缸体61的端部通过一个十字铰接组件7与浮筒壳体1的内壁活动连接,活塞杆62的一端通过另一个十字铰接组件7与安装座活动连接。

缸体61的内部具有空腔,缸体61的内部设置有活塞63,活塞63将缸体61的空腔分为第一储油腔和第二储油腔,活塞杆62的另一端伸入缸体61的内部,与活塞63固定相连,驱动活塞63在缸体61的内部往复运动。缸体61的侧壁上设有与第一储油腔对应的第一出油口64和第一回油口65,还设有与第二储油腔对应的第二出油口66和第二回油口67。所述第一出油口64和第二出油口66上分别配置有一个出油单向阀8,第一回油口65和第二回油口67上分别配置有一个回油单向阀9。第一出油口64和第二出油口66可连接储油器,储油器的输出端与液压马达的进油口相连,为液压马达供油并驱动液压马达,所述液压马达的出油口通过油箱分别与第一回油口65和第二回油口相连,液压马达的动力输出端与发电机相连,驱动发电机发电,将机械能转化成电能。

实施例二,结合图3至图5,实施例二与实施例一的结构和原理基本相同,唯一不同的地方在于:各液压伸缩缸6靠近浮筒壳体的一端均设置有一个铰支座10,其缸体61端部与铰支座10转动相连,铰支座10位于安装板11的上方,铰支座10的底部与安装板11转动相连,实现液压伸缩缸6与浮筒平台的活动连接。

当然,上述说明并非是对本发明的限制,本发明也并不仅限于上述举例,本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换,也应属于本发明的保护范围。

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