波浪发电机组、波浪发电装置及其波浪发电模块的制作方法

本实用新型涉及利用波浪发电的设备，尤其涉及波浪发电机组、波浪发电装置及其波浪发电模块。

背景技术：

随着矿藏资源的逐渐匮乏，新能源的利用越来越多，例如太阳能、风能、潮汐能、波浪能等。申请号为201710936343.2、名称为一种发电模组及使用该发电模组的发电装置、发电机组，申请号为201710937005.0、名称为发电模组及使用该发电模组的波浪发电装置、发电机组，申请号为201720232792.4、名称为一种撞击式波浪发电装置以及申请号为201720231743.9、名称为摆动撞击式波浪发电装置的中国专利均公开了利用波浪能进行发电的技术。该四篇专利文件中公开的波浪发电装置均包括撞击轨道，撞击轨道上安装有撞击件，撞击轨道的端部设有发电单元，在波浪发电装置受到波浪的冲击而摆动时，撞击件沿撞击轨道来回移动从而通过其直线动作带动发电单元发电。在这个过程中，撞击件撞击发电单元的传动机构，传动机构将撞击件的直线动作转化为旋转动作，传动机构通过受撞部接收撞击件的撞击，且在撞击件往回移动离开受撞部时，通过复位弹簧复位。

这两种发电装置由于需要复位弹簧提供给受撞部作用力使受撞部复位，那么在撞击件撞击受撞部时，撞击件的动能将会有一部分被复位弹簧吸收，并没有转化为最终所希望得到的电能，因此，能量转化效率较低。此外，由于这种发电装置布置在海上，维修更换十分不便，而弹簧的压缩次数有限，使用寿命较短，增大了发电装置的维护和使用成本。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种能量转化率高、维修率低的波浪发电模块；同时，本实用新型还提供了包含该波浪发电模块的波浪发电机组和波浪发电装置。

本实用新型的波浪发电模块包括漂浮体，与漂浮体相对固定设置有直线导轨，直线导轨上导向安装有配重块，在漂浮体受到波浪的冲击而摆动时，配重块能够在惯性作用下沿直线导轨来回移动，直线导轨的至少一端设置有发电单元，发电单元包括发电机，配重块上连接有传动件，传动件与发电机的输入端传动连接，在漂浮体受波浪冲击时配重块沿轨道直线移动，传动件直线动作并传递给发电机动力进行发电。

本实用新型的波浪发电模块的配重块与传动件直接连接，且在往复移动过程中通过传动件传递给发电机动力进行发电，这样由波浪传递给配重块的动能能够更多的转化为电能，提高了能量转化的效率，而且也不会因为弹簧的使用寿命有限导致需要更换弹簧，降低了维护和使用成本。

具体地，发电机可以为多种形式，比如在发电机为旋转发电机时，发电单元还包括传动机构，传动机构与传动件连接并将配重块的直线动作转化为旋转动作传递给旋转发电机。此时，所述传动机构为包含液压缸和与液压缸传动连接的液压马达的液压传动机构，传动件与液压缸的活塞杆传动连接，液压马达串接在液压缸的油路上并与旋转发电机的输入端传动连接；或者所述传动机构为包含气缸和与气缸传动连接的气压马达的气压传动机构，传动件与气缸的活塞杆传动连接，气压马达串接在气缸的气路上并与旋转发电机的输入端传动连接；或者传动机构为包含齿轮齿条机构的机械传动机构，齿轮齿条机构的齿轮与旋转发电机传动连接。

进一步地，所述传动机构包括设置在从配重块到旋转发电机的传动路径上的增速齿轮组，通过增速齿轮组能够提高旋转发电机的转速，提升发电效率。

或者，所述发电机为直线发电机，传动件与直线发电机的直线动作输入端传动连接；或者所述发电机为压电发电机，传动件与压电发电机的传压输入端传动连接。

配重块与直线导轨之间的配合也可以有以下两种方式：

1、所述配重块与直线导轨导向滑动配合；2、所述配重块与直线导轨之间通过滚动体相对移动。

此外，由于海上环境恶劣，为了保证不管漂浮体是何种状态，配重块与直线导轨均能保证正常的相对移动，可使直线导轨与配重块在垂直于导向方向的平面内限位配合。

本实用新型的波浪发电装置包括与地面相连的架体，架体上铰接安装有波浪发电模块，波浪发电模块包括漂浮体，与漂浮体相对固定设置有直线导轨，直线导轨上导向安装有配重块，在漂浮体受到波浪的冲击而摆动时，配重块能够在惯性作用下沿直线导轨来回移动，直线导轨的至少一端设置有发电单元，发电单元包括发电机，配重块上连接有传动件，传动件与发电机的输入端传动连接，在漂浮体受波浪冲击时配重块沿轨道直线移动，传动件直线动作并传递给发电机动力进行发电。

本实用新型的波浪发电模块的配重块与传动件直接连接，且在往复移动过程中通过传动件传递给发电机动力进行发电，这样由波浪传递给配重块的动能能够更多的转化为电能，提高了能量转化的效率，而且也不会因为弹簧的使用寿命有限导致需要更换弹簧，降低了维护和使用成本。

具体地，发电机可以为多种形式，比如在发电机为旋转发电机时，发电单元还包括传动机构，传动机构与传动件连接并将配重块的直线动作转化为旋转动作传递给旋转发电机。此时，所述传动机构为包含液压缸和与液压缸传动连接的液压马达的液压传动机构，传动件与液压缸的活塞杆传动连接，液压马达串接在液压缸的油路上并与旋转发电机的输入端传动连接；或者所述传动机构为包含气缸和与气缸传动连接的气压马达的气压传动机构，传动件与气缸的活塞杆传动连接，气压马达串接在气缸的气路上并与旋转发电机的输入端传动连接；或者传动机构为包含齿轮齿条机构的机械传动机构，齿轮齿条机构的齿轮与旋转发电机传动连接。

进一步地，所述传动机构包括设置在从配重块到旋转发电机的传动路径上的增速齿轮组，通过增速齿轮组能够提高旋转发电机的转速，提升发电效率。

或者，所述发电机为直线发电机，传动件与直线发电机的直线动作输入端传动连接；或者所述发电机为压电发电机，传动件与压电发电机的传压输入端传动连接。

配重块与直线导轨之间的配合也可以有以下两种方式：

1、所述配重块与直线导轨导向滑动配合；2、所述配重块与直线导轨之间通过滚动体相对移动。

此外，由于海上环境恶劣，为了保证不管漂浮体是何种状态，配重块与直线导轨均能保证正常的相对移动，可使直线导轨与配重块在垂直于导向方向的平面内限位配合。

本实用新型的波浪发电机组包括至少两个相互连接的波浪发电模块，各个波浪发电模块中至少有一个与地面相连，波浪发电模块包括漂浮体，与漂浮体相对固定设置有直线导轨，直线导轨上导向安装有配重块，在漂浮体受到波浪的冲击而摆动时，配重块能够在惯性作用下沿直线导轨来回移动，直线导轨的至少一端设置有发电单元，发电单元包括发电机，配重块上连接有传动件，传动件与发电机的输入端传动连接，在漂浮体受波浪冲击时配重块沿轨道直线移动，传动件直线动作并传递给发电机动力进行发电。

本实用新型的波浪发电模块的配重块与传动件直接连接，且在往复移动过程中通过传动件传递给发电机动力进行发电，这样由波浪传递给配重块的动能能够更多的转化为电能，提高了能量转化的效率，而且也不会因为弹簧的使用寿命有限导致需要更换弹簧，降低了维护和使用成本。

具体地，发电机可以为多种形式，比如在发电机为旋转发电机时，发电单元还包括传动机构，传动机构与传动件连接并将配重块的直线动作转化为旋转动作传递给旋转发电机。此时，所述传动机构为包含液压缸和与液压缸传动连接的液压马达的液压传动机构，传动件与液压缸的活塞杆传动连接，液压马达串接在液压缸的油路上并与旋转发电机的输入端传动连接；或者所述传动机构为包含气缸和与气缸传动连接的气压马达的气压传动机构，传动件与气缸的活塞杆传动连接，气压马达串接在气缸的气路上并与旋转发电机的输入端传动连接；或者传动机构为包含齿轮齿条机构的机械传动机构，齿轮齿条机构的齿轮与旋转发电机传动连接。

进一步地，所述传动机构包括设置在从配重块到旋转发电机的传动路径上的增速齿轮组，通过增速齿轮组能够提高旋转发电机的转速，提升发电效率。

或者，所述发电机为直线发电机，传动件与直线发电机的直线动作输入端传动连接；或者所述发电机为压电发电机，传动件与压电发电机的传压输入端传动连接。

配重块与直线导轨之间的配合也可以有以下两种方式：

1、所述配重块与直线导轨导向滑动配合；2、所述配重块与直线导轨之间通过滚动体相对移动。

此外，由于海上环境恶劣，为了保证不管漂浮体是何种状态，配重块与直线导轨均能保证正常的相对移动，可使直线导轨与配重块在垂直于导向方向的平面内限位配合。

附图说明

图1为本实用新型的波浪发电装置的实施例的结构示意图；

图2为本实用新型的波浪发电机组的第一种实施例的结构示意图；

图3为本实用新型的波浪发电机组的另一种实施例的结构示意图；

图4为本实用新型的波浪发电模块的第一种实施例的结构示意图；

图5为本实用新型的波浪发电模块的第二种实施例的结构示意图；

图6为本实用新型的波浪发电模块的第三种实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明。

本实用新型的波浪发电装置的实施例，如图1所示，波浪发电装置包括固定在海岸边的架体1，架体1包括两根竖直固定在海底地面上的竖杆，两根竖杆间隔设置，竖杆的上端通过一根横向设置的连杆连接构成门式框架。门式框架的中部安装有安装杆11，安装杆11的两端均通过滑环沿竖向方向导向移动装配在两根竖杆上，波浪发电模块11的上部铰接安装在安装杆11上，波浪发电模块10会受到波浪的推动而绕安装杆11摆动，这样就给波浪发电模块10中的发电机构提供了用以发电的动能。

本实用新型的波浪发电机组的实施例，如图2所示，波浪发电机组包括多个波浪发电模块10，多个波浪发电模块之间采用软连接结构的连接件41活动连接，以使波浪发电模块10之间的相对活动更加灵活。波浪发电机组的各波浪发电单元相连后，通过连接在首尾的拉线40将发电机组与海底地面连接。各个波浪发电模块受到波浪的冲击能够自由摆动，从而实现发电。

具体地，图4~6示出了以上的波浪发电装置和波浪发电机组中所包含的波浪发电模块的几种不同结构。

如图4所示，第一种波浪发电模块的实施例：包括月牙形漂浮体，漂浮体内固定设置有导向杆30，导向杆30上导向滑动安装有配重块31，导向杆30的两端均设置有发电机构，发电机构包括机械传动机构以及旋转发电机22。机械传动机构包括齿轮齿条机构以及增速齿轮组24。配重块31的两侧分别连接有传动件32，传动件32与齿轮齿条机构的齿条固连，齿条通过增速齿轮组与旋转发电机22传动连接并提升旋转发电机22的转速。具体地，导向杆30有四根，保证了配重块沿其滑动使得稳定性，并能够在垂直于导向方向上对配重块进行限位。

如图5所示，第二种波浪发电模块的实施例：包括月牙形漂浮体，漂浮体内固定设有导向杆30，导向杆30上导向滑动安装有配重块31，导向杆30的两端均设置有发电机构，发电机构包括液压传动机构以及旋转发电机22。液压传动机构包括液压缸20以及液压马达21，液压缸20的活塞杆通过传动件32与配重块31连接。液压马达21串接在液压缸20的油路上，且在配重块31带动活塞杆往复移动时，液压马达21能够被油路中的流动液压油带动旋转，液压马达的旋转带动旋转发电机22转动并进行发电。

如图6所示，第三种波浪发电模块的实施例：包括月牙形漂浮体，漂浮体内固定设有导向筒33，导向筒33内导向滑动安装有球形配重块31，在漂浮体被波浪冲击而摆动时，球形配重块31能够在惯性的作用下在导向筒33内往复移动。导向筒33的两端均设置有发电机构，发电机构包括机械传动机构以及旋转发电机22。机械传动机构包括齿轮齿条机构以及增速齿轮组24。配重块31的两侧分别连接有传动件32，传动件32与齿轮齿条机构的齿条固连，齿条通过增速齿轮组与旋转发电机22传动连接并提升旋转发电机22的转速。

当然，波浪发电模块并不仅限于上述所列举的三种实施方式。

如图3所示的另一种波浪发电机组的实施例中，波浪发电模块与上述的几种实施例的不同之处在于其包括封闭箱体400，直线导轨、配重块以及发电单元均位于封闭箱体400内，封闭箱体400的两端固定有漂浮体10，并被漂浮体10所支撑。

或者在其他实施方式中，发电机为直线发电机，此时，传动件与直线发电机的直线动作输入端传动连接；或者，发电机为压电发电机，传动件与压电发电机的传压输入端传动连接。

在其他实施方式中，用于对配重块导向的直线导轨可以包括四根以上的导向杆，导向杆围设在配重块的四面而在其中部形成供配重块移动的导向移动空间；或者，导向件为燕尾形滑块，配重块上设有燕尾形滑槽，导向件与配重块通过燕尾形滑块和滑槽实现导向，且在垂直于导向方向的平面内限位。

在其他实施方式中，传动机构也可以为气压传动机构，即将图5所示的结构中将作为传动介质的液压油替换为气体即可。

在其他实施方式中，直线导轨、配重、传动机构、发电单元也可以设置在封闭箱体内，封闭箱体安装在漂浮体上。当封闭箱体完全封闭时，漂浮体可以不封闭。

在其他实施方式中，门式框架中两根竖杆可以竖直设置也可以倾斜设置。安装杆可以间隔设置两个，上面的安装杆可以阻挡漂浮体摆动角度过大而翻过去。

在其他实施方式中，机械传动机构（齿轮齿条）中可以设置超越离开器，也可以不设置超越离开器。当不设置超越离开器时，利用齿条来回运动都可以发电。旋转发电机出现正传和反转，旋转发电机会产生相位不同的电流，此时在发电机的电路中设置相应的电器件，通过电学方法对电流进行处理以便使用。当然，如果此时发电机电路直接连接的是纯电阻类的用电器比如钨丝灯时，就不需要对电流进行转换而可以直接使用。

在其他实施方式中，直线导轨可以通过导向槽对配重块进行导向，导向槽和配重块的配合面之间可以设置诸如钢珠、滚轮的滚动体，通过滚动体能够起到配重块和导向件之间减小摩擦的效果，减小能力损耗。

当然，配重块的形状可以有多种，相应地，直线导轨的结构适应性的改变即可，此处不做具体限定；也可以仅在直线导轨的一端设置发电单元。

需要特别说明的是，本实用新型的主要发明构思在于配重块通过传动件与发电单元传动连接，取消现有技术中弹簧的设置，诸如漂浮体的多种形状、传动机构的结构形式、发动机的类型、波浪发电装置以及波浪发电机组的多种不同构型。已在背景技术所引证的申请号为201710936343.2、201710937005.0、201720232792.4以及201720231743.9的中国专利中公开，已为现有技术，此处不再进行详细描述。