波浪发电的动力转换输入装置的制作方法

本实用新型涉及波浪发电技术领域，更具体地说，涉及一种波浪发电的动力转换输入装置。

背景技术：

在传统能源日趋枯竭、环境污染问题恶化的情况下，新能源开发一直是需要研究的重要课题，其中，可再生的海洋能源的利用为改善沿海地区能源短缺和环境问题开辟了一条重要途径，特别是波浪发电技术，其将波浪能转换为电能，原理主要是将波力转换为挤压力，进而驱动流体运动，运动的流体来驱动涡轮转动来使发电机发电。常见的动力输入装置为机械臂与液压系统配合工作，机械臂的第一端设置在晃动的水面上，波浪的晃动使机械臂运动，机械臂的第二端推动液压系统的液压杆运动，液压杆运动挤压流体，流体喷射到涡轮上使涡轮转动，涡轮带动转子转动，从而使得发电机发电。

但是，现有技术中的波浪发电利用的液压系统，在能量转换的过程中液压杆的直线往复运动会因摩擦产生大量热量，流体被挤压时也会产生热量，使得有一部分波浪能转换为内能，从而造成能量转化率较低，此外，当波浪起伏程度较小时，机械臂传递给液压杆的力不能使液压杆产生足够的位移来挤压流体，还可能存在喷射出来的流体介质动能较小而无法使涡轮持续旋转的情况。

因此，如何解决现有技术中的波浪发电的动力转换输入装置能量转化率较低、存在流体介质动能较小而无法使涡轮持续旋转的情况的问题，成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种波浪发电的动力转换输入装置，较现有技术中的波浪发电的动力转换输入装置其解决了能量转化率较低且存在流体介质动能较小而无法使涡轮持续旋转的情况的问题。本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供的一种波浪发电的动力转换输入装置，包括：

力矩输入轴；

随波浪上下浮动的浮体结构，所述浮体结构的一端设置在水面上，其另一端与所述力矩输入轴相对连接、以带动所述力矩输入轴转动；

与所述力矩输入轴均可转动连接的第一链轮和第一齿轮，所述第一链轮以及所述第一齿轮与所述力矩输入轴之间设置有离合机构，以使所述力矩输入轴沿第一转动方向转动时，其与所述第一链轮发生相对转动，且其与所述第一齿轮同步转动，所述力矩输入轴沿第二转动方向转动时，其与所述第一齿轮发生相对转动，且其与所述第一链轮同步转动，所述第一转动方向与所述第二转动方向相反；

与发电机的转子相对固接的力矩输出轴；

与所述力矩输出轴均相对固接的第二链轮和第二齿轮，所述第二齿轮与所述第一齿轮齿轮传动连接且所述第二齿轮与所述第一齿轮的转动方向相反；

围绕在所述第二链轮以及所述第一链轮的周向且与二者均啮合的链条。

优选地，所述离合机构包括第一单向轴承与第二单向轴承，所述第一单向轴承的内钢圈与所述力矩输入轴固接，所述第一单向轴承的外钢圈与所述第一链轮固接，所述第二单向轴承的内钢圈与所述力矩输入轴固接，所述第二单向轴承的外钢圈与所述第一齿轮固接，所述第一单向轴承与所述第二单向轴承的安装方向相反。

优选地，所述第一链轮与所述第二链轮的周向均设有n圈相互平行的链齿，所述链条设有n排，n为大于或等于的正整数。

优选地，还包括箱体，所述第一链轮、所述第一齿轮、所述第二齿轮以及所述第二链轮均设置在所述箱体内。

优选地，所述第一链轮的直径大于所述第二链轮的直径，所述第一齿轮的直径大于所述第二齿轮的直径。

优选地，所述浮体结构包括在水面上浮动的浮子和曲臂，所述曲臂的第一端与所述浮子固接，所述曲臂的第二端与所述力矩输入轴相对连接、以带动所述力矩输入轴转动。

优选地，所述曲臂的转动轴线与所述力矩输入轴的转动轴线重合时，所述曲臂的第二端与所述力矩输入轴固定连接；所述曲臂的转动轴线与所述力矩输入轴的转动轴线垂直时，所述曲臂与所述力矩输入轴之间设置有锥齿轮组。

优选地，所述锥齿轮组包括第一锥齿轮、第二锥齿轮、第三锥齿轮、第四锥齿轮和连杆，所述第一锥齿轮与所述曲臂的第二端固定连接，所述第二锥齿轮的转动轴线与所述第一锥齿轮的转动轴线垂直，所述第一锥齿轮与所述第二锥齿轮齿轮啮合，所述第三锥齿轮与所述第二锥齿轮均固接在所述连杆上，所述第三锥齿轮的转动轴线与所述第四锥齿轮的转动轴线垂直，所述第三锥齿轮与所述第四锥齿轮齿轮啮合，所述第四锥齿轮固接在所述力矩输入轴上。

优选地，所述浮子内设有压舱石、以增大所述浮子的惯性。

优选地，还包括设置在水面上的浮台，所述浮台具有中空结构，所述箱体以及发电机均设置在所述浮台的中空结构中。

本实用新型提供的技术方案中，浮体结构置于海面上时，波浪起伏时，浮体结构上下浮动带动力矩输入轴转动，由于波浪的无规律性，力矩输入轴的转动是双向的，离合机构使得当力矩输入轴沿第一转动方向转动时，其与第一链轮发生相对转动，且带动第一齿轮转动，从而使与第一齿轮传动连接的第二齿轮沿第二转动方向转动，与第二齿轮固接的力矩输出轴便沿第二转动方向转动，当力矩输入轴沿第二转动方向转动时，其与第一齿轮发生相对转动，且带动第一链轮转动，从而带动第二链轮沿相同的方向，即第二转动方向，一起转动，故使得力矩输出轴沿第二转动方向转动，如此设置，无论力矩输入轴沿第一转动方向转动还是第二转动方向转动，均可使力矩输出轴沿唯一的方向转动，从而达到使发电机的转子持续沿唯一方向转动的目的，且传动过程中不易产生滑动摩擦，从而在能量转换过程中降低了转换成内能的可能，提高了能量转换率，此外，由于装置的结构特点，只要力矩输入轴发生转动，力矩输出轴便会相应发生转动，解决了现有技术中的波浪发电的动力转换输入装置能量转化率较低、存在流体介质动能较小而无法使涡轮持续旋转的情况的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中波浪发电的动力转换输入装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中波浪发电的动力转换输入装置的局部结构轴侧图；

图3为本实用新型实施例中波浪发电的动力转换输入装置的局部结构俯视图；

图4为本实用新型实施例中箱体的结构示意图。

图1-图4中：

1、力矩输入轴；2、第一链轮；3、第一齿轮；4、转子；5、力矩输出轴；6、第二链轮；7、第二齿轮；8、第一单向轴承；9、第二单向轴承；10、链条；11、箱体；12、浮子；13、曲臂；14、第一锥齿轮；15、第二锥齿轮；16、第三锥齿轮；17、第四锥齿轮；18、连杆；19、压舱石；20、浮台。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

本具体实施方式的目的在于提供一种波浪发电的动力转换输入装置，其能够解决现有技术中的波浪发电的动力转换输入装置能量转化率较低且存在流体介质动能较小而无法使涡轮持续旋转的情况的问题。

以下，结合附图对实施例作详细说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的实用新型的内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的实用新型的解决方案所必需的。

请参考图1-图4，本实施例提供的一种波浪发电的动力转换输入装置，包括力矩输入轴1、浮体结构、第一链轮2、第一齿轮3、离合机构、力矩输出轴5、第二链轮6、第二齿轮7、链条10，其中，浮体结构可随波浪上下浮动，浮体结构与力矩输入轴1相对连接，其用以带动力矩输入轴1转动，第一链轮2的轴心和第一齿轮3中心孔均与力矩输入轴1的侧壁可转动连接，离合结构与第一链轮2、第一齿轮3以及力矩输入轴1均连接，具体地，离合结构使得力矩输入轴1沿第一转动方向转动时，其与第一链轮2发生相对转动，且其与第一齿轮3无相对转动，力矩输入轴1沿第二转动方向转动时，其与第一齿轮3发生相对转动，且其与第一链轮2无相对转动，第一转动方向与第二转动方向相反，力矩输出轴5与发电机的转子相对固接，第二链轮6的中心孔和第二齿轮7的中心孔均与力矩输出轴5的侧壁相对固接，第二齿轮7与第一齿轮3齿轮传动连接，且二者的转动方向相反，链条10与第二链轮6以及第一链轮2均啮合，且其围绕在第二链轮6以及第一链轮2的周向。其中，第二齿轮7与第一齿轮3之间可设置齿轮组来实现传动，也可选择设置第二齿轮7与第一齿轮3相啮合。

如此设置，将浮体结构置于有波浪的水面上，浮体结构在波浪上下起伏时受到推动而带动力矩输入轴1转动，由于波浪上下起伏的偶然性，力矩输入轴1的转动是双向的，当力矩输入轴1沿第一转动方向转动时，其与第一链轮2发生相对转动，且带动第一齿轮3转动，从而使与第一齿轮3传动连接的第二齿轮7沿第二转动方向转动，与第二齿轮7固接的力矩输出轴5便沿第二转动方向转动，当力矩输入轴1沿第二转动方向转动时，其与第一齿轮3发生相对转动，且带动第一链轮2转动，从而带动第二链轮6沿相同的方向，即第二转动方向，一起转动，故使得力矩输出轴5沿第二转动方向转动，无论力矩输入轴1沿第一转动方向转动还是第二转动方向转动，均可使力矩输出轴5沿唯一的方向转动，从而达到使发电机的转子持续沿唯一方向转动的目的，且传动过程中不易产生滑动摩擦，也无压缩流体的情况，从而在能量转换过程中降低了转换成内能的可能，传动过程中能量损耗较低，提高了能量转换率，提高了工作运转效率，此外，只要力矩输入轴1发生转动，力矩输出轴5便会相应发生转动，解决了现有技术中的波浪发电的动力转换输入装置能量转化率较低、存在流体介质动能较小而无法使涡轮持续旋转的情况的问题。而且，本实施方案提供的波浪发电的动力转换输入装置无与液压系统相关的结构，由齿轮与链轮等相关结构组成，相较于液压系统价格更低，后期维护、检修成本也低，节约投入费用。

可选地，离合机构可设置为端面齿轮机构，端面齿轮机构具体包括，分别与第一链轮2以及第一齿轮3同轴连接的两个端面齿轮，两个端面齿轮的转动轴相对固接，且第一链轮2与第一齿轮3的轮面上均设有压紧弹簧以及与压紧弹簧连接的活动块，活动块沿顺时针方向转动时可卡在端面齿轮的齿间并带动端面齿轮转动，活动块沿逆时针方向转动时可拨过端面齿轮的齿并与端面齿轮产生相对移动。在本实施例中，优选将离合机构设置为包括在第一链轮2与力矩输入轴1之间设置的第一单向轴承8、在第一齿轮3与力矩输入轴1之间设置的第二单向轴承9，第一单向轴承8的内钢圈的内侧壁与力矩输入轴1的侧壁固接，第一单向轴承8的外钢圈的外侧壁与第一链轮2的中心孔内壁固接，第二单向轴承9的内钢圈的内侧壁与力矩输入轴1的侧壁固接，第二单向轴承9的外钢圈的外侧壁与第一齿轮3的中心孔内壁固接，且第一单向轴承8与第二单向轴承9的安装方向相反，即第一单向轴承8与力矩输入轴1可产生的相对转动的方向相较于第二单向轴承9与力矩输入轴1可产生的相对转动的方向是相反的。

如此设置，由于单向轴承自身结构的特点，其只能允许内钢圈沿一个方向与外钢圈发生相对转动，而内钢圈在另一个方向上与外钢圈会产生很大的阻力使二者无法发生相对转动，当力矩输入轴1沿第一转动方向转动时，其与第一齿轮3无相对转动而是带动第一齿轮3转动，故第一齿轮3带动第二齿轮7反向转动，与第二齿轮7固接的力矩输出轴5沿第二转动方向转动，期间，第二链轮6带动第一链轮2沿第二转动方向转动，由于第一链轮2与力矩输入轴1可发生相对转动，故不会对力矩输入轴1的转动产生阻碍；当力矩输入轴1沿第二转动方向转动时，其与第一链轮2无相对转动而是带动第一链轮2转动，故第一链轮2带动第二链轮6同向转动，与第二链轮6固接的力矩输出轴5沿第二转动方向转动，期间，第二齿轮7的转动使第一齿轮3沿第一转动方向转动，由于第一齿轮3与力矩输入轴1可发生相对转动，故不会对力矩输入轴1的转动产生阻碍。

具体地，可选择设置为第一单向轴承8的内钢圈的内侧壁与力矩输入轴1的侧壁键连接，第二单向轴承9的内钢圈的内侧壁与力矩输入轴1的侧壁键连接，以更稳定可靠地传递运动和转矩。

作为优选的实施方案，可选择第一链轮2与第二链轮6的周向均设有n圈相互平行的链齿，链条10设有n排，n为大于或等于1的正整数，可选n等于2，多排链齿与链条10的配合可使得传递力与扭矩时，第一链轮2与第二链轮6以及链条10之间受力更加均匀，降低损坏的几率，延长使用寿命。

进一步地，请参考图4，还可选择设置箱体11，第一链轮2、第一齿轮3、第二齿轮7以及第二链轮6均设置在箱体11内，力矩输入轴1以及力矩输出轴5的周向均设有滚珠轴承，滚珠轴承与箱体11之间固接有支撑杆，以使力矩输入轴1以及力矩输出轴5与箱体11之间具备连接关系。如此设置，有利于保护各组成结构，防止落入不明物影响运行。

此外，还可选择在水面上设置浮台20，浮台20可漂浮在水面上，且浮台20具有中空结构，箱体11以及发电机均设置在浮台20的中空结构中，如此可提高本实例中的波浪发电的动力转换输入装置设置位置的机动灵活性，同时，还可选择在浮台20的内部空间的底部设置压舱石19，以增强浮台20的稳定性，保护设置在其中的部分装置结构。

作为优选的实施方案，可设置第一链轮2的直径大于第二链轮6的直径，第一齿轮3的直径大于第二齿轮7的直径，如此设置，可提高第二链轮6和第二齿轮7转动时的角速度，从而提高力矩输出轴5的输出速度。

更为具体地，请参考图1，浮体结构可设置为包括在水面上浮动的浮子12和曲臂13，浮子12可漂浮在水面上，曲臂13包括两个直臂，且两个直臂之间具有夹角，曲臂13的第一端与浮子12的上端固接，曲臂13的第二端与力矩输入轴1的侧壁相对连接，当浮子12上下浮动时，曲臂13带动力矩输入轴1转动。另外，还可选择在浮子12内部的底部设置压舱石19，如此可增大所述浮子12的惯性，使浮体结构在传动过程中稳定运行，同时也可保证浮子12不易侧翻。

进一步地，当曲臂13的转动轴线与力矩输入轴1的转动轴线重合时，曲臂13的第二端与力矩输入轴1的侧壁固定连接；当曲臂13的转动轴线与力矩输入轴1的转动轴线垂直时，曲臂13与力矩输入轴1之间设置有锥齿轮组，以改变传动方向。如此设置，使得浮体结构与力矩输入轴1之间的位置关系、连接关系的设置更加灵活，能更好地适应使用环境。

作为具体的实施方案，锥齿轮组可设置为包括第一锥齿轮14、第二锥齿轮15、第三锥齿轮16、第四锥齿轮17和连杆18，第一锥齿轮14的中心孔处设有水平的转动轴，转动轴的侧壁与曲臂13的第二端固定连接，曲臂13转动带动第一锥齿轮14转动，第二锥齿轮15的转动轴线与第一锥齿轮14的转动轴线垂直，第一锥齿轮14与第二锥齿轮15齿轮啮合，第三锥齿轮16与第二锥齿轮15的中心孔均固接在连杆18上，连杆18竖直设置，第三锥齿轮16的转动轴线与第四锥齿轮17的转动轴线垂直，第三锥齿轮16与第四锥齿轮17齿轮啮合，第四锥齿轮17的中心孔固接在力矩输入轴1的侧壁上。优选设置成为第一锥齿轮14的直径大于第二锥齿轮15的直径，第三锥齿轮16的直径大于第四锥齿轮17的直径，如此设置，可提高第四锥齿轮17转动时的角速度，从而提高力矩输入轴1的输入角速度，以进一步提高力矩输出轴5的输出角速度。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。本实用新型提供的多个方案包含本身的基本方案，相互独立，并不互相制约，但是其也可以在不冲突的情况下相互结合，达到多个效果共同实现。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。