一种并联式浮子海洋能发电装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于发电装置技术领域，具体涉及一种并联式浮子海洋能发电装置。
【背景技术】
[0002] 尽管目前波浪能发电的成本远远高于传统电力，但英国、西班牙等国家仍提供政 府补贴，风险资本及能源公司也并未停止对波浪发电技术的研发投入，反而不断追加投资， 这有力地推动了欧洲波浪发电加速产业化的进程。澳大利亚政府也已通过相关立法，要求 至2020年该国电力的20%来自可再生能源，其中波浪能发电将成为绿色能源投资的重点。 葡萄牙2020年可再生能源电力供应占到能源比例的60%，其中波浪能为20%。同时环境 污染导致环保压力增大，加强可再生能源的开发利用是应对日益严重的环境问题的关键所 在。在与我国毗连的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。
[0003] 波浪能作为可再生能源的一种，是由风和海水的相互作用而形成。研宄表明，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。波浪发电研宄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。其中，日本科学家Yoshio Masuda被认为 是近代对波浪能进行研宄的先驱。他在上世纪40年代就开始对波浪转换进行研宄，成功研 宄了后来被称为振荡水柱（OWC)的导航浮标灯。1976年Yoshio Masuda又设计建造了名为 Kaimei的波能发电船（80mX 12m)，该发电船为漂浮式，上面安装有多台不同类型空气涡轮 机的振荡水柱式发电装置。
[0004] 我国对波浪能的研宄开展的则较晚，主要开始于上世纪70年代末，因此技术相对 不成熟。在海洋能利用形式上，现在国际和国内主要采用的形式有如下几种：
[0005] ⑴振荡水柱式波能装置（owe)
[0006] 振荡水柱式波能装置（owe)是最早出现的类型之一，由于其结构形式，所以这种 类型的波能装置主要以近岸固定式为主。主要组成部分为伸入水下的水泥混凝土结构或钢 结构水室，水室在迎浪面前端开口，水室上部为连通的空气室，空气室出口处安装有空气透 平。波浪作用下，水室中的波面推动上部的空气运动，进而产生驱动空气透平转动的气流。
[0007] (2)振荡浮子式波能装置
[0008] 振荡浮子式波能装置多是布置在深海，并且是漂浮式结构，故其结构较振荡水柱 式复杂。早期的振荡浮子式波能转换装置多是单浮体式，即作为一级能量转换载体的浮子 和海底或者海底固定物相连接，浮子随海浪的相对运动驱动液压或者气动装置来完成一级 能量转换。
[0009] (3)摆式波能装置
[0010] 摆式波能转换装置是通过铰接摆板吸收波浪能，其中摆板的铰接方式有底部铰接 使和顶部铰接式区分，又可分别称为浮力摆和重力摆。摆板一端一般是通过液压装置转换 成压力能，进而驱动液压马达，液压马达驱动发电机的模式进行的。也有一部分装置是转换 成气压能或其他机械能的形式。
【发明内容】
[0011] 本发明的目的是针对现有的技术中的海洋能发电装置机械度不高，不能更好的收 集各个方向的海洋能的不足，提出了一种采用六自由度并联机构设计，分别为三个坐标方 向的移动和绕三个坐标方向的转动，同时收集来自各个方向的海洋能的一种并联式浮子海 洋能发电装置。
[0012] 本发明具体采用如下技术方案：
[0013] 一种并联式浮子海洋能发电装置，包括中央立柱，所述中央立柱的上部设有浮子， 所述浮子为环形，所述浮子的环形断面为矩形，所述中央立柱上部套有支撑杆固定套，所述 浮子通过第一并联机构与第二并联机构与中央立柱铰接，所述第一并联机构包括多个呈辐 射状排列的第一液压杆，所述第一液压杆的一端与浮子的上端面通过球副铰接，另一端与 中央立柱的顶端通过球副铰接，所述第二并联机构包括多个呈辐射状排列的第二液压杆， 所述第二液压杆的一端通过球副与第一液压杆的杆体相铰接，另一端通过球副与支撑杆固 定套相铰接。
[0014] 优选地，所述中央立柱的底端设有多个三角形的支撑架。能够更好的将中央立柱 的底端固定在海底，增加中央立柱的稳固性。
[0015] 优选地，所述第一并联机构中的第一液压杆之间等间距排列。
[0016] 优选地，所述第二并联机构中的第二液压杆之间等间距排列。
[0017] 本发明具有的有益效果是：该并联式浮子海洋能发电装置为六自由度并联机构， 分别为三个坐标方向的移动和绕三个坐标方向的转动，六自由度机构可以同时收集来自各 个方向的海洋能，包括海洋冲击包含的动能和海浪震动包含的势能，能量收集效率高。
【附图说明】
[0018] 图1为一种并联式浮子海洋能发电装置结构主视图；
[0019] 图2为一种并联式浮子海洋能发电装置结构等轴侧视图；
[0020]图3为一种并联式浮子海洋能发电装置最大上行结构示意图；
[0021] 图4为一种并联式浮子海洋能发电装置最大下行结构示意图。
[0022] 其中，1为中央立柱，2为浮子，3为球副，4为第一液压杆，5为第二液压杆，6为支 撑杆固定套，7为支撑架。
【具体实施方式】
[0023] 下面结合附图和具体实施例对本发明的【具体实施方式】做进一步说明：
[0024] 如图1-4所示，一种并联式浮子海洋能发电装置，包括中央立柱1，所述中央立柱1 的上部设有浮子2,所述浮子2为环形，所述浮子2的环形断面为矩形，所述中央立柱1上部 套有支撑杆固定套6,所述浮子2通过第一并联机构与第二并联机构与中央立柱1铰接，所 述第一并联机构包括多个呈辐射状排列的第一液压杆4,所述第一液压杆4的一端与浮子2 的上端面通过球副铰接，另一端与中央立柱1的顶端通过球副3铰接，所述第二并联机构包 括多个呈辐射状排列的第二液压杆5,所述第二液压杆5的一端通过球副3与第一液压杆4 的杆体相铰接，另一端通过球副3与支撑杆固定套6相铰接。
[0025] 所述中央立柱1的底端设有多个三角形的支撑架7。能够更好的将中央立柱1的 底端固定在海底，增加中央立柱1的稳固性。
[0026] 所述第一并联机构中的第一液压杆4之间等间距排列。
[0027] 所述第二并联机构中的第二液压杆5之间等间距排列。
[0028] 在该并联式浮子海洋能发电装置种，第一并联机构与第二并联机构采用4-SPS并 联机构，由自由度计算公式
该机构为六自由度并联机构，分别为 三个坐标方向的移动和绕三个坐标方向的转动。六自由度机构可以同时收集来自各个方向 的海洋能，包括海洋冲击包含的动能和海浪震动包含的势能。该并联式浮子海洋能发电装 置具有较高的工作空间，可以在六个自由度方向上获得较大的工作行程，从而得到较高的 吸收效率。该机构在海洋中运动时，两个4-SPS并联机构的液压缸都可以获得较大的运动 行程，可以输出较多的高压油，转换海洋能效率更高。
[0029] 在该装置投入使用之前，对系统进行严格的运动学以及动力学分析，利用虚拟样 机技术，在ADAMS中建立虚拟样机模型，测试所设计的驱动力，通过优化设计，提高装置的 性能和工作稳定性。
[0030] 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。
【主权项】
1. 一种并联式浮子海洋能发电装置，包括中央立柱，其特征在于，所述中央立柱的上 部设有浮子，所述浮子为环形，所述浮子的环形断面为矩形，所述中央立柱上部套有支撑杆 固定套，所述浮子通过第一并联机构与第二并联机构与中央立柱铰接，所述第一并联机构 包括多个呈辐射状排列的第一液压杆，所述第一液压杆的一端与浮子的上端面通过球副铰 接，另一端与中央立柱的顶端通过球副铰接，所述第二并联机构包括多个呈辐射状排列的 第二液压杆，所述第二液压杆的一端通过球副与第一液压杆的杆体相铰接，另一端通过球 副与支撑杆固定套相铰接。2. 如权利要求1所述的一种并联式浮子海洋能发电装置，其特征在于，所述中央立柱 的底端设有多个三角形的支撑架。3. 如权利要求1所述的一种并联式浮子海洋能发电装置，其特征在于，所述第一并联 机构中的第一液压杆之间等间距排列。4. 如权利要求1所述的一种并联式浮子海洋能发电装置，其特征在于，所述第二并联 机构中的第二液压杆之间等间距排列。
【专利摘要】本发明公开了一种并联式浮子海洋能发电装置，具体涉及发电装置技术领域。它解决了现有的海洋能发电装置机械度不高，不能更好的收集各个方向的海洋能的不足。该并联式浮子海洋能发电装置，包括中央立柱，中央立柱的上部设有浮子，浮子为环形，浮子的环形断面为矩形，中央立柱上部套有支撑杆固定套，浮子通过第一并联机构与第二并联机构与中央立柱铰接，第一并联机构包括多个呈辐射状排列的第一液压杆，第一液压杆的一端与浮子的上端面通过球副铰接，另一端与中央立柱的顶端通过球副铰接，第二并联机构包括多个呈辐射状排列的第二液压杆，第二液压杆的一端通过球副与第一液压杆的杆体相铰接，另一端通过球副与支撑杆固定套相铰接。
【IPC分类】F03B13/14, F03B13/00
【公开号】CN104963805
【申请号】CN201510329739
【发明人】蒋德玉, 陈修龙, 吴良凯, 孙建滨, 王涛, 王春丽
【申请人】山东科技大学
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年6月15日