本发明涉及用于海洋浮式结构物的差速惯性发电装置，属于发电领域。
背景技术：
海洋工程中有大量的浮式结构物在外载荷下发生大幅度的往复振动，包括fpso和未来的海上机场等结构物在波浪下的升沉运动，此外包括海洋立管和海底管道等也会有常琦的往复振动。这类结构物自身需要提供电量，如果能够有效地将结构物的振动转化为电量进行利用，将大大减小电量供应以减小能源消耗。太阳能和风能等清洁能源由于其条件苛刻，在上述结构物等没有足够的面积进行利用，而惯性发电装置只要发生振动便可以进行发电，且安装维护发电，没有二次污染。海上浮式结构物振动所得电量可用晚上点亮照明灯；海洋立管和海底管道所的电量用于工作状态的监测。
由于在外载荷下结构物的振动存在往复性和不规则等特点，当结构的振动和形态不规则时，惯性发电装置需要能够适应这种不规则振动。因此提出一种能够适用于不同结构物上且安装维护方便的惯性发电装置，具有一定的意义。
技术实现要素：
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种用于海洋浮式结构物的差速惯性发电装置，能够捕获各种海洋结构物引起的往复运动，将该运动转化为电能，电能直接进行使用或储存。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种用于海洋浮式结构物的差速惯性发电装置，包括主壳体、上偏心摆锤和下偏心摆锤，所述主壳体内从上到下依次分为上振动舱、发电舱、传动舱和下振动舱，上偏心摆锤位于上振动舱内，下偏心摆锤位于下振动舱内，上偏心摆锤通过第二输出轴与第二主动齿轮，下偏心摆锤通过第一输出轴与第一主动齿轮连接，第一主动齿轮和第二主动齿轮均与一对行星轮啮合，一对行星轮安装在连接板上，连接板固定安装在从动轮上，从动轮通过轴承套在第二输出轴上，从动轮与二级联合齿轮啮合，二级联合齿轮与三级齿轮啮合，三级齿轮套在转动杆上，转动杆位于发电舱的一端与发电装置连接；通过上偏心摆锤和下偏心摆锤的偏心设置，上偏心摆锤和下偏心摆锤的摆动分别带动第一传动轴和第二传动轴的转动，从而带动第一主动齿轮和第二主动齿轮转动，带动从动轮转动，二级联合齿轮转动带动三级齿轮转动，从而带动发电装置发电。
作为优选，所述发电装置包含永磁体和线圈绕组，永磁体位于转动杆上，线圈绕组缠绕在线圈架上，线圈架与主壳体完全固定，随着三级齿轮发生转动，永磁体转动后与线圈发生先对运动切割磁感线产生电流。
作为优选，所述第一主动齿轮、第二主动齿轮、两个行星齿轮、二级联合齿轮、三级齿轮均为锥齿轮。
作为优选，所述二级联合齿轮包含转轴和位于转轴两端的小齿轮和大齿轮，小齿轮与从动轮啮合，大齿轮与三级齿轮啮合。
作为优选，所述第一主动齿轮与行星齿轮的传动比为1:1，第二主动齿轮与行星齿轮的传动比为1:1，从动轮与小齿轮的传动比为1:4，大齿轮与三级齿轮的传动比为1:2。
作为优选，所述转轴上套有轴承，轴承安装在支撑板上，支撑板安装在传动舱中，轴承通过过盈配合卡在支撑板上。
作为优选，所述上偏心摆锤和下偏心摆锤均为半圆柱体，柱体中间镂空，重量集中在摆锤外侧，保证振动时具有足够的转动惯量。
在本发明中，通过改变主壳体的安装角度和长度以及安装方式可以适用于大型海上浮式结构物，不同的振动频率和振动幅度可以通过装置的差速系统进行自我调节，适应性强应用范围广。偏心摆锤、第一输入轴和第二输入轴将重量均匀分配在两侧，能够保证在不同的安装角度和安装方式下装置牢固地随着运动结构物一起发生运动。两个偏心摆锤发生不同方向转动以及不同速度转动时，能够保证第二主动齿轮的持续转动。当两个偏心摆锤发生相同方向运动时，能够更快地带动第二主动齿轮的转动。第一主动齿轮、第二主动齿轮、两个行星齿轮、二级联合齿轮、三级齿轮均为锥齿轮，通过两次方向的转变，输入轴和三级齿轮仍然平行，同时二级联合齿轮和三级齿轮均布置4组，保证了结构的紧凑的同时大大提高了发电效率。外壳具有密封性，发电得到的电能用于储存或直接使用。由于该装置具有独立性，安装维护方便，易于装配成发电集群。
有益效果：本发明的差速惯性发电装置，具有以下优点：
1.该差速惯性发电装置，能够捕获大部分振动结构物的振动能量并将之转化为电能加以利用或储存，能够应用于各种振动形式和振动角度的结构物，安装方便，适应能力强。
2.在特殊使用环境下，该装置能够自己调节两个摆锤的转速，由于第二主动齿轮与从动轮之间没有锁死，当第一主动齿轮带动从动轮转动时，第二主动齿轮可以不转；反之，第一主动齿轮不转动时，第二主动齿轮通过行星轮带动从动轮发生转动，不会出现锁死的现象，同时通过三次齿轮加速，发生微弱振动时，由于惯性和齿轮变速的存在，仍能保证具有足够的电量，因为两个重锤之间互相不会影响，当任意一个重锤发生微弱的振动时，即使另一个重锤不动，也能够带动整个传动系统发生转动。
附图说明
图1是本发明的整体结构爆炸示意图；
图2是本发明的主壳体示意图；
图3是本发明的偏心重锤示意图；
图4是本发明的第一输入轴示意图；
图5是本发明的主动齿轮示意图；
图6是本发明的从动轮示意图；
图7是本发明的行星齿轮示意图；
图8是本发明的二级联合齿轮示意图；
图9是本发明的三级齿轮示意图；
图10是本发明的主视示意图；
图11是本发明的线圈绕组示意图；
图12是本发明的轴承示意图；
图13是本发明的内部结构布置示意图。
具体实施方式
如图1至图13所示，本发明的一种用于海洋浮式结构物的差速惯性发电装置，包括主壳体1、上偏心摆锤2和下偏心摆锤，所述主壳体1内从上到下依次分为上振动舱11、发电舱12、传动舱13和下振动舱，上偏心摆锤2位于上振动舱11内，下偏心摆锤位于下振动舱内，上偏心摆锤2通过第二输出轴与第二主动齿轮，下偏心摆锤通过第一输出轴与第一主动齿轮4连接，第一主动齿轮4和第二主动齿轮均与一对行星轮6啮合，一对行星轮6安装在连接板53上，连接板53固定安装在从动轮5上，从动轮5通过轴承套在第二输出轴上，从动轮5与二级联合齿轮7啮合，二级联合齿轮7有四个，沿从动轮圆周均布，二级联合齿轮7位于齿轮座14上，二级联合齿轮7与三级齿轮8啮合，三级齿轮8套在转动杆上，转动杆位于发电舱12的一端与发电装置连接；通过上偏心摆锤2和下偏心摆锤的偏心设置，上偏心摆锤2和下偏心摆锤的摆动分别带动第一传动轴和第二传动轴的转动，从而带动第一主动齿轮4和第二主动齿轮转动，带动从动轮转动，二级联合齿轮7转动带动三级齿轮8转动，从而带动发电装置发电。
在本发明中，所述发电装置包含永磁体9和线圈绕组10，永磁体9位于转动杆上，线圈绕组10缠绕在线圈架102上，线圈架102与主壳体1完全固定，随着三级齿轮8发生转动，永磁体9转动后与线圈发生先对运动切割磁感线产生电流。所述第一主动齿轮4和第二主动齿轮、两个行星齿轮6、二级联合齿轮7、三级齿轮8均为锥齿轮，通过锥齿轮，可以更好的将微弱的振动带动永磁体9快速转动，提高了发电效率。所述二级联合齿轮7包含转轴72和位于转轴72两端的小齿轮73和大齿轮71，小齿轮73与第二主动齿轮啮合，大齿轮71与三级齿轮8啮合。所述转轴72上套有轴承，轴承安装在支撑板上，支撑板安装在传动舱13中，轴承通过过盈配合卡在支撑板上。
在本发明中，所述第一主动齿轮4与行星齿轮6的传动比为1:1，第二主动齿轮与行星齿轮6的传动比为1:1，从动轮与小齿轮的传动比为1:4，大齿轮与三级齿轮8的传动比为1:2。所述上偏心摆锤2和下偏心摆锤均为半圆柱体，柱体中间镂空，重量集中在摆锤外侧，保证振动时具有足够的转动惯量。
在本发明中主壳体固定在振动结构物上，上偏心摆锤2和下偏心摆锤通过凹槽和平键31装配在第一输入轴和第二输入轴上，偏心摆锤2中心区域镂空，重量集中在摆锤周围，具有足够大的转动惯性矩，保证结构物发生振动时摆锤能够有足够大的转动。第一输入轴和第二输入轴端部具有凹槽32，凹槽与主动齿轮4的平键41进行配合。当结构物振动时，偏心摆锤带动主动齿轮4的转动。所述发电装置内所有转轴与主壳体之间均用轴承11连接，轴承包括外圈111和内圈112，二者通过滚珠113配合，保证装置结构的寿命。
在本发明中，通过将主壳体固定在振动结构物上，主壳体的振动带动上偏心摆锤和下偏心摆锤发生偏转，带动第二输出轴和第一输出轴发生转动，从而带动第一主动齿轮和第二主动齿轮转动，从而带动从动轮转动，从动轮转动带动二级联合齿轮转动，二级联合齿轮带动三级齿轮啮合，从而带动永磁体转动，永磁体92转动后与线圈101发生先对运动切割磁感线产生电流并存储。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。