一种基于机械表原理的海洋漂浮自发电装置的制作方法

本发明涉及新型能源发电技术领域，具体涉及一种基于机械表原理的海洋漂浮自发电装置。

背景技术：

随着化石能源等的不可再生能源逐渐消耗，在21世纪对像波浪能等的清洁能源的需求逐渐增加。故此涌现了许多波浪能发电装置，分机械式、气动式和液压式。据统计，波浪能发电是以波浪的能量为动力生产电能。海洋波浪蕴藏着巨大的能量，通过发电装置可将波浪的能量转换为机械的、气压的或液压的能量，然后通过传动机构、气轮机、水轮机或油压马达驱动发电机发电。全球有经济价值的波浪能开采量估计为1～10亿kw。中国波浪能的理论储量为7000万kw左右。

而机械式的发电装置往往结构笨重，可靠性差，未获实用。通过棘轮来进行双向发电的装置都会因为上下浮子的相对位移较小，而降低了发电效率。

技术实现要素：

本发明的目的就是要针对现有装置的不足，提供一种基于机械表原理的海洋漂浮自发电装置，其结构简单，实用性强，发电效率高，实用性强，其改进了的传统的振荡浮子式发电装置，可通过发条机构使装置较快进入下一个发电周期。

为实现上述目的，本发明所涉及的一种基于机械表原理的海洋漂浮自发电装置，包括安装板，所述安装板上设有发电机、传动机构和自动陀，所述传动机构分别与发电机和自动陀齿轮链接。

进一步地，所述发电机上设有发电齿轮，所述自动陀上设有陀齿轮，所述传动机构包括换向机构、发条储能机构和变速轮组，所述发条储能机构分别与换向机构、变速轮组啮合配合，所述换向机构与发电齿轮啮合配合，所述变速轮组与陀齿轮啮合配合。

进一步地，所述换向机构包括相离的第一齿轮和第二齿轮、相啮合的第三齿轮和第四齿轮，所述第一齿轮的中心通过连杆与第三齿轮的中心轴向固定，所述第二齿轮的中心也通过连杆与第四齿轮的中心轴向固定，所述第四齿轮与发条储能机构啮合配合，所述陀齿轮分别与第一齿轮和第二齿轮啮合，所述第一齿轮和第二齿轮上设有单向滚针轴承，使得陀齿轮无论如何转动第四齿轮都向同一方向转动。

更进一步地，所述发条储能机构包括发条和与发条配合使用的发条张紧齿轮，所述发条张紧齿轮分别与第四齿轮和变速轮组啮合配合。

进一步地，所述发条储能机构上还设有擒纵机构，所述擒纵机构包括一端固定的擒纵叉和与发条张紧齿轮啮合的擒纵轮，所述擒纵叉两侧分别设有限位钉，所述擒纵叉自由端设有叉瓦，所述叉瓦与擒纵轮配合使用。

更进一步地，所述变速轮组包括多个依次啮合的变速轮。

作为优选项，所述发条的内轴上还设有副发条。

作为优选项，所述擒纵叉的固定端设有可转动的双圆盘和叉头钉，所述擒纵叉通过叉头钉固定在双圆盘上。

作为优选项，所述擒纵叉为t型，所述擒纵叉的固定端在t型尾端，所述叉瓦分为进瓦和出瓦，所述进瓦和出瓦分别设置在擒纵叉的t型头两端，所述擒纵轮的轮齿上设有与叉瓦配合使用的齿冲面。

作为优选项，所述自动陀与换向机构之间还设有上隔板，所述换向机构与擒纵机构之间还设有下隔板。

本发明的优点在于：其没有水中活动部件，不仅总体结构上应有利于抗风浪，还可尽量少的现场施工。其可实现长期、连续、稳定运作，极大减少人工成本，封闭式发电结构使其稳定性得到保障，是一种理想的、工程性较好的波浪能发电装置。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的安装示意图；

图3为本发明的平面结构示意图；

图4为换向机构的原理示意图；

图5为擒纵机构的安装示意图；

图6为擒纵机构的结构示意图；

图7为副发条结构示意图。

图中：安装板1、发电机2(其中：发电齿轮2.1)、传动机构3(其中：换向机构3.1、连杆3.1a、第一齿轮3.1.1、第二齿轮3.1.2、第三齿轮3.1.3、第四齿轮3.1.4、单向滚针轴承3.1.5、发条储能机构3.2、发条3.2.1、发条张紧齿轮3.2.2、副发条3.2.3、变速轮组3.3、变速轮3.3.1)、自动陀4(其中：陀齿轮4.1)、擒纵机构5(其中：擒纵叉5.1、叉瓦5.1.1、进瓦5.1.2、出瓦5.1.3、擒纵轮5.2、齿冲面5.2.1、限位钉5.3、双圆盘5.4、叉头钉5.5)、上隔板6、下隔板7。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述：

如图1～7所示的一种基于机械表原理的海洋漂浮自发电装置，包括安装板1，所述安装板1上设有发电机2、传动机构3和自动陀4，所述传动机构3分别与发电机2和自动陀4齿轮链接。

所述发电机2上设有发电齿轮2.1，所述自动陀4上设有陀齿轮4.1，所述传动机构3包括换向机构3.1、发条储能机构3.2和变速轮组3.3，所述发条储能机构3.2分别与换向机构3.1、变速轮组3.3啮合配合，所述换向机构3.1与发电齿轮2.1啮合配合，所述变速轮组3.3与陀齿轮4.1啮合配合。所述换向机构3.1包括相离的第一齿轮3.1.1和第二齿轮3.1.2、相啮合的第三齿轮3.1.3和第四齿轮3.1.4，所述第一齿轮3.1.1的中心通过连杆3.1a与第三齿轮3.1.3的中心轴向固定，所述第二齿轮3.1.2的中心也通过连杆3.1a与第四齿轮3.1.4的中心轴向固定，所述第四齿轮3.1.4与发条储能机构3.2啮合配合，所述陀齿轮4.1分别与第一齿轮3.1.1和第二齿轮3.1.2啮合，所述第一齿轮3.1.1和第二齿轮3.1.2上设有单向滚针轴承3.1.5，使得陀齿轮4.1无论如何转动第四齿轮3.1.4都向同一方向转动。所述发条储能机构3.2包括发条3.2.1和与发条3.2.1配合使用的发条张紧齿轮3.2.2，所述发条张紧齿轮3.2.2分别与第四齿轮3.1.4和变速轮组3.3啮合配合。所述变速轮组3.3包括多个依次啮合的变速轮3.3.1。所述发条3.2.1的内轴上还设有副发条3.2.3。

所述发条储能机构3.2上还设有擒纵机构5，所述擒纵机构5包括一端固定的擒纵叉5.1和与发条张紧齿轮3.2.2啮合的擒纵轮5.2，所述擒纵叉5.1两侧分别设有限位钉5.3，所述擒纵叉5.1自由端设有叉瓦5.1.1，所述叉瓦5.1.1与擒纵轮5.2配合使用。所述擒纵叉5.1的固定端设有可转动的双圆盘5.4和叉头钉5.5，所述擒纵叉5.1通过叉头钉5.5固定在双圆盘5.4上。所述擒纵叉5.1为t型，所述擒纵叉5.1的固定端在t型尾端，所述叉瓦5.1.1分为进瓦5.1.2和出瓦5.1.3，所述进瓦5.1.2和出瓦5.1.3分别设置在擒纵叉5.1的t型头两端，所述擒纵轮5.2的轮齿上设有与叉瓦5.1.1配合使用的齿冲面5.2.1。

所述自动陀4与换向机构3.1之间还设有上隔板6，所述换向机构3.1与擒纵机构5之间还设有下隔板7。

实际使用时：

本发明的工作原理为：在波浪作用下，自动陀4受重力产生偏移绕轴旋转，经过换向机构3.1将陀齿轮4.1的往复转动转换成第四齿轮3.1.4的单向转动，然后使发条3.2.1上紧，完成对波浪能的吸收和储存。发条3.2.1通过变速轮组3.3升速，并由擒纵机构5控制，使得发条3.2.1的能量均匀释放，匀速驱动发电机2运转，获得稳定电能，完成能量的释放和发电过程。

换向机构3.1原理：采用两组单向滚针轴承3.1.5与第二齿轮3.1.2和第四齿轮3.1.4相配合，组成双向棘轮换向机构3.1。实现无论是陀齿轮4.1顺时针还是逆时针旋转，第二齿轮3.1.2和第四齿轮3.1.4的转动方向均不会变，也正是因为这一点，使波浪的双向能量得以收集。

发条储能机构3.2原理：通过自动陀4收集的能量十分不稳定，为满足直流发电机2持续发电条件，通过发条3.2.1将收集到的能量储存起来，提供稳定输出，起到一定的缓冲作用。发条3.2.1用于储存能力，副发条5.2.3用于解决上满链后的问题。发条5.2.1的末端焊接有一小段副发条5.2.3，副发条5.2.3的长度比发条盒圆周稍长一些，并且比发条5.2.1厚硬。将副发条5.2.3盘绕在发条盒里面，副发条5.2.3有向外膨胀的趋势，进而副发条5.2.3就作为一个坚固的卡口，将发条5.21固定。当自动陀4上链给发条5.2.1上满链的时候，整个发条5.2.1受到收缩力大于副发条5.2.3的膨胀力，这样就会使副发条5.2.3收缩，整个发条5.2.1就会向后滑动，滑动的时候会施放多余的能量。等多余的能量施放出去以后，副发条5.2.3再次膨胀就会再次固定整个发条5.2.1。通过这样的特殊设计，就会使整个发条5.2.1储存的能量保持在一个最大的限度，不会超出这个限度。这样就不会因为超过荷载导致发条5.2.1断裂。

擒纵机构5原理：由于发条5.2.1的特殊力学性质，发条5.2.1越是绷紧提供的力越大，同理发条5.2.1越是松弛提供的力也越小，但是要驱动发电机2稳定发电，这时就需要擒纵机构5，通过游丝来进行稳定输出。

从发条储能机构3.2递来的能量，通过擒纵轮5.2和叉瓦5.1.1、叉头钉5.5和双圆盘5.4的相互作用而传递给摆轮游丝系统。擒纵轮5.2顺时针旋转，擒纵轮齿的齿冲面5.2.1冲击进瓦5.1.2的冲面，进瓦5.1.2由于这股冲力而向上抬起，根据杠杆原理，使左侧叉口拨动双圆盘5.4，开始带双圆盘5.4的动摆轮逆时针旋转。随着擒纵轮5.2继续顺时针旋转，擒纵轮齿的的齿冲面5.2.1在进瓦5.1.2冲面上滑动摩擦，然后将脱离进瓦5.1.2，这个过程中，进瓦5.12继续受力，向上的分力使进瓦臂上抬，叉瓦5.1.1右推，左侧叉口继续拨动双圆盘5.4。当擒纵轮5.2继续顺时针旋转至轮齿的齿冲面5.2.1冲击出瓦5.1.3冲面并滑动摩擦至即将脱离出瓦5.1.3，出瓦5.1.3借这股冲力向上抬，右侧叉口拨动双圆盘5.4，推动摆轮顺时针旋转。这一步跟前面的原理一样，也是在传递能量，只是一个在进瓦5.1.2上一个在出瓦5.1.3上。这样，无论是擒纵轮5.2齿冲击进瓦5.1.2冲面还是冲击出瓦5.13的冲面，当一个连续性的动作完成后，擒纵轮5.2把来自发条储能机构3.2的能量传递给了双圆盘5.4。由于摆轮是周期性摆动，所以使得擒纵轮5.2匀速转动，实现擒纵功能。

变速轮组3.3原理：发条储能机构3.2后部连接变速轮组3.3，变速轮组3.3由双齿轮相连而成，通过层层放大的方法将发条储能机构3.2的慢速转动提升到发电机2所需的转速。变速轮3.3.1的个数决定于发电机2的转速和发条储能机构3.2中发条3.2.1的性能。

最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应认为属于本发明的保护范围。