本实用新型属于可再生能源发电领域，具体涉及一种滚动式波浪能采集与转换系统。
背景技术：
全球气候变化、能源短缺和环境污染等问题的日益加剧，促使大力发展可再生能源成为全球共识。波浪能作为一种清洁、无污染的可再生新能源，能流密度高、储量丰富且分布广泛。我国海岸线漫长，山东、江苏、福建、浙江、广东和台湾地区波浪能丰富，总量约有5亿千瓦，可开发利用的约有0.7-1.7亿千瓦，平均能流密度约为2-7kW/m，开发利用波浪能给近海城市提供能源具有广阔的空间和潜力。
波浪能作为一种重要的海洋能,研究波浪能发电装置是一种有效缓解能源压力的方式，然而我国波浪能发展仍然面临规模偏小、技术成熟度不高、创新能力不强等问题。研究机构相对较少、相关技术处于样机试验阶段，中科院广州能源研究所为代表的少数单位开发的波浪能发电技术进入海试阶段。在众多的波浪能发电装置中，有些采集机构十分复杂，很难适应波浪运动特征，能量摄取效果不佳，对波浪能的利用率低，吸收效率低。此外，中间转换环节能量损失较大，导致能量转换效率低，输出电能不平稳，限制了波浪能进一步商业化发展。
技术实现要素：
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种滚动式波浪能采集与转换系统，能适应不同大小波浪变化，提高波浪能量的收集效率，可高效、稳定地将波浪能转化为电能，为近海居民生活生产提供能源供给。
为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种滚动式波浪能采集与转换系统，包括波浪能采集系统、液压传输系统和动能转换系统，波浪能采集系统通过液压传输系统与动能转换系统相连，将采样的波浪能转化后通过液压传输至动能转换系统进行发电；
所述波浪能采集系统包括叶轮、传动轴和能量转换器，能量转换器通过传动轴与叶轮连接；
所述动能转换系统包括液压马达和发电机，液压马达与发电机轴连接，带动发电机旋转产生电能；
所述液压传输系统包括进油总管、回油总管和主油箱，进油总管两端分别与能量转换器出口和液压马达入口相连通，进油总管沿液压传动的方向依次设有液压蓄能器和减压阀，回油总管两端分别与液压马达出口和主油箱入口相连通，主油箱出口通过供油管与能量转换器入口相连通。
优选的方案中，所述能量转换器通过支架安装在系泊平台上，能量转换器包括大齿轮、小齿轮、回转圆盘、油盘和曲柄滑块机构，大齿轮、回转圆盘和油盘均固定安装在传动轴上，油盘通过进油支管与进油总管连通，小齿轮通过小齿轮轴安装在回转圆盘上，小齿轮与大齿轮啮合，小齿轮轴两端对称设置两套曲柄滑块机构。
优选的方案中，所述曲柄滑块机构包括曲柄、活塞连杆和液压缸，曲柄一端与小齿轮轴固定连接，曲柄另一端与活塞连杆铰接，活塞连杆带动液压缸内的活塞往复运动，液压缸设有与油盘铰接的圆柱销，液压缸的低压腔与供油管连通，液压缸的高压腔与油盘入口连通。
优选的方案中，所述叶轮采用滚动式结构，外圆柱面上设有3个叶片。
优选的方案中，所述进油总管上安装有压力表和溢流阀，溢流阀出口通过溢流管与主油箱连通。
优选的方案中，所述进油总管、回油总管或进油支管上安装有单向阀。
优选的方案中，所述回转圆盘包括两个与大齿轮固定连接的回转圆盘，两个回转圆盘对称分布在大齿轮的两侧。
优选的方案中，所述油盘包括两个与大齿轮固定连接的油盘，两个油盘对称分布在大齿轮的两侧，每个油盘包括8根油柱，各油柱的出口分别与一根进油支管连通。
本实用新型提供一种滚动式波浪能采集与转换系统，采用上述结构，具有以下有益效果：
1）采集机构设计成滚动式叶轮结构，可适应不同大小波浪变化，极大地提高了波浪能量的收集效率。
2）采用能量转换器将波浪能转化液压能，不仅运动传递可靠、工作平稳，而且能量流损失率低、响应快。
3）设置多个缓冲保护环节，液压蓄能器吸收系统压力脉动，溢流阀调定液压传输系统的最高压力，减压阀对发电机进行保护，保证输出能量比较平稳，防止发电机过载运行，提高系统在各种工况下的稳定性，进而提升系统对波浪能的转换效率。
4）整个液压系统部分集成安装，结构紧凑，节省了使用空间，适合规模化建造，降低了平台建造成本，提高单位海域内的发电效率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型中能量转换器的结构示意图；
图3为本实用新型中能量转换器的内部结构示意图；
图4为本实用新型中回转圆盘的结构示意图；
图5为本实用新型中油盘的结构示意图；
图中：叶轮1，传动轴2，能量转换器3，液压马达4，发电机5，进油总管6，回油总管7，主油箱8，液压蓄能器9，减压阀10，供油管11，支架12，系泊平台13，大齿轮14，小齿轮15，回转圆盘16，油盘17，曲柄滑块机构18，进油支管19，小齿轮轴20，曲柄21，活塞连杆22，液压缸23，压力表24，溢流阀25，单向阀26，油柱27，圆柱销28。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合实施例对本实用新型作进一步详细的说明，实施例仅用于说明本实用新型，不限于本实用新型的范围。
如图1-5中，一种滚动式波浪能采集与转换系统，包括波浪能采集系统、液压传输系统和动能转换系统，波浪能采集系统通过液压传输系统与动能转换系统相连，将采样的波浪能转化后通过液压传输至动能转换系统进行发电；所述波浪能采集系统包括叶轮1、传动轴2和能量转换器3，能量转换器3通过传动轴2与叶轮1连接；所述动能转换系统包括液压马达4和发电机5，液压马达4和发电机5都固定安装在系泊平台13的基座上，液压马达4与发电机5轴连接，带动发电机5旋转产生电能；所述液压传输系统包括进油总管6、回油总管7和主油箱8，进油总管6两端分别与能量转换器3出口和液压马达4入口相连通，进油总管4沿液压传动的方向依次设有液压蓄能器9和减压阀10，回油总管7两端分别与液压马达4出口和主油箱8入口相连通，主油箱8出口通过供油管11与能量转换器3入口相连通。叶轮1作为采集波浪能的载体，通过传动轴2传递给能量转换器3转化后，采用液压传输系统将高液压能汇集输送至液压马达4，带动发电机5旋转产生电能，针对波浪能的非均衡性，利用液压蓄能器9有效吸收系统压力脉动，减压阀10对发电机进行保护，保证输出能量比较平稳，防止发电机过载运行，有利于提高系统在各种工况下的稳定性，从而实现将波浪能高效、稳定地转化为电能，为近海居民生活生产提供能源供给。
优选的方案中，所述能量转换器3通过支架12安装在系泊平台13上，能量转换器3包括大齿轮14、小齿轮15、回转圆盘16、油盘17和曲柄滑块机构18，大齿轮14、回转圆盘16和油盘17均固定安装在传动轴2上，油盘17通过进油支管19与进油总管6连通，小齿轮15通过小齿轮轴20安装在回转圆盘16上，小齿轮15与大齿轮14啮合，小齿轮轴20两端对称设置两套曲柄滑块机构18。通过传动轴2带动大齿轮14旋转，从而带动与大齿轮14啮合的小齿轮15旋转，小齿轮轴20再带动曲柄滑块机构18运动。
优选的方案中，所述曲柄滑块机构18包括曲柄21、活塞连杆22和液压缸23，曲柄21一端与小齿轮轴20固定连接，曲柄21另一端与活塞连杆22铰接，活塞连杆22带动液压缸23内的活塞往复运动，液压缸22设有与油盘17铰接的圆柱销28，液压缸22的低压腔与供油管11连通，液压缸22的高压腔与油盘17入口连通。通过曲柄21带动活塞在液压缸23内往复运动，将能量转换为高液压能，从而进入液压传输系统。
优选的方案中，所述叶轮1采用滚动式结构，外圆柱面上设有3个叶片。将叶轮1设计为滚动式叶轮结构，以适应不同大小波浪变化，提高了波浪能量的收集效率。
优选的方案中，所述进油总管6上安装有压力表24和溢流阀25，溢流阀25出口通过溢流管与主油箱8连通。通过压力表24监测进油总管6的油压，溢流阀25调定液压传输系统的最高压力，确保系统在极端海况下运行的安全性，满足长期安全稳定运行，从而提升系统的发电效率。
优选的方案中，所述进油总管6、回油总管7或进油支管19上安装有单向阀26，利用单向阀26防止回流，有效提高液压传输系统的稳定性。
优选的方案中，所述回转圆盘16包括两个与大齿轮14固定连接的回转圆盘，两个回转圆盘对称分布在大齿轮14的两侧。回转圆盘16相对于大齿轮14静止不动，回转圆盘16通过小齿轮轴20与小齿轮15铰接，实现大齿轮14带动小齿轮15旋转。
优选的方案中，所述油盘17包括两个与大齿轮14固定连接的油盘，两个油盘对称分布在大齿轮14的两侧，每个油盘包括8根油柱27，各油柱27的出口分别与一根进油支管19连通。油盘17通过圆柱销28与液压缸23铰接，液压缸23的高压腔室通过油柱27与进油支管19连通。
为解决上述技术问题，本实用新型还提供采用所述滚动式波浪能采集与转换系统的发电方法，包括以下步骤：
1）浸在海面上的滚动叶轮1在波浪水平运动作用下转动，将波浪能转化为滚动叶轮1的旋转机械能；
2）滚动叶轮1通过传动轴2带动能量转换器3内大齿轮14旋转，曲柄滑块机构18将吸收来的波浪能转化为液压能；
3）多个能量转换器3排挤出的高压油经单向阀26汇集到同一根进油总管6中，经过液压蓄能器9的缓冲调和之后输送至液压马达4，推动液压马达4旋转做功，驱动发电机5进行发电；
4）做完功的液压油通过一根回油总管7回流至主油箱8，形成一个完整的循环；
5）发电机5产生的电能经过整流、稳压等处理并网后，为近海居民的生活生产提供用电。
上述的实施例仅为本实用新型的优选技术方案，而不应视为对于本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本实用新型的保护范围之内。