一种基于浮块摇摆的点吸式波浪能捕获装置

一种基于浮块摇摆的点吸式波浪能捕获装置
1.技术领域
2.本发明属于海上发电技术领域，涉及一种基于浮块摇摆的点吸式波浪能捕获装置。
3.

背景技术：

4.海洋中潮起潮落、洋流流动、波浪起伏都蕴含着巨大的能源，在能源日益紧张的今日，海洋能源是一个巨大的宝库，海洋潮汐能、波浪能清洁无污染，且潜能巨大。
5.海水在风浪的作用下不断地发生波动，波动的宽度一般有几米、甚至十几米长，后浪推动着前浪不断移动，如果充分吸收整个波浪海面的动能，发电量就会大大增加。而现有的发电装置大部分为单点结构，接触海水的面积有限，吸收波浪的动能也有限，而且发电形式较为单一，导致发电装置的发电效率较低。
6.

技术实现要素：

7.本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种基于浮块摇摆的点吸式波浪能捕获装置，能够充分利用浮块的浮动进行发电，提高发电效率。
8.本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种基于浮块摇摆的点吸式波浪能捕获装置，包括固定块，所述固定块的下侧面设有若干个支撑腿，所述固定块的上侧面设有蓄电池；若干个活动机构，若干个所述活动机构沿宽度方向依次设置在固定块上，所述活动机构具有：拉杆，所述拉杆沿长度方向水平设置在固定块的上方，所述拉杆的一端铰接在固定块上，另一端连接有复位弹簧；定滑轮，所述固定块上平行固设有两个支撑板，两个所述支撑板之间转动设有第一转轴，所述第一转轴的轴向和固定块的宽度方向一致，所述定滑轮同轴固设在第一转轴上；第二拉绳，所述第二拉绳的一端与复位弹簧远离拉杆的一端固连，另一端绕过定滑轮的右侧向上延伸；第一拉绳，所述第一拉绳的一端通过限位结构固连在固定块上，所述限位结构能够限制拉杆发生左右偏转；第一发电机构，所述第一发电机构设置在固定块上，所述第一发电机构能够利用第一转轴的往复转动进行发电；浮块，所述浮块的底部呈圆弧形，所述浮块的长度方向和固定块的宽度方向一致，所述第一拉绳远离固定块的一端与浮块底部的一侧固连，所述第二拉绳绕过定滑轮的一端与浮块底部的另一侧固连；第二发电机构，所述第二发电机构设置在浮块内，所述第二发电机构能够利用浮块的偏转进行发电。
9.在上述的一种基于浮块摇摆的点吸式波浪能捕获装置中，所述第一发电机构包括：
第一限位板和第二限位板，所述第一限位板和第二限位板平行固设在两个支撑板的外侧；第一圆管，所述第一圆管转动设置在第一限位板靠近支撑板的一侧面上，所述第一圆管和第一转轴同轴设置，所述第一圆管的靠近支撑板的一侧固设有第一封板，所述第一转轴靠近第一封板的一端穿过相对应的支撑板且端部转动设置在第一封板上；第二圆管，所述第二圆管转动设置在第二限位板靠近支撑板的一侧面上，所述第二圆管和第一转轴同轴设置，所述第二圆管的靠近支撑板的一侧固设有第二封板，所述第一转轴靠近第二封板的一端穿过相对应的支撑板且端部转动设置在第二封板上；第一发电结构，所述第一发电结构设置在第一圆管内，所述第一发电结构能够利用第一圆管的顺时针转动进行发电；第二发电结构，所述第二发电结构设置在第二圆管内，所述第二发电结构能够利用第二圆管的逆时针转动进行发电。
10.在上述的一种基于浮块摇摆的点吸式波浪能捕获装置中，所述第一发电结构包括：第一发电机，所述第一发电机固设在位于第一圆管内的第一限位板上，所述第一发电机的输入轴上固设有第一棘轮，所述第一棘轮的棘齿朝逆时针方向弯曲，所述第一发电机与蓄电池电连接；若干个第一棘爪，若干个所述第一棘爪沿周向设置在第一圆管的内侧壁上，所述第一棘爪的内端铰接在第一圆管的内侧壁上，所述第一棘爪的外端朝顺时针方向弯曲且端部插入到第一棘轮的两个相邻棘齿之间，所述第一棘爪和第一圆管的内侧壁之间设有第一压紧弹簧。
11.在上述的一种基于浮块摇摆的点吸式波浪能捕获装置中，所述第二发电结构包括：第二发电机，所述第二发电机固设在位于第二圆管内的第二限位板上，所述第二发电机的输入轴上固设有第二棘轮，所述第二棘轮的棘齿朝顺时针方向弯曲，所述第二发电机与蓄电池电连接；若干个第二棘爪，若干个所述第二棘爪沿周向设置在第二圆管的内侧壁上，所述第二棘爪的内端铰接在第二圆管的内侧壁上，所述第二棘爪的外端朝逆时针方向弯曲且端部插入到第二棘轮的两个相邻棘齿之间，所述第二棘爪和第二圆管的内侧壁之间设有第二压紧弹簧。
12.在上述的一种基于浮块摇摆的点吸式波浪能捕获装置中，所述限位结构包括：两个固定板，两个所述固定板平行固设在固定块上，所述拉杆从两个固定板之间穿过；固定杆，所述固定杆水平固设在两个固定板之间，所述固定杆位于拉杆的上方，所述第一拉绳的下端固连在固定杆上。
13.在上述的一种基于浮块摇摆的点吸式波浪能捕获装置中，所述第二发电机构包括：第二转轴，所述浮块内设有空腔，所述空腔内装有水，所述第二转轴沿长度方向转动设置在空腔内，所述第二转轴上沿长度方向固设有摆动板，所述摆动板的下侧边始终位
于水面之下；两个第三发电结构，两个所述第三发电结构分别设置在浮块长度方向的两端，所述第三发电结构能够利用第二转轴的往复转动进行发电。
14.在上述的一种基于浮块摇摆的点吸式波浪能捕获装置中，所述第三发电结构包括：第三转轴，所述第三转轴转动设置在空腔的侧壁上，所述第三转轴的长度方向和第二转轴的长度方向一致，所述第三转轴上同轴固设有第三棘轮；第三发电机，所述浮块的外侧设有安装箱，所述第三发电机固设在安装箱内，所述第三转轴的一端延伸至安装箱内且端部与第三发电机的输入轴固连，所述第三发电机与蓄电池电连接；传动结构，所述传动结构设置在第二转轴上，所述传动结构能够利用第二转轴的往复转动带动第三棘轮顺时针转动。
15.在上述的一种基于浮块摇摆的点吸式波浪能捕获装置中，所述第三发电结构包括：第三转轴，所述第三转轴转动设置在空腔的侧壁上，所述第三转轴的长度方向和第二转轴的长度方向一致，所述第三转轴上同轴固设有第三棘轮；第三发电机，所述浮块的外侧设有安装箱，所述第三发电机固设在安装箱内，所述第三转轴的一端延伸至安装箱内且端部与第三发电机的输入轴固连，所述第三发电机与蓄电池电连接；传动结构，所述传动结构设置在第二转轴上，所述传动结构能够利用第二转轴的往复转动带动第三棘轮顺时针转动。
16.在上述的一种基于浮块摇摆的点吸式波浪能捕获装置中，所述摆动板的下侧边固设有配重杆。
17.在上述的一种基于浮块摇摆的点吸式波浪能捕获装置中，所述摆动板靠近配重杆的一侧边沿设有若干个穿孔。
18.与现有技术相比，本发明具有以下优点：1、固定块通过支撑腿固设在水下，浮块漂浮在海面之上，初始状态，浮块处于水平位置，当海面产生波浪时，浮块随着波浪上下浮动，由于第一拉绳的限位作用，当波峰移动至浮块位置时，浮块向左上方浮动，第二拉绳不断远离拉杆向上伸长，定滑轮和第一转轴逆时针转动，复位弹簧被拉升，当波谷移动至浮块位置时，浮块向右下方浮动，同时在复位弹簧的作用下，第二拉绳不断靠近拉杆向下缩短，定滑轮和第一转轴顺时针转动，第一发电机构利用第一转轴的往复转动进行连续发电，提高发电效率；同时浮块在浮动的过程中还会发生偏转，第二发电机构能够利用浮块的偏转进行发电，增加发电量；2、当浮块拉动第二拉绳上下滑动时，带动定滑轮和第一转轴往复转动，当第一转轴带动第一圆管和第二圆管顺时针转动时，第一发电结构进行发电，当第一转轴带动第一圆管和第二圆管逆时针转动时，第二发电结构进行发电，通过浮块的浮动实现连续发电，提高发电效率；3、当第一转轴带动第一圆管顺时针转动时，第一圆管内的第一棘爪推动第一棘轮顺时针转动，使第一发电机进行发电，当第一转轴带动第一圆管逆时针转动时，第一圆管内
的第一棘爪沿着第一棘轮的棘齿边沿滑动，此时第一棘轮不转动，避免第一发电机频繁正反转，影响其使用寿命；4、当第一转轴带动第二圆管逆时针转动时，第二圆管内的第二棘爪推动第二棘轮逆时针转动，使第二发电机进行发电，当第一转轴带动第二圆管顺时针转动时，第二圆管内的第二棘爪沿着第二棘轮的棘齿边沿滑动，此时第二棘轮不转动，避免第二发电机频繁正反转，影响其使用寿命；5、两个固定板能够限制拉杆在受力时发生左右偏转，使拉杆保持水平状态，同时第一拉绳固连在固定杆上，避免与拉杆发生干扰，结构简单；6、由于第一拉绳的长度固定，当波浪的波峰移动至浮块位置时，带动浮块向左上方转动，当波浪的波谷移动至浮块位置时，带动浮块向右下方转动，浮块在运动过程中，空腔内的水跟着转动，水冲击摆动板，带动第二转轴转动，两个第三发电结构利用第二转轴的转动进行发电，增加发电量；7、浮块的往复偏转带动第二转轴往复转动，通过传动结构带动第三棘轮和第三转轴始终顺时针转动，使第三发电机连续发电，提高发电效率；8、当浮块处于波峰位置时，浮块的上平面向右倾斜，带动转动杆绕着第二转轴逆时针转动，此时第三棘爪沿着第三棘轮的棘齿边沿逆时针滑动，棘钩的弯钩拉动第三棘轮顺时针转动，当浮块处于波谷位置时，浮块的上平面向左倾斜，带动转动杆绕着第二转轴顺时针转动，此时第三棘爪推动第三棘轮顺时针转动，棘钩的弯钩沿着拉动第三棘轮逆时针滑动，通过第二转轴的往复转动，实现第三棘轮始终顺时针转动，结构简单，发电效率高；9、当浮块发生转动时，配重杆能够使摆动板始终处于竖直状态，使第二转轴和空腔发生相对转动，从而带动第三棘轮转动；10、当浮块发生偏转时，空腔内的水会冲击摆动版，部分水流通过穿孔均匀地流动至摆动板的两侧，使摆动板转动地更加顺畅。
19.附图说明
20.图1是本发明的结构示意图；图2是图1中a-a处的剖视图；图3是图1中b处的局部放大图；图4是图3中c-c处的剖视图；图5是图3中d-d处的剖视图；图6是浮块的结构示意图；图7是图6中e-e处的剖视图；图8是图7中f处的局部放大图；图9是浮块移动至波峰的结构示意图；图10是浮块移动至波谷的结构示意图。
21.图中，1固定块；11、蓄电池；12、竖直板；13、固定板；131、固定杆；132、第一拉绳；14、支撑板；141、第一转轴；142、定滑轮；15、第一限位板；16、第二限位板；17、支撑腿；2、拉杆；21、定板；22、活动板；221、耳板；222、第一拉绳；3、复位弹簧；4、第一圆管；41、第一封板；
42、第一发电机；421、第一棘轮；43、第一棘爪；431、第一压紧弹簧；5、第二圆管；51、第二封板；52、第二发电机；521、第二棘轮；53、第二棘爪；531、第二压紧弹簧；6、浮块；61、空腔；62、第二转轴；63、摆动板；631、穿孔；632、压电陶瓷片；64、配重杆；65、转动杆；651、第三棘爪；652、棘钩；653、第三压紧弹簧；654、第四压紧弹簧；7、安装箱；71、第三发电机；72、第三棘轮；73、第三转轴；8、波浪；81、波峰；82、波谷。
22.具体实施方式
23.以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
24.如图1至10所示，一种基于浮块摇摆的点吸式波浪能捕获装置，包括固定块1、若干个活动机构、浮块6和第二发电机构。
25.所述固定块1的下侧面设有若干个支撑腿17，所述固定块1的上侧面设有蓄电池11。
26.若干个所述活动机构沿宽度方向依次设置在固定块1上，所述活动机构包括拉杆2、定滑轮142、第二拉绳222、第一拉绳132和第一发电机构。
27.所述拉杆2沿长度方向水平设置在固定块1的上方，所述固定块1上设有竖板12，所述拉杆2的一端铰接在竖板12上，所述拉杆2的另一端连接有复位弹簧3。
28.所述固定块1上平行固设有两个支撑板14，两个所述支撑板14之间转动设有第一转轴141，所述第一转轴141的轴向和固定块1的宽度方向一致，所述定滑轮142同轴固设在第一转轴141上。
29.所述第二拉绳222的一端与复位弹簧3远离拉杆2的一端固连，另一端绕过定滑轮142的右侧向上延伸。
30.所述第一拉绳132的一端通过限位结构固连在固定块1上，所述限位结构能够限制拉杆2发生左右偏转。
31.所述第一发电机构设置在固定块1上，所述第一发电机构能够利用第一转轴141的往复转动进行发电。
32.所述浮块6呈长条状，所述浮块6的底部呈圆弧形，所述浮块6的长度方向和固定块1的宽度方向一致，所述第一拉绳132远离固定块1的一端与浮块6底部的一侧固连，所述第二拉绳222绕过定滑轮142的一端与浮块6底部的另一侧固连。
33.所述第二发电机构设置在浮块6内，所述第二发电机构能够利用浮块6的偏转进行发电。
34.固定块1通过支撑腿17固设在水下，浮块6漂浮在海面之上，初始状态，浮块6处于水平位置，当海面产生波浪8时，浮块6随着波浪8上下浮动，由于第一拉绳132的限位作用，当波峰81移动至浮块6位置时，浮块6向左上方浮动，第二拉绳222不断远离拉杆2向上伸长，定滑轮142和第一转轴141逆时针转动，复位弹簧3被拉升，当波谷82移动至浮块6位置时，浮块6向右下方浮动，同时在复位弹簧3的作用下，第二拉绳222不断靠近拉杆2向下缩短，定滑轮142和第一转轴141顺时针转动，第一发电机构利用第一转轴141的往复转动进行连续发电，提高发电效率；同时浮块6在浮动的过程中还会发生偏转，第二发电机构能够利用浮块6
的偏转进行发电，增加发电量。
35.具体来说，所述第一发电机构包括第一限位板15和第二限位板16、第一圆管4、第二圆管5、第一发电结构和第二发电结构。
36.所述第一限位板15和第二限位板16平行固设在两个支撑板14的外侧。
37.所述第一圆管4转动设置在第一限位板15靠近支撑板14的一侧面上，所述第一圆管4和第一转轴141同轴设置，所述第一圆管4的靠近支撑板14的一侧固设有第一封板41，所述第一转轴141靠近第一封板41的一端穿过相对应的支撑板14且端部转动设置在第一封板41上。
38.所述第二圆管5转动设置在第二限位板16靠近支撑板14的一侧面上，所述第二圆管5和第一转轴141同轴设置，所述第二圆管5的靠近支撑板14的一侧固设有第二封板51，所述第一转轴141靠近第二封板51的一端穿过相对应的支撑板14且端部转动设置在第二封板51上。
39.所述第一发电结构设置在第一圆管4内，所述第一发电结构能够利用第一圆管4的顺时针转动进行发电。
40.所述第二发电结构设置在第二圆管5内，所述第二发电结构能够利用第二圆管5的逆时针转动进行发电。
41.当浮块6拉动第二拉绳222上下滑动时，带动定滑轮142和第一转轴141往复转动，当第一转轴141带动第一圆管4和第二圆管5顺时针转动时，第一发电结构进行发电，当第一转轴141带动第一圆管4和第二圆管5逆时针转动时，第二发电结构进行发电，通过浮块6的浮动实现连续发电，提高发电效率。
42.具体来说，所述第一发电结构包括第一发电机42和若干个第一棘爪43。
43.所述第一发电机42固设在位于第一圆管4内的第一限位板15上，所述第一发电机42的输入轴上固设有第一棘轮421，所述第一棘轮421的棘齿朝逆时针方向弯曲，所述第一发电机42通过整流器与蓄电池11电连接。
44.若干个所述第一棘爪43沿周向设置在第一圆管4的内侧壁上，所述第一棘爪43的内端铰接在第一圆管4的内侧壁上，所述第一棘爪43的外端朝顺时针方向弯曲且端部插入到第一棘轮421的两个相邻棘齿之间，所述第一棘爪43和第一圆管4的内侧壁之间设有第一压紧弹簧431，所述第一压紧弹簧431使第一棘爪43的外端始终抵压在第一棘轮421的棘齿边沿。
45.当第一转轴141带动第一圆管4顺时针转动时，第一圆管4内的第一棘爪43推动第一棘轮421顺时针转动，使第一发电机42进行发电，当第一转轴141带动第一圆管4逆时针转动时，第一圆管4内的第一棘爪43沿着第一棘轮421的棘齿边沿滑动，此时第一棘轮421不转动，避免第一发电机42频繁正反转，影响其使用寿命。
46.具体来说，所述第二发电结构包括第二发电机52和若干个第二棘爪53。
47.第二发电机52，所述第二发电机52固设在位于第二圆管5内的第二限位板16上，所述第二发电机52的输入轴上固设有第二棘轮521，所述第二棘轮521的棘齿朝顺时针方向弯曲，所述第二发电机52通过整流器与蓄电池11电连接。
48.若干个所述第二棘爪53沿周向设置在第二圆管5的内侧壁上，所述第二棘爪53的内端铰接在第二圆管5的内侧壁上，所述第二棘爪53的外端朝逆时针方向弯曲且端部插入
到第二棘轮521的两个相邻棘齿之间，所述第二棘爪53和第二圆管5的内侧壁之间设有第二压紧弹簧531，所述第二压紧弹簧531使第二棘爪53的外端始终抵压在第二棘轮521的棘齿边沿。
49.当第一转轴141带动第二圆管5逆时针转动时，第二圆管5内的第二棘爪53推动第二棘轮521逆时针转动，使第二发电机52进行发电，当第一转轴141带动第二圆管5顺时针转动时，第二圆管5内的第二棘爪53沿着第二棘轮521的棘齿边沿滑动，此时第二棘轮521不转动，避免第二发电机52频繁正反转，影响其使用寿命。
50.具体来说，所述限位结构包括两个固定板13和固定杆131。
51.两个所述固定板13平行固设在固定块1上，所述拉杆2从两个固定板13之间穿过。
52.所述固定杆131水平固设在两个固定板13之间，所述固定杆131位于拉杆2的上方，所述第一拉绳132的下端固连在固定杆131上。
53.两个固定板13能够限制拉杆2在受力时发生左右偏转，使拉杆2保持水平状态，同时第一拉绳132固连在固定杆131上，避免与拉杆2发生干扰，结构简单。
54.具体来说，所述第二发电机构包括第二转轴62和两个第三发电结构。
55.所述浮块6内设有空腔61，所述空腔61内装有水，所述第二转轴62沿长度方向转动设置在空腔61内，所述第二转轴62上沿长度方向固设有摆动板63，所述摆动板63的下侧边始终位于水面之下。
56.两个所述第三发电结构分别设置在浮块6长度方向的两端，所述第三发电结构能够利用第二转轴62的往复转动进行发电。
57.由于第一拉绳132的长度固定，当波浪8的波峰81移动至浮块6位置时，带动浮块6向左上方转动，当波浪8的波谷82移动至浮块6位置时，带动浮块6向右下方转动，浮块6在运动过程中，空腔61内的水跟着转动，水冲击摆动板63，带动第二转轴62转动，两个第三发电结构利用第二转轴62的转动进行发电，增加发电量。
58.具体来说，所述第三发电结构包括第三转轴73、第三发电机71和传动结构。
59.所述第三转轴73转动设置在空腔61的侧壁上，所述第三转轴73的长度方向和第二转轴62的长度方向一致，所述第三转轴73上同轴固设有第三棘轮72。
60.所述浮块6的外侧设有安装箱7，所述第三发电机71固设在安装箱7内，所述第三转轴73的一端延伸至安装箱7内且端部与第三发电机71的输入轴固连，所述第三发电机71通过整流器与蓄电池11电连接。
61.所述传动结构设置在第二转轴62上，所述传动结构能够利用第二转轴62的往复转动带动第三棘轮72顺时针转动。
62.浮块6的往复偏转带动第二转轴62往复转动，通过传动结构带动第三棘轮72和第三转轴73始终顺时针转动，使第三发电机71连续发电，提高发电效率。
63.具体来说，所述传动结构包括转动杆65、第三棘爪651和棘钩652。
64.所述转动杆65的一端固设在第二转轴62上，所述转动杆65和第三棘轮72处于同一竖直平面内。
65.所述第三棘爪651的一端铰接在转动杆65的下侧面上，所述第三棘爪651的另一端朝顺时针方向弯曲且端部插入到第三棘轮72的两个相邻棘齿之间，所述第三棘爪651和转动杆65之间固连有第三压紧弹簧653，所述第三压紧弹簧653使第三棘爪651的外端始终抵
压在第三棘轮72的棘齿边沿。
66.所述棘钩652的一端铰接在转动杆65的下侧面上，所述棘钩652和第三棘爪651分别位于第三转轴73的两侧，所述棘钩652和摆动板63之间固连有第四压紧弹簧654，在第四压紧弹簧654的作用下，所述棘钩652的弯钩端始终朝向第三转轴73且端部抵靠在第三棘轮72的棘齿边沿上。
67.当浮块6处于波峰81位置时，浮块6的上平面向右倾斜，带动转动杆65绕着第二转轴62逆时针转动，此时第三棘爪651沿着第三棘轮72的棘齿边沿逆时针滑动，棘钩652的弯钩拉动第三棘轮72顺时针转动，当浮块6处于波谷82位置时，浮块6的上平面向左倾斜，带动转动杆65绕着第二转轴62顺时针转动，此时第三棘爪651推动第三棘轮72顺时针转动，棘钩652的弯钩沿着拉动第三棘轮72逆时针滑动，通过第二转轴62的往复转动，实现第三棘轮72始终顺时针转动，结构简单，发电效率高。
68.具体来说，所述摆动板63的下侧边固设有配重杆64。
69.当浮块6发生转动时，配重杆64能够使摆动板63始终处于竖直状态，使第二转轴62和空腔61发生相对转动，从而带动第三棘轮72转动。
70.具体来说，所述摆动板63靠近配重杆64的一侧设有若干个穿孔631，优选地，所述穿孔631的两侧均呈外扩喇叭状。
71.当浮块6发生偏转时，空腔61内的水会冲击摆动版63，部分水流通过穿孔631均匀地流动至摆动板63的两侧，使摆动板63转动地更加顺畅。
72.优选地，所述摆动板63两侧的下边沿均设有压电陶瓷片632，所述压电陶瓷片632与蓄电池11电连接。
73.当空腔61内的水不断冲击摆动板63时，作用在压电陶瓷片632上的压力不断发生变化，使压电陶瓷片632发电，储存在蓄电池11内，增加发电量。
74.在本专利的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。
75.本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。