一种磁力悬浮的插指电极波浪能采集结构

1.本发明涉及一种磁力悬浮的插指电极波浪能采集结构，属于波浪能采集技术领域。


背景技术：

2.能源是现代社会高速发展的重要组成部分。随着人类文明不断发展，地球上有限的化石燃料因人类的快速开采正变成当今社会亟待解决的主要问题，可再生能源和绿色能源的开发和利用变得越来越重要。海洋在全球有着广泛的分布，且海洋带来的波浪能取之不尽用之不竭，是一种有望在未来实现大规模应用的一种可再生能源。经过数十年的发展，传统的采用电磁结构的海洋能发电设备在波浪能采集领域仍旧存在局限性，波浪的无规则运动、低频率的特征严重影响着这类发电设备的推广。除此之外，普遍高昂的设备成本和安装维护成本直接限制了以电磁作为发电原理的波浪能发电设备的应用。
3.纳米摩擦发电机因其众多的应用优势而备受各行业广泛关注。纳米摩擦发电机是一种基于摩擦起电和静电感应的新型能源采集技术，其特点在于能够有效利用低频机械能进行发电，这为海洋能采集提供了一种新思路，是未来可回收能源领域不可或缺的重要部分。
4.纳米摩擦发电机具有结构简单、成本低的特点，使得该类发电装置具有良好的可阵列性，整机结构质量低，安装维护简单，在一些自供能领域已有应用，未来在海洋工程、机器制造、轨道交通、航空航天等领域将提供更多的解决方案。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是：提供一种价格便宜、结构简单、稳定可靠、工作寿命长且能简易安装的一种接触式波浪能采集结构。
6.为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
7.一种插指电极波浪能采集结构，具体有：圆筒(2)的上下两端固定安装顶盖(1)和底盖(9)，顶盖(1)和底盖(9)的中心孔固定安转轴(14)，轴(14)上安装有直线轴承一(13)和直线轴承二(10)；直线轴承二(10)与浮力块(8)固接，浮力块(8)与磁铁二(7)固接；直线轴承一(13)与磁铁一(6)固接，磁铁一(6)与密封盖(3)形成密封腔，内侧带有插指电极结构的电极圆筒(4)固定安装在密封盖(3)内侧，摩擦层(5)被安装在弹簧一(12)和弹簧二(11)之间。
8.本发明的优点是：整体结构可以固定安装在浮标等海上目标上，圆筒结构不仅将海浪无规则的运动转化为沿轴向的单自由度运动，且具有很好的自我防护能力，增加了结构的工作寿命。
附图说明
9.图1示出波浪能采集结构的横截面；
10.图2示出顶盖的正视图；
11.图3示出电极圆筒内插指电极展开图。
12.图中附图标记：
13.1 顶盖
14.2 圆筒
15.3 密封盖
16.4 电极圆筒
17.5 摩擦层
18.6 浮力块
19.7 底盖
20.8 直线轴承
21.9 弹簧二
22.10 弹簧一
23.11 轴
具体实施方式
24.图1示出构造为波浪能采集结构的横截面，本实施方式所述的一种插指电极波浪能采集结构，具体有：圆筒2的上下两端固定安装顶盖1和底盖9，顶盖1和底盖9的中心孔固定安转轴14，轴14上安装有直线轴承一13和直线轴承二10；直线轴承二10与浮力块8固接，浮力块8与磁铁二7固接；直线轴承一13与磁铁一6固接，磁铁一6与密封盖3形成密封腔，内侧带有插指电极结构的电极圆筒4固定安装在密封盖3内侧，摩擦层5被安装在弹簧一12和弹簧二11之间。
25.图2示出构造为顶盖1的正视图，顶盖1与底盖9完全相同，除中心有安装轴14的圆孔外，四周均设计有圆孔，供海水和空气自由进出。
26.图3示出构造为电极圆筒4内圈插指电极展开图。
27.波浪能采集结构在工作时将被固定在浮动平台或其他水面平台上，部分结构浸入海水中，浮力块8在海水的作用下能够将内部的结构保持在水面上，海浪的起伏会造成整个内部结构沿轴上下起伏，磁铁一6和磁铁二7磁性相斥安装，该结构能将发电结构托高远离水面，并且能实现缓冲的功能。
28.摩擦层5被安装在弹簧一12和弹簧二11之间，当内部结构发生上下起伏时，摩擦层5会在弹簧一12和弹簧二11的共同作用下实现周期性上下运动，摩擦层5会在运动中会与电极内筒4内侧插指电极的两个电极接触分离，通过摩擦起电和静电感应的耦合作用实现发电。


技术特征：
1.一种磁力悬浮的插指电极波浪能采集结构，具体有：圆筒(2)的上下两端固定安装顶盖(1)和底盖(9)，顶盖(1)和底盖(9)的中心孔固定安转轴(14)，轴(14)上安装有直线轴承一(13)和直线轴承二(10)；直线轴承二(10)与浮力块(8)固接，浮力块(8)与磁铁二(7)固接；直线轴承一(13)与磁铁一(6)固接，磁铁一(6)与密封盖(3)形成密封腔，内侧带有插指电极结构的电极圆筒(4)固定安装在密封盖(3)内侧，摩擦层(5)被安装在弹簧一(12)和弹簧二(11)之间，其特征在于，所述摩擦层(5)、弹簧一(12)和弹簧二(11)均与密封盖(3)内侧存在缝隙；所述磁铁一(6)和磁铁二(7)磁性相斥安装；所述的电极圆筒(4)内侧插指电极的材质为铝；所述摩擦层(5)的材质为聚四氟乙烯(ptfe)。

技术总结
本发明涉及一种磁力悬浮的插指电极波浪能采集结构，具体有：圆筒的上下两端固定安装顶盖和底盖，顶盖和底盖的中心孔固定安转轴，轴上安装有直线轴承一和直线轴承二；直线轴承二与浮力块固接，浮力块与磁铁二固接；直线轴承一与磁铁一固接，磁铁一与密封盖形成密封腔，内侧带有插指电极结构的圆筒固定安装在密封盖内侧，摩擦层被安装在弹簧一和弹簧二之间。优点是：整体结构可以固定安装在浮标等海上目标上，圆筒结构不仅将海浪无规则的运动转化为沿轴向的单自由度运动，且具有很好的自我防护能力，增加了结构的工作寿命。增加了结构的工作寿命。增加了结构的工作寿命。


技术研发人员：徐敬 王仁明 秦嗣通
受保护的技术使用者：浙江大学
技术研发日：2022.11.23
技术公布日：2023/3/31