本发明属于海洋可再生能源利用，尤其涉及一种双模式波浪能振动发电装置。
背景技术：
1、随着化石能源日益枯竭和环境问题的日趋严重，开发清洁、可再生能源已成为全球能源发展的重要方向。海洋波浪能作为一种稳定、能量密度高、分布广泛的可再生能源，具有巨大的开发潜力。
2、现有波浪能发电装置主要包括浮子式、摆动水柱式、振荡水柱式、点吸收式等类型，虽取得一定成果，但存在能量捕获效率低、方向适应性差、结构复杂、维护成本高等问题。特别是，传统装置大多只能有效捕获单一方向或频率波浪能，难以适应海洋中多变的波浪环境。复杂机械结构虽然提升能量捕获能力，却增加了成本和结构失效风险。
3、因此，亟需一种结构简单、能适应多方向波浪并具有高能量转换效率的波浪能发电装置，以提升波浪能的实际利用。
技术实现思路
1、为了提供一种结构简单、能适应多方向波浪并具有高能量转换效率的波浪能发电装置，本发明采取了如下技术方案：
2、一种双模式波浪能振动发电装置，包括：
3、振子-浮子中心发电单元；
4、多组振子-浮子阵列发电单元，多组所述振子-浮子阵列发电单元以所述振子-浮子中心发电单元为中心呈环形阵列设置；
5、多组机械连接臂，多组所述机械连接臂与多组所述振子-浮子阵列发电单元一一对应设置，所述机械连接臂的一端与所述振子-浮子阵列发电单元固定连接，另一端与所述振子-浮子中心发电单元固定连接。
6、进一步地，所述振子-浮子阵列发电单元和所述机械连接臂均为三组，三组所述振子-浮子阵列发电单元以所述振子-浮子中心发电单元为中心呈120°角度均匀分布。
7、进一步地，所述振子-浮子中心发电单元包括：
8、中心浮子外壳；
9、振子和发电装置，所述振子和发电装置均设置于所述中心浮子外壳的内部；
10、其中，当所述中心浮子外壳在海浪中随波漂浮时，所述中心浮子外壳与内部的所述振子之间产生相对运动，所述发电装置将所述中心浮子外壳与内部的所述振子之间的相对运动转化为电能。
11、进一步地，所述发电装置包括一组垂荡发电组件和三组横摇发电组件，三组所述横摇发电组件呈环形阵列分布设置在所述中心浮子外壳的内部，并与所述中心浮子外壳的内壁固定连接；三组所述横摇发电组件的中心位置设置有一底座，且三组所述横摇发电组件均通过横摇弹簧与所述底座连接；所述垂荡发电组件位于所述底座的上端，与所述底座连接；所述振子与所述垂荡发电组件驱动连接，以带动所述垂荡发电组件将垂向相对运动转化为电能。
12、进一步地，所述横摇发电组件为永磁发电装置，在所述中心浮子外壳产生横摇运动时，所述振子在水平方向与所述中心浮子外壳产生相对位移，进而带动所述永磁发电装置的线圈切割磁感线完成电能转换。
13、进一步地，所述垂荡发电组件为pto系统，所述pto系统包括垂荡弹簧与电磁阻尼器，所述垂荡弹簧与电磁阻尼器均设置于所述底座与所述振子之间，其中，所述垂荡弹簧的第一端、所述电磁阻尼器的第一端均与所述振子固定连接，所述垂荡弹簧的第二端、所述电磁阻尼器的第二端均与所述底座固定连接；所述垂荡弹簧与电磁阻尼器用于响应浮子的垂向波浪运动，并通过所述振子带动所述电磁阻尼器实现发电。
14、进一步地，所述振子-浮子阵列发电单元与所述振子-浮子中心发电单元的结构设置和工作原理相同。
15、一种双模式波浪能振动发电装置的发电过程，为上述任一项所述的双模式波浪能振动发电装置的发电过程，所述发电过程包括以下步骤：
16、将若干个双模式波浪能振动发电装置部署于海面，使各发电单元漂浮在海浪上，并通过单点系泊装置固定在海底；
17、海浪作用下，浮子产生垂荡运动与横摇运动，与内部振子之间产生垂直和水平的相对位移；
18、在垂直方向上，通过pto系统将垂荡位移转化为电能；在水平方向上，通过永磁发电机响应横摇位移进行发电。
19、有益效果
20、1、本发明采用三角形阵列结构，并通过刚性机械臂将中心单元与各发电阵列单元连接，形成结构紧凑、布局稳定的整体系统；该结构不仅具备良好的方向覆盖能力，可实现波浪能的全向高效捕获，还具有优异的同步响应性能。
21、 2、本发明提出了一种垂荡-横摇双模式波浪能提取装置，突破了传统波浪能提取装置仅依赖单一轴向运动的局限，能够同时捕捉波浪在垂直方向与水平方向上的动能资源，从而显著提高单位面积海域的能量获取效率。相较于传统的单轴向能量提取结构，该提取装置在多变海域状况下具备更强的适应性与能量捕获能力，提升了整体发电输出的稳定性与效率。
22、 3、本发明所述发电系统内部采用弹簧-电磁耦合结构，具有响应灵敏、结构简洁、易于维护的特点，适用于长期海上运行环境。同时，系统整体具备良好的模块化设计特性，便于实现多单元组网布置与集群控制。
1.一种双模式波浪能振动发电装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的双模式波浪能振动发电装置，其特征在于，所述振子-浮子阵列发电单元和所述机械连接臂均为三组，三组所述振子-浮子阵列发电单元以所述振子-浮子中心发电单元为中心呈120°角度均匀分布。
3.根据权利要求2所述的双模式波浪能振动发电装置，其特征在于，所述振子-浮子中心发电单元包括：
4.根据权利要求3所述的双模式波浪能振动发电装置，其特征在于，所述发电装置包括一组垂荡发电组件和三组横摇发电组件，三组所述横摇发电组件呈环形阵列分布设置在所述中心浮子外壳的内部，并与所述中心浮子外壳的内壁固定连接；三组所述横摇发电组件的中心位置设置有一底座，且三组所述横摇发电组件均通过横摇弹簧与所述底座连接；所述垂荡发电组件位于所述底座的上端，与所述底座连接；所述振子与所述垂荡发电组件驱动连接，以带动所述垂荡发电组件将垂向相对运动转化为电能。
5.根据权利要求4所述的双模式波浪能振动发电装置，其特征在于，所述横摇发电组件为永磁发电装置，在所述中心浮子外壳产生横摇运动时，所述振子在水平方向与所述中心浮子外壳产生相对位移，进而带动所述永磁发电装置的线圈切割磁感线完成电能转换。
6.根据权利要求4所述的双模式波浪能振动发电装置，其特征在于，所述垂荡发电组件为pto系统，所述pto系统包括垂荡弹簧与电磁阻尼器，所述垂荡弹簧与电磁阻尼器均设置于所述底座与所述振子之间，其中，所述垂荡弹簧的第一端、所述电磁阻尼器的第一端均与所述振子固定连接，所述垂荡弹簧的第二端、所述电磁阻尼器的第二端均与所述底座固定连接；所述垂荡弹簧与电磁阻尼器用于响应浮子的垂向波浪运动，并通过所述振子带动所述电磁阻尼器实现发电。
7.根据权利要求4所述的双模式波浪能振动发电装置，其特征在于，所述振子-浮子阵列发电单元与所述振子-浮子中心发电单元的结构设置和工作原理相同。
8.一种双模式波浪能振动发电装置的发电过程，其特征在于，为权利要求1至7任一项所述的双模式波浪能振动发电装置的发电过程，所述发电过程包括以下步骤：