浮子式新型波浪发电装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种发电装置，尤其涉及一种能为海上航标灯系统供电的浮子式 新型波浪发电装置。
【背景技术】
[0002] 波浪能作为一种蕴藏量丰富的清洁可再生能源，较太阳能与风能更容易回收利 用，成本较低，对环境影响较小，更加靠近潜在用户。波浪发电工程的发展，不但可以解决沿 海电力紧张的现状，更能为将来我国进军深海提供保障。而且，随着海浪发电技术的成熟可 以使波浪能替代部分常规能源，有利于缓解世界所面临的能源紧缺、温室效应和环境污染 等问题。
[0003] 航标是以促进船舶和水上交通安全为目的而设计的，在船舶之外运行的一种装置 或系统。而当前的多功能航标，大多采用了太阳能电池与蓄电池组合供电的方式。由于我 国水域湿度大、雾气重，在夜间、阴雨天气里太阳光线不够充足，特别是冬季，连续的雾霾天 气，容易导致航标系统因供电不足而无法正常工作，据有关部门统计：若天气良好，太阳能 电池板每天的实际充电工作时间是5个小时，航标供电系统严重受到天气等因素的影响。 因此，我们有必要设计一款新的为航标供电的发电装置。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型的目的在于提供一种利用波浪为航标灯提供电能的浮子式新型波浪 发电装置。
[0005] 本实用新型是这样实现的：
[0006] 一种浮子式新型波浪发电装置，包括有传动机构和发电机组，所述传动机构包括 齿条和2个对称设置的传动单元；
[0007] 所述传动单元包括主动轮、超越离合器和带动轮，所述超越离合器的棘轮嵌入主 动轮内，所述超越离合器的棘爪通过主动轮轴与带动轮连接；所述主动轮和带动轮通过肋 板与航标灯底座连接；
[0008] 所述齿条与锚链相连；2个传动单元分别置于齿条的两侧，且齿条与2个传动单元 的主动轮相啮合，齿条带动2个传动单元的主动轮转动；
[0009] 2个传动单元的带动轮与发电机组的发电机齿轮相啮合，带动轮转动带动发电机 齿轮转动，从而使发电机组发电。
[0010] 按上述方案，所述齿条的齿厚和齿距与主动轮的齿厚和齿距完全相等，所述主动 轮的齿轮模数m= 2。
[0011] 按上述方案，2个传动单元的带动轮分别置于发电机齿轮两侧。
[0012] 本实用新型的发电机组采用能够为航标灯锂电池充电的发电机，根据航标灯的锂 电池所需，设定最大输出电压约DC18V，最大输出电流约500mA，最大输出功率约5W。
[0013] 本实用新型中的齿条直接与锚链相连置于海面上，传动装置的主动轮和带动轮与 航标灯底座结合，利用海上波浪带动齿条运动与主动轮产生相对位移，主动轮带动带动轮 转动，带动轮驱动发电机齿轮转动从而使发电机组发电，从而将机械能转换为电能。
[0014] 本实用新型的传动机构由主动轮、带动轮、超越离合器棘轮结构、发电机齿轮构 成，运用类似于自行车飞轮的设计理念，将超越离合器棘轮结构和主动轮结合保证主动轮 单向转动，而超越离合器通过主动轮轴与带动轮连接，带动轮与发电机齿轮相啮合，最终驱 动发电机齿轮转动，实现发电。
[0015] 本实用新型的传动机构采用双单向轴承结构，即传动机构包括两个对称的单向轮 轴结构（传动单元），共同驱动发电机齿轮转动，当波浪带动齿条向上运动时，左侧主动轮 逆时针转动，左侧超越离合器的棘轮逆时针转动，驱动左侧主动轮轴转动，使左侧带动轮逆 时针方向转动，带动发电机齿轮顺时针转动，此时右侧主动轮顺时针转动，右侧超越离合器 的棘轮打滑，对发电机不做功，但因右侧带动轮与发电机齿轮咬合，所述右侧带动轮也逆时 针转动；当波浪带动齿条向下运动时，右侧主动轮逆时针转动，右侧超越离合器的棘轮逆时 针转动，驱动右侧主动轮轴转动，使右侧带动轮逆时针方向转动，带动发电机齿轮顺时针转 动，此时左侧主动轮顺时针转动，左侧超越离合器的棘轮打滑，对发电机不做功，但因左侧 带动轮与发电机齿轮咬合，所述左侧带动轮也逆时针转动；两个带动轮仍然同时逆时针运 动，驱动发电机齿轮。在此传动关系下，不论齿条相对主动轮向上运动或向下运动，最终都 驱动发电机齿轮顺时针运转，以此实现发电机组发电，发电效率高。
[0016] 本实用新型克服现有的航标灯采用太阳能电池与蓄电池组合的供电系统在夜间、 阴雨天气，尤其是冬季太阳光线不够充足时无法正常为航标灯供电（蓄电池充电）的问题， 使浮子式新型波浪发电装置能正常持续为航标灯提供电能，使其正常工作。本实用新型结 构简单，可以不受天气等因素影响，可以在全天24小时根据波浪的大小，经过稳压电路不 断广生稳定的电能，发电效率尚，易于实施。
【附图说明】
[0017] 图1为本实用新型浮子式新型波浪发电装置的前结构示意图；
[0018] 图2为本实用新型浮子式新型波浪发电装置的后结构示意图；
[0019]图3为内嵌超越离合器棘轮结构的主动轮结构示意图；
[0020] 图4为主动轮的立体结构示意图。
[0021] 图中：1.航标灯底座，2.左侧带动轮，3.左主动轮轴，4.左侧主动轮，5.齿条， 6.右侧主动轮，8.右侧带动轮，10.肋板，11.左侧超越离合器的棘轮，12.发电机齿轮。
【具体实施方式】
[0022] 下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。
[0023] 参见图1-图4, 一种浮子式新型波浪发电装置，包括有传动机构和发电机组，所述 传动机构包括齿条5和2个对称设置的传动单元；
[0024] 所述传动单元包括主动轮、超越离合器和带动轮，即传动机构包括左侧主动轮4、 右侧主动轮6、左侧超越离合器、右侧超越离合器、左侧带动轮2和右侧带动轮8 ;左侧超越 离合器的棘轮11嵌入左侧主动轮4内，左侧超越离合器的棘爪通过左主动轮轴3与左侧带 动轮2相连；右侧超越离合器的棘轮嵌入右侧主动轮6内，右侧超越离合器的棘爪通过右主 动轮轴与右侧带动轮连接，所述左侧主动轮4、右侧主动轮6、左侧带动轮2、右侧带动轮8通 过肋板10与航标灯底座1连接；
[0025] 所述齿条5与锚链相连置于海面上；左侧主动轮4、右侧主动轮6分别置于齿条5 的两侧，与齿条5相啮合，齿条5带动左侧主动轮4、右侧主动轮6转动；齿条5的齿厚和齿 距与2个主动轮的齿厚和齿距完全相等，且2个主动轮的齿轮模数m= 2 ;
[0026] 左侧带动轮2和右侧带动轮8置于发电机组的发电机齿轮12的两侧，且左侧带动 轮2和右侧带动轮8与发电机组的发电机齿轮12相啮合；左侧带动轮2和右侧带动轮8转 动带动发电机齿轮12转动，从而使发电机组发电。
[0027] 本实用新型的发电机组采用能够为航标灯锂电池充电的发电机，根据航标灯的锂 电池所需，设定最大输出电压约DC18V，最大输出电流约500mA，最大输出功率约5W。
[0028] 在波涛上下起伏过程中，与锚链连接的齿条5会上下运动，与两侧的左侧主动轮4 和右侧主动轮6发生相对位移，因左侧主动轮4和右侧主动轮6内含超越离合器棘轮结构， 直接牵引左主动轮轴3和右主动轮轴单向转动，左侧带动轮2与左侧主动轮4同轴，右侧带 动轮8和右侧主动轮6同轴，使得左侧带动轮2和右侧带动轮8也单向转动；本实用新型同 时采用了双单向轴承结构，共同驱动发电机齿轮12转动，保证高效率发电。
[0029] 当左侧主动轮4、右侧主动轮6顺时针转动时，与超越离合器的棘爪连接的轴打 滑，轴不转；反之，当左侧主动轮4、右侧主动轮6逆时针转动时，与超越离合器的棘爪连接 的轴也逆时针转动。左侧主动轮4、右侧主动轮6与超越离合器棘轮的结合，组成了类似于 自行车飞轮的构造，保证左侧主动轮4、右侧主动轮6的单向转动。
[0030] 与超越离合器棘轮连接的主动轮轴与带动轮连接，带动轮与发电机齿轮相啮合。 传动机构包括两个对称的单向轮轴结构，共同驱动发电机齿轮转动。当波浪带动齿条向上 运动时，左侧主动轮逆时针转动，左侧超越离合器的棘轮逆时针转动，驱动左侧主动轮轴转 动，使左侧带动轮逆时针方向转动，带动发电机齿轮顺时针转动，此时右侧主动轮顺时针转 动，右侧超越离合器的棘轮打滑，对发电机不做功，但因右侧带动轮与发电机齿轮咬合，所 述右侧带动轮也逆时针转动；当波浪带动齿条向下运动时，右侧主动轮逆时针转动，右侧超 越离合器的棘轮逆时针转动，驱动右侧主动轮轴转动，使右侧带动轮逆时针方向转动，带动 发电机齿轮顺时针转动，此时左侧主动轮顺时针转动，左侧超越离合器的棘轮打滑，对发电 机不做功，但因左侧带动轮与发电机齿轮咬合，所述左侧带动轮也逆时针转动，实现了发电 机齿轮在齿条上下运动过程中单向顺时针运动。具体传动关系如表1和表2所示：
[0031] 表1齿条向上运动时，各齿轮运动方向
[0032]
【主权项】
1. 一种浮子式新型波浪发电装置，包括有传动机构和发电机组，其特征在于：所述传 动机构包括齿条和2个对称设置的传动单元； 所述传动单元包括主动轮、超越离合器和带动轮，所述超越离合器的棘轮嵌入主动轮 内，所述超越离合器的棘爪通过主动轮轴与带动轮连接；所述主动轮和带动轮通过肋板与 航标灯底座连接； 所述齿条与锚链相连；2个传动单元分别置于齿条的两侧，且齿条与2个传动单元的主 动轮相啮合，齿条带动2个传动单元的主动轮转动； 2个传动单元的带动轮与发电机组的发电机齿轮相啮合，带动轮转动带动发电机齿轮 转动，从而使发电机组发电。
2. 如权利要求1所述的浮子式新型波浪发电装置，其特征在于：所述齿条的齿厚和齿 距与主动轮的齿厚和齿距完全相等，所述主动轮的齿轮模数m=2。
3. 如权利要求1所述的浮子式新型波浪发电装置，其特征在于：所述发电机组的最大 输出电压为DC18 V，最大输出电流为500mA，最大输出功率为5W。
4. 如权利要求1所述的浮子式新型波浪发电装置，其特征在于：2个传动单元的带动轮 分别置于发电机齿轮两侧。
【专利摘要】本实用新型公开了一种浮子式新型波浪发电装置，包括有传动机构和发电机组，所述传动机构包括齿条和2个对称设置的传动单元；所述传动单元包括主动轮、超越离合器和带动轮，所述超越离合器的棘轮嵌入主动轮内，所述超越离合器的棘爪通过主动轮轴与带动轮连接；所述主动轮和带动轮通过肋板与航标灯底座连接；所述齿条与锚链相连；2个传动单元分别置于齿条的两侧，且齿条与2个传动单元的主动轮相啮合，齿条带动2个传动单元的主动轮转动；2个传动单元的带动轮与发电机组的发电机齿轮相啮合，带动轮转动带动发电机齿轮转动，从而使发电机组发电。本实用新型将波浪的双向运动转化为单向运动，驱动发电机齿轮总是单向转动，从而实现高效率发电。
【IPC分类】F03B13-16, H02K7-116
【公开号】CN204553075
【申请号】CN201520161422
【发明人】周鹏, 孙千国, 张 林, 李华翠, 冯嘉诚, 蔡睿, 侯亚荣, 罗鹏程, 周箫, 徐樱笑
【申请人】武汉理工大学
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年3月20日