叶轮升降回转系统的制作方法

本公开涉及到了潮流能发电装置技术领域，特别涉及一种叶轮升降回转系统。

背景技术：

潮流能指潮水流动的动能，主要是指月球、太阳等的引力作用引起地球表面海水周期性涨落所带来的能量。由于其具有有较强的规律性、可预测性，同时对海洋环境影响小，也不占土地资源，能量密度高等特点。越来越多的国家开始大力发展潮流能发电项目。潮流能发电机的工作原理是将海水的动能驱动叶轮，通过叶轮转动的机械带动发电机组能最终转换为电能。

相关技术中，潮流能发电机至少包括安装立柱、发电机平台与叶轮，安装立柱固定在海中，发电机平台固定在安装立柱上，发电机平台位于海面上，叶轮通过轴系结构安装在安装立柱上，叶轮相对轴系可以转动。但叶轮相对安装立柱的方位整体通常不会发生变化，容易出现潮流能发电机对潮流能利用率不够高的问题。

技术实现要素：

本公开实施例提供了一种叶轮升降回转系统，可以提高潮流能发电机对潮流能的利用率。所述技术方案如下：

本公开实施例提供了一种叶轮升降回转系统，所述叶轮升降回转系统包括叶轮回转升降模块，所述叶轮回转升降模块包括安装单元与叶轮安装单元，

所述安装单元包括安装立柱与工作平台，所述安装立柱插设固定在所述工作平台上；

所述叶轮安装单元包括连接套、叶轮回转平台与驱动件，所述连接套同轴套设在所述安装立柱上，所述叶轮回转平台套设在所述连接套上，所述叶轮回转平台与所述连接套转动连接，所述驱动件固定在所述连接套上，且所述驱动件用于驱动所述叶轮回转平台绕所述安装立柱的轴线转动。

可选地，所述连接套的外周壁上具有同轴的环形支撑板，所述叶轮回转平台远离所述工作平台的一面可转动地设置在所述环形支撑板上。

可选地，所述叶轮回转平台上具有第一齿圈，所述环形支撑板上具有与所述第一齿圈啮合的第二齿圈，所述第一齿圈与所述第二齿圈之间具有滚珠。

可选地，所述连接套还具有同轴的环形限位板，所述叶轮回转平台位于所述环形支撑板与所述环形限位板之间。

可选地，所述叶轮升降回转系统还包括至少两个提升单元与插销单元，

所述至少两个提升单元沿所述安装立柱的周向分布，每个所述提升单元均包括提升杆、第一环梁、第二环梁与提升油缸，所述提升杆插设在所述工作平台上且所述提升杆平行于所述安装立柱地固定在所述安装立柱上，且所述提升杆的一端与所述连接套固定，

所述第一环梁与所述第二环梁间隔套设在所述提升杆上，且所述第二环梁与所述工作平台固定连接，所述提升油缸的两端分别与所述第一环梁及所述第二环梁铰接，所述提升油缸的伸缩方向平行所述安装立柱的轴向，所述提升杆的周向上具有多列插销孔，

所述插销单元包括插销油缸及与所述插销油缸的活塞杆连接的锁紧插销，所述第一环梁及所述第二环梁上均设置有所述插销油缸，所述锁紧插销用于伸入所述提升杆上的插销孔。

可选地，所述驱动件为驱动马达，所述叶轮升降回转系统还包括液压控制模块，所述液压控制模块包括输出泵单元与叶轮回转平台液压单元，所述输出泵单元包括第一输出泵与油箱，所述第一输出泵的输入端与所述油箱连通，

所述叶轮回转平台液压单元包括马达三位四通换向阀与稳压三位四通换向阀，所述马达三位四通换向阀的p油口与所述第一输出泵的输出端连通，所述马达三位四通换向阀的a油口与所述稳压三位四通换向阀的p油口连通，所述马达三位四通换向阀的b油口与所述稳压三位四通换向阀的t油口连通，所述马达三位四通换向阀的t油口与所述油箱连通，所述稳压三位四通换向阀的a油口与所述驱动马达的a油口连通，所述稳压三位四通换向阀的b油口与所述驱动马达的b油口连通。

可选地，所述叶轮回转平台液压单元还包括第一马达安全阀与第二马达安全阀，所述第一马达安全阀的进油口与所述稳压三位四通换向阀的a油口连通，所述第一马达安全阀的控制油口与所述第一马达安全阀的进油口连通，所述第一马达安全阀的出油口与所述稳压三位四通换向阀的b油口连通，所述第二马达安全阀的进油口与所述稳压三位四通换向阀的b油口连通，所述第二马达安全阀的控制油口与所述第二马达安全阀的进油口连通，所述第二马达安全阀的出油口与所述稳压三位四通换向阀的a油口连通。

可选地，所述叶轮回转平台液压单元还包括第一马达单向阀与第二马达单向阀，所述第一马达单向阀的进油口、所述第二马达单向阀的进油口均与所述稳压三位四通换向阀的t油口连通，所述第一马达单向阀的出油口与所述驱动马达的a油口连通，所述第二马达单向阀的出油口与所述驱动马达的b油口连通。

可选地，所述叶轮回转平台液压单元还包括第三马达单向阀，所述第三马达单向阀的进油口与所述驱动马达的泄油口连通，所述第三马达单向阀的出油口与所述油箱连通。

可选地，所述输出泵单元还包括第二输出泵，所述第二输出泵的输入端与所述油箱连通，

所述液压控制模块还包括提升控制单元，所述提升控制单元包括提升三位四通换向阀与锁紧三位四通换向阀，

所述第一输出泵的输出端与所述提升三位四通换向阀的p油口连通，所述提升三位四通换向阀的a油口与所述提升油缸的有杆腔连通，所述提升三位四通换向阀的b油口与所述提升油缸的无杆腔连通，所述提升三位四通换向阀的t油口与所述油箱连通，

所述第二输出泵的输出端与所述锁紧三位四通换向阀的p油口连通，所述锁紧三位四通换向阀的a油口与所述插销油缸的有杆腔连通，所述锁紧三位四通换向阀的b油口与所述插销油缸的无杆腔连通，所述锁紧三位四通换向阀的t油口与所述油箱连通。

本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果包括：

叶轮升降回转系统包括叶轮回转升降模块，叶轮回转升降模块包括安装单元与叶轮安装单元。安装单元包括安装立柱与工作平台，安装立柱放置在海中，安装立柱则插设固定在工作平台上。叶轮安装单元包括连接套、叶轮回转平台与驱动件，且连接套同轴套设在安装立柱上，叶轮回转平台套设在连接套上，叶轮回转平台与连接套转动连接，可以将潮流能发电机中的叶轮安装在叶轮回转平台上，叶轮受海水的动能驱动，叶轮转动的机械带动发电机组能最终转换为电能。叶轮安装单元中固定在连接套上的驱动件可以驱动叶轮回转平台绕安装立柱的轴线转动，那么可以通过驱动件带动叶轮回转平台转动，以使叶轮回转平台上的叶轮可以转动到潮流能最大的位置，叶轮能够利用更多的潮流能进行发电，可以提高潮流能发电机对潮流能的利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，

图1是本公开实施例提供的叶轮升降回转系统的结构示意图；

图2是本公开实施例提供的安装单元的结构示意图；

图3是本公开实施例提供的液压控制模块的原理图。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步的详细描述。

图1是本公开实施例提供的叶轮升降回转系统的结构示意图，参考图1可知，叶轮升降回转系统包括叶轮回转升降模块1，叶轮回转升降模块1包括安装单元11与叶轮安装单元12。安装单元11包括安装立柱111与工作平台112，安装立柱111插设固定在工作平台112上。叶轮安装单元12包括连接套121、叶轮回转平台122与驱动件123，连接套121同轴套设在安装立柱111上，叶轮回转平台122套设在连接套121上，叶轮回转平台122与连接套121转动连接，驱动件123固定在连接套121上，且驱动件123用于驱动叶轮回转平台122绕安装立柱111的轴线转动。

叶轮升降回转系统包括叶轮回转升降模块1，叶轮回转升降模块1包括安装单元11与叶轮安装单元12。安装单元11包括安装立柱111与工作平台112，安装立柱111放置在海中，安装立柱111则插设固定在工作平台112上。叶轮安装单元12包括连接套121、叶轮回转平台122与驱动件123，且连接套121同轴套设在安装立柱111上，叶轮回转平台122套设在连接套121上，叶轮回转平台122与连接套121转动连接，可以将潮流能发电机中的叶轮安装在叶轮回转平台122上，叶轮受海水的动能驱动，叶轮转动的机械带动发电机组能最终转换为电能。叶轮安装单元12中固定在连接套121上的驱动件123可以驱动叶轮回转平台122绕安装立柱111的轴线转动，那么可以通过驱动件123带动叶轮回转平台122转动，以使叶轮回转平台122上的叶轮可以转动到潮流能最大的位置，叶轮能够利用更多的潮流能进行发电，可以提高潮流能发电机对潮流能的利用率。

需要说明的是，潮流能能量最大的方位可以通过人工经验确定，或者根据气象参数确定，本公开对此不作限制。

图2是本公开实施例提供的安装单元的结构示意图，参考图2可知，驱动件123可为驱动马达123a，驱动马达123a固定在连接套121上，驱动马达123a的输出轴上同轴固定有传动齿轮124，叶轮回转平台122上则具有转动齿圈122a，传动齿轮124的齿与转动齿圈122a相啮合。

驱动马达123a固定在连接套121上，驱动马达123a的输出轴上同轴固定有传动齿轮124，叶轮回转平台122上则具有转动齿圈122a，传动齿轮124的齿与转动齿圈122a相啮合，便于实现叶轮回转平台122的转动。

可选地，叶轮回转平台122可为箱形结构，叶轮回转平台122上具有用于与连接套121密封配合的通孔122b，驱动马达123a固定在连接套121上，且驱动马达123a位于叶轮回转平台122内。

叶轮回转平台122上具有用于与连接套121密封配合的通孔122b，驱动马达123a固定在连接套121上，且驱动马达123a位于叶轮回转平台122内，可以对驱动马达123a进行保护，也可以延长叶轮升降回转系统的使用寿命。

参考图2可知，连接套121的外周壁上可具有同轴的环形支撑板125，叶轮回转平台122远离工作平台112的一面可转动地设置在环形支撑板125上。

连接套121的外周壁上具有同轴的环形支撑板125，且叶轮回转平台122远离工作平台112的一面可转动地设置在环形支撑板125上，连接套121上的环形支撑板125则可以对叶轮回转平台122进行支撑，减小叶轮回转平台122受到重力滑动的情况出现，保证叶轮回转平台122的稳定工作。

可选地，驱动马达123a可设置为3个，且3个驱动马达123a沿连接套121的周向等距间隔设置。便于稳定驱动叶轮回转平台122。

在本公开提供的其他实现方式中，也可设置至少一个驱动马达123a用于驱动叶轮回转平台122。本公开对此不做限制。

参考图2可知，叶轮回转平台122上可具有第一齿圈122c，环形支撑板125上具有与第一齿圈122c啮合的第二齿圈125a，第一齿圈122c与第二齿圈125a之间具有滚珠126。

叶轮回转平台122上的第一齿圈122c可以与环形支撑板125上的第二齿圈125a啮合，驱动马达123a驱动叶轮回转平台122时，第一齿圈122c与第二齿圈125a啮合转动，可以保证叶轮回转平台122的稳定转动，且第一齿圈122c与第二齿圈125a之间具有滚珠126，可以减小叶轮回转平台122与环形支撑板125之间的摩擦，保证叶轮回转平台122的稳定转动。

示例性地，叶轮回转平台122的第一齿圈122c可设置在叶轮回转平台122的表面。便于制作与配合安装。

可选地，连接套121还可具有同轴的环形限位板127，叶轮回转平台122位于环形支撑板125与环形限位板127之间。

叶轮回转平台122位于环形支撑板125与环形限位板127之间，环形支撑板125与环形限位板127可以在安装立柱111的轴向上对叶轮回转平台122进行限位，减小叶轮回转平台122受到潮流冲击而上下窜动的可能，保证叶轮回转平台122上的叶轮的稳定工作。

参考图2可知，环形限位板127与叶轮回转平台122之间的配合关系，可采用叶轮回转平台122与环形支撑板125之间相同的配合关系，通过齿圈啮合，并通过滚珠126减小摩擦。可以保证叶轮回转平台122的稳定转动。

示例性地，在本公开所提供的其他实现方式中，也可将叶轮回转平台122与连接套121之间设置为通过轴承实现转动连接，本公开对此不做限制。

参考图1可知，叶轮升降回转系统还可包括至少两个提升单元13与插销单元14。至少两个提升单元13沿安装立柱111的周向分布，每个提升单元13均包括提升杆131、第一环梁132、第二环梁133与提升油缸134，提升杆131插设在工作平台112上且提升杆131平行于安装立柱111地固定在安装立柱111上，且提升杆131的一端与连接套121固定。

第一环梁132与第二环梁133间隔套设在提升杆131上，且第二环梁133与工作平台112固定连接，提升油缸134的两端分别与第一环梁132及第二环梁133铰接，提升油缸134的伸缩方向平行安装立柱111的轴向，提升杆131的周向上具有多列插销孔131a。

插销单元14包括插销油缸141及与插销油缸141的活塞杆连接的锁紧插销(图中未示出)，第一环梁132及第二环梁133上均设置有插销油缸141，锁紧插销用于伸入提升杆131上的插销孔131a。

提升单元13中，第一环梁132或第二环梁133上的插销油缸141可以控制锁紧插销伸入或抽出提升杆131上的插销孔131a，以实现提升杆131与第一环梁132或第二环梁133的锁紧。第一环梁132上插销油缸141控制锁紧插销处于伸入入插销孔131a的状态时，第二环梁133上的锁紧插销可处于抽出插销孔131a的状态，此时提升油缸134如果回缩，提升油缸134可以带动第二环梁133与工作平台112一同上升，提升油缸134如果伸出，则提升油缸134可以带动第二环梁133与工作平台112一同下降。可以便于调整工作平台112与提升杆131一端的叶轮回转平台122之间的距离，进而便于对叶轮回转平台122上的叶轮进行维修调整等工作。

在本公开所提供的实施例中，提升单元13设置为两个。可以保证提升效果的同时减小制作成本。

可选地，每个提升单元13中的提升油缸134可设置为两个，等间隔分布在提升杆131外周壁上。提升工作平台112的效果较好。

示例性地，第一环梁132上的插销油缸141也可设置为两个，两个插销油缸141沿提升杆131的周向等距间隔设置。便于实现工作平台112的升降。

在本公开提供的其他实现方式中，提升单元13的个数、提升油缸134的个数及插销油缸141的个数也可进行调整，本公开对此不做限制。

参考图2可知，连接套121可包括连接段121a与支撑段121b，连接段121a的第一端与提升杆131连接，连接段121a的第二端与支撑段121b连接，连接段121a的横截面的面积在由连接段121a到支撑段121b的方向上逐渐减小，支撑段121b的横截面的面积不变。

连接段121a的第一端与提升杆131连接，连接段121a的第二端与支撑段121b连接，连接段121a的横截面的面积在由连接段121a到支撑段121b的方向上逐渐减小，支撑段121b的横截面的面积不变，连接段121a与提升杆131连接的一端强度较好，可以保证连接段121a与提升杆131之间的稳定连接，支撑段121b的横截面不变，可以减少制作成本，也便于叶轮回转平台122的案装。

示例性地，叶轮回转平台122可安装在支撑段121b上。便于拆装，且连接状态较为稳定。

需要说明的是，在本公开所提供的实现方式中，连接段121a的横截面为垂直于连接段121a的轴向的平面，在连接段121a上所截取的面，同支撑段121b的横截面。

可选地，叶轮升降回转系统还包括液压控制模块2(图1与图2中未示出)。液压控制模块2可以用于控制驱动马达123a、提升油缸134及插销油缸141的工作状态。保证叶轮升降回转系统的稳定工作。

图3是本公开实施例提供的液压控制模块的原理图，参考图3可知，液压控制模块2可包括输出泵单元21与叶轮回转平台液压单元22，输出泵单元21包括第一输出泵211与油箱212，第一输出泵211的输入端与油箱212连通。

叶轮回转平台液压单元22包括马达三位四通换向阀221与稳压三位四通换向阀222，马达三位四通换向阀221的p油口与第一输出泵211的输出端连通，马达三位四通换向阀221的a油口与稳压三位四通换向阀222的p油口连通，马达三位四通换向阀221的b油口与稳压三位四通换向阀222的t油口连通，马达三位四通换向阀221的t油口与油箱212连通，稳压三位四通换向阀222的a油口与驱动马达123a的a油口连通，稳压三位四通换向阀222的b油口与驱动马达123a的b油口连通。

输出泵单元21中的第一输出泵211可以抽取油箱212内的油液，将油液输送至叶轮回转平台液压单元22进行工作。使叶轮回转平台液压单元22中的马达三位四通换向阀221处于左位或右位的工作位，稳压三位四通换向阀222处于右位的工作位，油液从第一输出泵211依次进入马达三位四通换向阀221、稳压三位四通换向阀222，最后流向驱动马达123a，驱动马达123a工作。马达三位四通换向阀221的阀芯位于左位或右位时，驱动马达123a分别进行正转或反转，进而带动叶轮回转平台122正转或反转。稳压三位四通换向阀222处于左位或中位时，可以稳压三位四通换向阀222与马达三位四通换向阀221不导通，可在有故障时切断驱动马达123a的油路。且稳压三位四通换向阀222处于左位时，可以平衡驱动马达123a的a油口与b油口的油压，驱动马达123a可以在驱动泵单元21供油时也可以随时进入工作状态。

参考图3可知，叶轮回转平台液压单元22还可包括第一马达安全阀223与第二马达安全阀224，第一马达安全阀223的进油口与稳压三位四通换向阀222的a油口连通，第一马达安全阀223的控制油口与第一马达安全阀223的进油口连通，第一马达安全阀223的出油口与稳压三位四通换向阀222的b油口连通，第二马达安全阀224的进油口与稳压三位四通换向阀222的b油口连通，第二马达安全阀224的控制油口与第二马达安全阀224的进油口连通，第二马达安全阀224的出油口与稳压三位四通换向阀222的a油口连通。

第一马达安全阀223可以限制进入驱动马达123a的a油口的油液的油压，第二马达安全阀224可以限制进入驱动马达123a的b油口的油液的油压，保证驱动马达123a可以稳定工作。

可选地，叶轮回转平台液压单元22还可包括第一马达单向阀225与第二马达单向阀226，第一马达单向阀225的进油口、第二马达单向阀226的进油口均与稳压三位四通换向阀222的t油口连通，第一马达单向阀225的出油口与驱动马达123a的a油口连通，第二马达单向阀226的出油口与驱动马达123a的b油口连通。

第一马达单向阀225与第二马达单向阀226可以对驱动马达123a进行保压，避免液压马达油液泄露，也可以通过稳压三位四通换向阀222的回油路对驱动马达123a进行补油。

可选地，叶轮回转平台液压单元22还包括第三马达单向阀227，第三马达单向阀227的进油口与驱动马达123a的泄油口连通，第三马达单向阀227的出油口与油箱212连通。第三马达单向阀227为驱动马达123a的泄油口建立背压。

参考图3可知，输出泵单元21还可包括液控卸压阀214，液控卸压阀214的进油口与第一输出泵211的输出端连通，液控卸压阀214的控制油口与液控卸压阀214的进油口连通，液控卸压阀214的出油口与油箱212连通。液控卸压阀214的液压控制油口与二位二通换向阀215的p油口连通，二位二通换向阀215的t油口与油箱212连通。

二位二通换向阀215得电而不导通时，液控卸压阀214作为安全阀使用。液控卸压阀214可以保证驱动马达123a的安全工作压力不超过液控卸压阀214的设定压力值。二位二通换向阀215失电而导通时，液控卸压阀214的输出压力位为零，液控卸压阀214对第一输出泵211出口的压力进行卸压。

参考图3可知，驱动马达123a设置为多个时，可以对每个驱动马达123a均设置对应的稳压三位四通换向阀222、第一、二马达安全阀及第一、二、三马达单向阀。

参考图3可知，输出泵单元21还可包括第二输出泵213，第二输出泵213的输入端与油箱212连通。液压控制模块还包括提升控制单元23，提升控制单元23包括提升三位四通换向阀231与锁紧三位四通换向阀232。第一输出泵211的输出端与提升三位四通换向阀231的p油口连通，提升三位四通换向阀231的a油口与提升油缸134的有杆腔连通，提升三位四通换向阀231的b油口与提升油缸134的无杆腔连通，提升三位四通换向阀231的t油口与油箱212连通。

第二输出泵213的输出端与锁紧三位四通换向阀232的p油口连通，锁紧三位四通换向阀232的a油口与插销油缸141的有杆腔连通，锁紧三位四通换向阀232的b油口与插销油缸141的无杆腔连通，锁紧三位四通换向阀232的t油口与油箱212连通。

提升控制单元23中的提升三位四通换向阀231处于左位或右位的工作位，锁紧三位四通换向阀232也处于左位或右位的工作位。第一输出泵211可以抽取油液输送至提升三位四通换向阀231，油液再流进提升油缸134的有杆腔实现提升油缸134的有杆腔进油，提升油缸134的活塞杆伸出进行工作。类似地，第二输出泵213可以抽取油液输送至锁紧三位四通换向阀232，油液再进入插销油缸141进行工作。

需要说明的是，第二输出泵213的输出功率可小于第一输出泵211的输出功率。减小整体消耗。

参考图3可知，提升控制单元23还可包括液控安全阀233、第一单向阀234、液控单向阀235、提升安全阀236与第二单向阀237。液控安全阀233的进油口与出油口分别与提升三位四通换向阀231的b油口及提升油缸134的无杆腔连通，液控安全阀233的控制油口与液控安全阀233的出油口连通，液控安全阀233的液压控制油口与提升提升三位四通换向阀231的a油口连通。第一单向阀234的进油口与出油口分别与液控安全阀233的进油口与出油口连通。

液控单向阀235的控制油口与提升三位四通换向阀231的b油口连通，液控单向阀235的进油口与提升三位四通换向阀231的a油口连通，液控单向阀235的出油口与提升安全阀236的进油口连通，提升安全阀236的控制油口与提升安全阀236的进油口连通，提升安全阀236的出油口与提升油缸134的有杆腔连通。第二单向阀237的进油口与出油口分别与提升安全阀236的进油口与出油口连通。

第一输出泵211不向提升油缸134输送油液时，提升安全阀236与液控单向阀235可以分别建立提升油缸134无杆腔与有杆腔的背压，保证提升油缸134内的油液不会流出，提升油缸134不会窜动。在提升油缸134有油液进入时，提升安全阀236的液压控制油口或液控单向阀235的控制油口会导通，形成提升油缸134有杆腔或无杆腔，一腔进另一腔出的状态。提升油缸134可以稳定工作。

示例性地，插销油缸141与锁紧三位四通换向阀232之间可设置液控锁238。提高插销油缸141工作的稳定性。

以上，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已通过实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。