本實(shí)用新型涉及發(fā)電設(shè)備，具體為一種基于stewart平臺(tái)原理的下沉式水浪發(fā)電裝置。

背景技術(shù)：

波浪能在各水域中分布最廣，能流密度大且具有無污染、分布廣、可再生、儲(chǔ)量大等優(yōu)點(diǎn)，但目前利用率較低。

世界各國均有海浪發(fā)電方面的研究，最早對(duì)波浪能做研究的是巴黎，其次為英國。波浪能發(fā)電到目前已有較成熟的發(fā)展，各種波浪能的轉(zhuǎn)換裝置已經(jīng)有1500多項(xiàng)專利，如“點(diǎn)頭鴨”式、擺式、振蕩浮子式等多種形式，由于現(xiàn)有波浪能轉(zhuǎn)換裝置基本運(yùn)用于海浪，且裝置體積要求大，難以應(yīng)用于內(nèi)陸河流湖泊等淡水水域。

我國是波浪能相對(duì)豐富的國家，海洋，內(nèi)陸湖泊與河流是永不枯竭的能源，充分利用海洋和內(nèi)陸江河湖泊所蘊(yùn)藏的波浪能，研發(fā)效率高，成本低的波浪發(fā)電系統(tǒng)具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為此，本實(shí)用新型提出了一種基于stewart平臺(tái)原理的下沉式水浪發(fā)電裝置。

本實(shí)用新型基于stewart平臺(tái)原理的下沉式水浪發(fā)電裝置，其技術(shù)方案包括stewart平臺(tái)，所不同的是所述stewart平臺(tái)包括正多邊形(包括正三邊形，可根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸大小選擇多邊形的類型)的中心平臺(tái)和對(duì)應(yīng)于中心平臺(tái)各臺(tái)邊以合頁機(jī)構(gòu)連接的扇形浮臺(tái)以及設(shè)于中心平臺(tái)下方的扇形浮臺(tái)支撐平板，各扇形浮臺(tái)與扇形浮臺(tái)支撐平板之間由對(duì)應(yīng)的液壓缸支撐，其支撐方式為各液壓缸的缸體采用球鉸結(jié)構(gòu)連接扇形浮臺(tái)支撐平板，液壓缸的液壓桿采用球鉸結(jié)構(gòu)連接在對(duì)應(yīng)扇形浮板底部的徑向?qū)к壍幕瑝K上；所述扇形浮臺(tái)支撐平板上設(shè)有單向輸出齒輪轉(zhuǎn)換向箱，所述單向輸出齒輪轉(zhuǎn)換向箱內(nèi)設(shè)有對(duì)應(yīng)于各液壓缸的棘齒輪雙輸出液壓馬達(dá)，各棘齒輪雙輸出液壓馬達(dá)的兩個(gè)進(jìn)油口分別連通對(duì)應(yīng)液壓缸的進(jìn)、出油口，所述單向輸出齒輪轉(zhuǎn)換箱將由各液壓缸對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)的棘齒輪雙輸出液壓馬達(dá)的動(dòng)力集中并單向輸送到輸出軸，所述輸出軸帶動(dòng)扇形浮臺(tái)支撐平板底部平衡浮筒內(nèi)的發(fā)電機(jī)發(fā)電。

上述結(jié)構(gòu)中，波浪的上、下起伏轉(zhuǎn)化為扇形浮臺(tái)的上、下擺動(dòng)，通過液壓缸轉(zhuǎn)化為液壓能，最后通過機(jī)械結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為發(fā)電機(jī)發(fā)電的機(jī)械能。

進(jìn)一步的設(shè)計(jì)為，所述發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能通過浮筒內(nèi)的蓄電池儲(chǔ)存。

更進(jìn)一步的設(shè)計(jì)為，所述浮筒上設(shè)有將蓄電池電能向外輸出的電路接口。

為綜合采集波浪的能量，所述單向輸出齒輪轉(zhuǎn)換箱上設(shè)置中心平臺(tái)支撐板，所述中心平臺(tái)與中心平臺(tái)支撐板之間由圓周均布的三根支撐桿連接，連接方式為各支撐桿的上、下端均采用球鉸機(jī)構(gòu)連接中心平臺(tái)與中心平臺(tái)支撐板。

上述結(jié)構(gòu)中，整個(gè)浮臺(tái)(中心平臺(tái)和四周的扇形平臺(tái))在波浪的波動(dòng)下能夠朝著多個(gè)方向擺動(dòng)和繞著某一方向的軸進(jìn)行一定的扭轉(zhuǎn)，各獨(dú)立的扇形浮板也能在波浪的作用下進(jìn)行上下擺動(dòng)，即浮臺(tái)能隨著波浪做任意方向的運(yùn)動(dòng)，在波浪的作用下，浮臺(tái)發(fā)生的角位移和扭轉(zhuǎn)是本實(shí)用新型的原動(dòng)力。

所述單向輸出齒輪轉(zhuǎn)換箱將棘齒輪雙輸出液壓馬達(dá)動(dòng)力集中并單向輸送的結(jié)構(gòu)方式之一為：所述棘齒輪雙輸出液壓馬達(dá)于單向輸出齒輪轉(zhuǎn)換向箱內(nèi)圓周均布設(shè)置，棘齒輪雙輸出液壓馬達(dá)的上、下端輸出軸通過棘輪機(jī)構(gòu)安裝傳動(dòng)齒輪，所述棘輪機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)齒輪構(gòu)成棘齒輪，其既具有齒輪的傳動(dòng)功能，又同時(shí)具有棘輪的單向轉(zhuǎn)動(dòng)功能；各棘齒輪雙輸出液壓馬達(dá)的上、下端傳動(dòng)齒輪分別嚙合上、下轉(zhuǎn)盤內(nèi)端面上的內(nèi)齒輪，所述上、下轉(zhuǎn)盤的外齒輪分別嚙合同軸的上、下過渡齒輪，所述下轉(zhuǎn)盤外端面上的內(nèi)齒輪與中間齒輪之間通過行星齒輪連接，所述中間齒輪的轉(zhuǎn)軸為單向輸出齒輪轉(zhuǎn)換向箱的輸出軸。

本實(shí)用新型的有益效果：

1、本實(shí)用新型基于Stewart平臺(tái)原理的下沉式水浪發(fā)電裝置具有自由度大，體積可大可小，能靈活適應(yīng)波浪變幻無常的波動(dòng)，轉(zhuǎn)化效率高，應(yīng)用范圍廣。

2、本實(shí)用新型的動(dòng)力裝換中利用了液壓原理，具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性和長久的使用壽命，運(yùn)行無噪音，是高效的綠色能源。

3、本實(shí)用新型最大程度上提高了波浪能的利用率，能取得更好的發(fā)電效果。

4、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊、拆裝方便，普遍適用于各地區(qū)水域，為生活在水域周邊的居民提供清潔的能源，滿足日常生活用電需求。

5、本實(shí)用新型是一種下沉式結(jié)構(gòu)，僅浮臺(tái)位于水面上，其余部分位于水平面以下，整體穩(wěn)定性好，外形美觀，大型的浮臺(tái)還可作為舞臺(tái)或水上碼頭使用。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型一種實(shí)施方式的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1實(shí)施方式的主視圖。

圖3為圖2的側(cè)視圖。

圖4為圖1的俯視圖。

圖5為圖1實(shí)施方式中單向輸出齒輪轉(zhuǎn)換向箱的爆炸圖。

圖6為圖5中棘齒輪雙輸出軸液壓馬達(dá)的結(jié)構(gòu)圖。

圖號(hào)標(biāo)識(shí)：1、中心平臺(tái)；2、支撐桿；3、中心平臺(tái)支撐板；4、扇形浮臺(tái)；5、單向輸出齒輪轉(zhuǎn)換向箱；5-1、上轉(zhuǎn)盤；5-2、下轉(zhuǎn)盤；5-3、上過渡齒輪；5-4、下過渡齒輪；5-5、中間齒輪；5-6、行星齒輪；5-7、箱體；6、平衡浮筒；7、扇形底板；8、液壓缸；9、滑塊；10、徑向?qū)к墸?1、扇形浮臺(tái)支撐平臺(tái)；12、棘齒輪雙輸出液壓馬達(dá)；12-1、進(jìn)油口；12-2、傳動(dòng)齒輪；13、發(fā)電機(jī)；14、蓄電池；15、電路接口；16、油管。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖所示實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明。

本實(shí)用新型基于Stewart平臺(tái)原理的下沉式水浪發(fā)電裝置包括波浪能采集機(jī)構(gòu)、波浪能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能機(jī)構(gòu)和機(jī)械能發(fā)電機(jī)構(gòu)。

所述波浪能采集機(jī)構(gòu)包括stewart平臺(tái)，所述stewart平臺(tái)包括正六邊形的中心平臺(tái)1、扇形浮臺(tái)4、中心平臺(tái)支撐板3和扇形浮臺(tái)支撐平臺(tái)11，六個(gè)扇形浮臺(tái)4圍繞中心平臺(tái)1設(shè)置，各扇形浮臺(tái)4安裝于對(duì)應(yīng)的扇形底板7上，各扇形底板7上與中心平臺(tái)1的對(duì)應(yīng)臺(tái)邊之間通過合頁式鉸連機(jī)構(gòu)連接，各扇形底板7底部的對(duì)稱中心線上設(shè)有徑向?qū)к?0，各徑向?qū)к?0上滑動(dòng)安裝有滑塊9；所述中心平臺(tái)支撐板3設(shè)于中心平臺(tái)1的下方，所述扇形浮臺(tái)支撐平臺(tái)11(直徑大于中心平臺(tái)支撐板3)設(shè)于中心平臺(tái)支撐板3下方，中心平臺(tái)1與中心平臺(tái)支撐板3之間圓周均布三根支撐桿2(均向外上方傾斜)，所述支撐桿2的上、下端均采用球鉸機(jī)構(gòu)連接安裝在中心平臺(tái)1底部和中心平臺(tái)支撐板3的頂部，各扇形浮臺(tái)4與扇形浮臺(tái)支撐平臺(tái)11之間對(duì)應(yīng)設(shè)有液壓缸8(均向外上方傾斜)，各液壓缸8的缸體下端采用球鉸機(jī)構(gòu)安裝在扇形浮臺(tái)支撐平臺(tái)11的對(duì)應(yīng)位置上，液壓缸8的液壓桿上端采用球鉸機(jī)構(gòu)安裝在對(duì)應(yīng)扇形浮臺(tái)4的滑塊9上，如圖1、圖2、圖3、圖4所示。

所述波浪能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能機(jī)構(gòu)包括單向輸出齒輪轉(zhuǎn)換向箱5和棘齒輪雙輸出液壓馬達(dá)12，所述單向輸出齒輪轉(zhuǎn)換向箱5設(shè)于中心平臺(tái)支撐板3與扇形浮臺(tái)支撐平臺(tái)11之間，所述棘齒輪雙輸出液壓馬達(dá)12于單向輸出齒輪轉(zhuǎn)換向箱5的箱體5-7內(nèi)圓周均布豎向設(shè)置于上轉(zhuǎn)盤5-1與下轉(zhuǎn)盤5-2之間，各棘齒輪雙輸出液壓馬達(dá)12上傳動(dòng)軸上的傳動(dòng)齒輪12-2(通過棘輪安裝)嚙合上轉(zhuǎn)盤5-1下端面上的內(nèi)齒輪，各棘齒輪雙輸出液壓馬達(dá)12下傳動(dòng)軸上的傳動(dòng)齒輪12-2(也通過棘輪安裝)嚙合下轉(zhuǎn)盤5-2上端面上的內(nèi)齒輪，上轉(zhuǎn)盤5-1下端面上的外齒輪嚙合上過渡齒輪5-3，下轉(zhuǎn)盤5-2上端面上的外齒輪嚙合下過渡齒輪5-4，上過渡齒輪5-3與下過渡齒輪5-4同軸安裝，下轉(zhuǎn)盤5-2下端面上安裝有內(nèi)齒輪，該內(nèi)齒輪上嚙合三個(gè)行星齒輪5-6，三個(gè)行星齒輪5-6均嚙合中間齒輪5-5，所述中間齒輪5-5的轉(zhuǎn)動(dòng)軸為單向輸出齒輪轉(zhuǎn)換向箱5向下伸出的輸出軸，如圖5所示。

所述棘齒輪雙輸出液壓馬達(dá)12包括機(jī)體內(nèi)、外側(cè)上的進(jìn)油口12-1，內(nèi)、外進(jìn)油口12-1對(duì)應(yīng)在機(jī)體內(nèi)的一對(duì)嚙合齒中間，該對(duì)嚙合齒的轉(zhuǎn)動(dòng)軸為上述棘齒輪雙輸出液壓馬達(dá)12的上、下轉(zhuǎn)動(dòng)軸，所述的內(nèi)、外進(jìn)油口12-1通過油管16分別連通對(duì)應(yīng)液壓缸8的進(jìn)、出油口，所述液壓缸8液壓桿的壓縮和伸出產(chǎn)生的高油壓可分別通過內(nèi)、外進(jìn)油口12-1進(jìn)入機(jī)體內(nèi)推動(dòng)嚙合齒旋轉(zhuǎn)，而使上、下轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，由于上、下傳動(dòng)齒輪12-2通過棘輪安裝于嚙合齒的上、下轉(zhuǎn)動(dòng)軸上(傳動(dòng)齒輪12-2與棘輪構(gòu)成棘齒輪)，因而無論內(nèi)、外進(jìn)油口12-1中哪個(gè)油口進(jìn)油，均可保證有一個(gè)傳動(dòng)齒輪12-2轉(zhuǎn)動(dòng)而帶動(dòng)上轉(zhuǎn)盤5-1或下轉(zhuǎn)盤5-2轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖1、圖2、圖3、圖5、圖6所示。

所述機(jī)械能發(fā)電機(jī)構(gòu)包括發(fā)電機(jī)13和蓄電池14，所述發(fā)電機(jī)13安裝于扇形浮臺(tái)支撐平臺(tái)11底部的平衡浮筒6內(nèi)部，所述發(fā)電機(jī)13通過電路連接平衡浮筒6內(nèi)安裝的蓄電池14，發(fā)電機(jī)13的輸入軸向上連接單向輸出齒輪轉(zhuǎn)換向箱5伸出的輸出軸，所述平衡浮筒6上設(shè)有將蓄電池14電能向外輸出的電路接口15，如圖1、圖2、圖3所示。

由于本實(shí)用新型長期沉浮在水中工作(扇形浮臺(tái)4浮于水平，其余部分沉于水下)，為避免裝置被水中塵埃、雜草、微生物等吸附而導(dǎo)致受力不均勻甚至下沉的問題而影響發(fā)電效果，在平衡浮筒6設(shè)計(jì)時(shí)，可利用單片機(jī)等控制系統(tǒng)，通過傳感器等的設(shè)置而對(duì)平衡浮筒6進(jìn)行浮力調(diào)節(jié)，即通過調(diào)節(jié)平衡浮筒6內(nèi)部的儲(chǔ)水量而改變裝置的吃水深度，使裝置上升或者下沉從而達(dá)到受力平衡，保持正常的工作狀態(tài)。