基于自適應(yīng)限位翼板的波浪能轉(zhuǎn)換裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及波浪能轉(zhuǎn)換裝置，尤其涉及一種基于自適應(yīng)限位翼板的波浪能轉(zhuǎn)換裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]遠(yuǎn)海探測(cè)設(shè)備作為一種離岸海洋工程設(shè)備，長(zhǎng)期無(wú)人值守，因自身攜帶電池的能源有限，電能供給一直是遠(yuǎn)海探測(cè)設(shè)備技術(shù)開(kāi)發(fā)的“瓶頸”之一。就近利用波浪能為離岸海洋探測(cè)設(shè)備的供電，可大幅提高該類設(shè)備的續(xù)航時(shí)間和可靠性，尤其在面對(duì)我國(guó)海域波浪能資源相對(duì)匱乏的海況，實(shí)現(xiàn)對(duì)小型海洋探測(cè)設(shè)備的波浪能供電具有重大現(xiàn)實(shí)意義。
[0003]波浪能轉(zhuǎn)換裝置是一種采集波浪能并轉(zhuǎn)換成為電網(wǎng)或?qū)Ｓ迷O(shè)備提供電能或機(jī)械能的設(shè)備。隨著各國(guó)對(duì)海洋開(kāi)發(fā)的日益重視，各種不同原理、不同結(jié)構(gòu)形式的波浪能轉(zhuǎn)換裝置不斷出現(xiàn)，根據(jù)其能量轉(zhuǎn)換方式的不同，波浪能裝置一般可分為越浪式、振蕩水柱式和振蕩浮體式三種大類。
[0004]越浪式波浪能轉(zhuǎn)換裝置(0T-WEC)的工作原理是:利用引流的波浪通道將波浪帶入高位的蓄水池中，以便形成水位差，利用水的重力勢(shì)能來(lái)驅(qū)動(dòng)水輪機(jī)發(fā)電。越浪式波浪能轉(zhuǎn)換裝置具備良好的輸出穩(wěn)定性和可靠性；不足之處在于尺寸巨大，其固定式結(jié)構(gòu)類型依賴于特殊地形，而漂浮式結(jié)構(gòu)類型效率較低。
[0005]振蕩水柱式波浪能轉(zhuǎn)換裝置(0WC-WEC)的工作原理是:波浪的起伏使得裝置中氣室的自由液面作強(qiáng)迫振動(dòng)，帶動(dòng)壓縮氣室的空氣往復(fù)噴出，將波浪能轉(zhuǎn)換成空氣的壓力勢(shì)能和動(dòng)能，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)空氣透平帶動(dòng)發(fā)電機(jī)工作。振蕩水柱式是目前應(yīng)用最為成熟的波浪能轉(zhuǎn)換裝置，可靠性較高，工作于水面之上，便于研究和實(shí)施；缺點(diǎn)是受限于空氣透平的轉(zhuǎn)換效率，波能效率低，且受到地點(diǎn)的限制，需建造在海岸線或者淺水的近海區(qū)域。
[0006]振蕩浮體式波浪能轉(zhuǎn)換裝置(0B-WEC)的工作原理是:利用浮體在波浪作用下所形成的振蕩運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)波浪能的吸收和收集，進(jìn)而轉(zhuǎn)換成電機(jī)發(fā)電所需的機(jī)械能形式，最終完成電能的輸出。由于振蕩浮體式波浪能裝置中能量轉(zhuǎn)換原理的不同，又可分為很多子類，比如筏式、擺式、鴨式等。振蕩浮體式波浪能轉(zhuǎn)換裝置代表了波浪能轉(zhuǎn)換裝置的發(fā)展趨勢(shì)，也更加適用于為離岸海域工作的小型海洋無(wú)人探測(cè)設(shè)備提供能量；但由于受到遠(yuǎn)海惡劣工作環(huán)境和供能需求的限制，其可靠性和轉(zhuǎn)換效率上還有待改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能量吸收和轉(zhuǎn)換效率高、能滿足深遠(yuǎn)海探測(cè)設(shè)備能源需求的基于自適應(yīng)限位翼板的波浪能轉(zhuǎn)換裝置。
[0008]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種基于自適應(yīng)限位翼板的波浪能轉(zhuǎn)換裝置，包括垂蕩浮體及連接于垂蕩浮體下方的波浪能吸收轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，所述波浪能吸收轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)包括發(fā)電機(jī)、隨所述垂蕩浮體的垂蕩運(yùn)分別沿相反方向旋轉(zhuǎn)的正轉(zhuǎn)吸收器和反轉(zhuǎn)吸收器，所述正轉(zhuǎn)吸收器包括正向旋轉(zhuǎn)輪、正向限位翼板以及正向翼板限位部件，所述正向限位翼板與正向翼板限位部件抵靠時(shí)驅(qū)動(dòng)所述正向旋轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)，所述反轉(zhuǎn)吸收器包括反向旋轉(zhuǎn)輪、反向限位翼板以及反向翼板限位部件，所述反向限位翼板與反向翼板限位部件抵靠時(shí)驅(qū)動(dòng)所述反向旋轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)，所述正向旋轉(zhuǎn)輪與所述發(fā)電機(jī)的外殼固定連接，所述反向旋轉(zhuǎn)輪與所述發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸相連。
[0009]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn):
所述正向旋轉(zhuǎn)輪外周固設(shè)有多個(gè)安裝輻條，各安裝輻條上分別鉸接一塊所述正向限位翼板，所述正向翼板限位部件為固設(shè)于所述正向旋轉(zhuǎn)輪上的兩件正向限位環(huán)，所述兩件正向限位環(huán)分別位于所述正向限位翼板上下兩側(cè)。
[0010]所述反向旋轉(zhuǎn)輪外周固設(shè)有多個(gè)安裝輻條，各安裝輻條上分別鉸接一塊所述反向限位翼板，所述反向翼板限位部件為固設(shè)于所述反向旋轉(zhuǎn)輪上的兩件反向限位環(huán)，所述兩件反向限位環(huán)分別位于所述反向限位翼板上下兩側(cè)。
[0011]所述正向限位翼板和所述反向限位翼板均為剛性翼板。
[0012]還包括穩(wěn)定翼，所述穩(wěn)定翼設(shè)于所述正轉(zhuǎn)吸收器和反轉(zhuǎn)吸收器之間。
[0013]所述發(fā)電機(jī)、穩(wěn)定翼和反轉(zhuǎn)吸收器自上而下依次布置，所述發(fā)電機(jī)與所述垂蕩浮體相連。
[0014]所述反轉(zhuǎn)吸收器依次通過(guò)傳動(dòng)鍵、傳動(dòng)軸以及聯(lián)軸器與所述發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸相連。
[0015]所述傳動(dòng)軸外周套設(shè)有套筒，所述穩(wěn)定翼設(shè)有兩片，所述兩片穩(wěn)定翼對(duì)稱安裝于所述套筒上。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:本發(fā)明公開(kāi)的基于自適應(yīng)限位翼板的波浪能轉(zhuǎn)換裝置，沒(méi)有借助液壓、氣動(dòng)等中間轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小巧、成本低，可適用于長(zhǎng)期無(wú)人值守、低功率需求的浮標(biāo)類或海洋機(jī)器人等遠(yuǎn)海探測(cè)設(shè)備；僅通過(guò)水體與限位翼板的相互作用實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換，降低了中間能耗，提高了能量轉(zhuǎn)換效率和設(shè)備的可靠性。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本發(fā)明基于自適應(yīng)限位翼板的波浪能轉(zhuǎn)換裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是本發(fā)明中的正轉(zhuǎn)吸收器、反轉(zhuǎn)吸收器和發(fā)電機(jī)的連接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖3是本發(fā)明中的正轉(zhuǎn)吸收器的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖4是本發(fā)明中正轉(zhuǎn)吸收器的限位翼板上浮過(guò)程時(shí)的受力分析圖。
[0021]圖5是本發(fā)明中正轉(zhuǎn)吸收器的限位翼板下沉過(guò)程時(shí)的受力分析圖。
[0022]圖6是本發(fā)明中的反轉(zhuǎn)吸收器的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖7是本發(fā)明中反轉(zhuǎn)吸收器的限位翼板上浮過(guò)程時(shí)的受力分析圖。
[0024]圖8是本發(fā)明中反轉(zhuǎn)吸收器的限位翼板下沉過(guò)程時(shí)的受力分析圖。
[0025]圖中各標(biāo)號(hào)表示:1、垂蕩浮體；2、正轉(zhuǎn)吸收器；21、正向旋轉(zhuǎn)輪；22、正向限位翼板；23、正向翼板限位部件；231、正向限位環(huán)；3、反轉(zhuǎn)吸收器；31、反向旋轉(zhuǎn)輪；32、反向限位翼板；33、反向翼板限位部件；331、反向限位環(huán)；4、傳動(dòng)鍵；5、聯(lián)軸器；6、安裝輻條；7、穩(wěn)定翼；8、發(fā)電機(jī)；81、外殼；82、轉(zhuǎn)軸；9、傳動(dòng)軸；10、套筒；11、圓環(huán)；12、鉸接夾頭。
【具體實(shí)施方式】
[0026]以下將結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0027]如圖1至圖8所示，本實(shí)施例的基于自適應(yīng)限位翼板的波浪能轉(zhuǎn)換裝置，包括垂蕩浮體1及連接于垂蕩浮體1下方的波浪能吸收轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，波浪能吸收轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)包括發(fā)電機(jī)8、隨垂蕩浮體1的垂蕩運(yùn)分別沿相反方向旋轉(zhuǎn)的正轉(zhuǎn)吸收器2和反轉(zhuǎn)吸收器3，正轉(zhuǎn)吸收器2包括正向旋轉(zhuǎn)輪21、正向限位翼板22以及正向翼板限位部件23，正向限位翼板22與正向翼板限位部件23抵靠時(shí)驅(qū)動(dòng)正向旋轉(zhuǎn)輪21旋轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)吸收器3包括反向旋轉(zhuǎn)輪31、反向限位翼板32以及反向翼板限位部件33，反向限位翼板32與反向翼板限位部件33抵靠時(shí)驅(qū)動(dòng)反向旋轉(zhuǎn)輪31旋轉(zhuǎn)，正向旋轉(zhuǎn)輪21與發(fā)電機(jī)8的外殼81固定連接，反向旋轉(zhuǎn)輪31與發(fā)電機(jī)8的轉(zhuǎn)軸82相連。本實(shí)施例的基于自適應(yīng)限位翼板的波浪能轉(zhuǎn)換裝置，沒(méi)有借助液壓、氣動(dòng)等中間轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小巧、成本低，可適用于長(zhǎng)期無(wú)人值守、低功率需求的浮標(biāo)類或海洋機(jī)器人等遠(yuǎn)海探測(cè)設(shè)備；僅通過(guò)水體與限位翼板的相互作用實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換，降低了中間能耗，提高了能量轉(zhuǎn)換效率和設(shè)備的可靠性。
[0028]本實(shí)施例中，正向旋轉(zhuǎn)輪21外周固設(shè)有多個(gè)安裝輻條6，各安裝輻條6上分別鉸接一塊正向限位翼板22，正向翼板限位部件23為固設(shè)于正向旋轉(zhuǎn)輪21上的兩件正向限位環(huán)231，兩件正向限位環(huán)231分別位于正向限位翼板22上下兩側(cè)，正向限位翼板22可根據(jù)來(lái)流情況自適應(yīng)性地向