一种惯性振子波浪能发电装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种惯性振子波浪能发电装置，包括振子、摆臂、动滑轮、两个永磁动子、两组定子绕组、两个弹簧、导轨、装置固定架、一根传动绳和用来支撑、改变传动绳方向的两组定滑轮。本实用新型装置安装于浮标、船舶等小型浮式结构上，基于惯性原理，装置振子能有效吸收载体平台六自由度运动中蕴含能量最大的垂荡和横摇机械能；不与海水直接接触，避免了海水腐蚀及波浪载荷的冲击破坏，可靠性和使用寿命得到提高；装置简单，安装灵活，携带方便，可作为一个独立封闭整体或者阵列化安装于合适位置为电子仪器设备供电。
【专利说明】
一种惯性振子波浪能发电装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种发电装置，具体涉及一种惯性振子波浪能发电装置，属于海洋能利用技术领域，可以将波浪运动机械能通过永磁直线电机转化为电能。【背景技术】
[0002]随着国家海洋开发战略的不断深入，对海洋环境监测提出了更高的要求。因此，种类各样的海洋监测装备被广泛的投入使用，如浮标、航标等。该类海洋装备平台上搭载了众多的仪器设备，能够对附近海域的水文气象要素进行长期连续观测，在海洋预报、防灾减灾、海洋资源开发、海上交通、海上军事活动等发挥着越来越重要的作用。
[0003]电源是支持海洋监测电子仪器设备工作的能源，是监测系统能够在海上长期稳定运行的基础。蓄电池或者太阳能与蓄电池组合供电是现阶段在海洋观测装备上常用的供电方式，该供电方式存在着以下弊端:1)单纯蓄电池供电的续航时间受限，不能保证长时间连续观测;2)太阳能供电方式受天气影响较大，遇到长时间阴雨天气，系统正常供电将会得不到保障；3)太阳能电池板裸露在装备外部，极有可能在恶劣海况条件下发生故障或者被过往船只碰撞破坏;4)随着海洋开发的不断深入，需要观测的海洋动力和生态环境等参数逐渐增多，浮式观测平台所搭载的测量仪器设备越来越多，这对供电系统提出了更高的要求。 现有的海洋观测装备的供电问题严重限制了其观测能力的进一步发展，亟需一种新型能源供给平台。
[0004]我国海岸线长，近海波浪能资源丰富。波浪能的开发利用可通过较小的装置实现、 价格低廉、亦可在已有工程设施的基础上安装建设，受昼夜、季节影响小，无地域限制，是世界上实用化与商业化程度较高的海洋可再生能源。在我国海域运行的海洋监测装备采用波浪能供电，可实现电源供给的“就地取能”，是潜在能源供给方案的首选。但常见的波浪能发电装置通常与海水直接接触，易受风浪侵蚀，可靠性和稳定性差。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的是克服现有技术存在的缺点，而提供一种惯性振子波浪能发电装置，基于惯性原理，通过振子的摆动，激励永磁直线电机的永磁动子相对定子绕组做直线往复运动，从而将波浪能转化为电能；该装置可以阵列化安装布置，不与海水直接接触，具有结构简单、能量转化率高、可靠性高等优点。
[0006]本实用新型是通过下述技术方案实现的:
[0007]—种惯性振子波浪能发电装置，包括振子、摆臂、动滑轮、两个永磁动子、两组定子绕组、两个弹簧、导轨和装置固定架;其特征在于，所述的振子通过摆臂吊挂于动滑轮的下方;所述的动滑轮安装于导轨上，沿着导轨上下运动;所述的导轨上端固定于装置固定架的中间位置;所述的两组定子绕组分别固定于装置固定架的两端、且位于导轨的两侧;所述的两组定子绕组，每个定子绕组内部均包括一个弹簧和一个永磁动子，弹簧提供回复力且保持永磁动子的平衡状态;所述的弹簧，顶端与装置固定架相连、底端与永磁动子相连。
[0008]优选的，本发明所述的发电装置还包括一根传动绳和用来支撑、改变传动绳方向的两组定滑轮;定滑轮通过连接横撑固定于导轨上。
[0009]优选的，所述的定滑轮和动滑轮通过传动绳连接，依靠传动绳与滑轮表面的接触摩擦实现传动。
[0010]优选的，所述的振子为不锈钢制成的质量块，可以依靠惯性而振动。
[0011]优选的，所述的摆臂材质为不锈钢，摆臂的底端与振子固定在一起、顶端与动滑轮的中心固定连接。
[0012]优选的，所述的发电装置通过装置固定架安装于浮标、船舶等小型浮式载体平台装置的内部，不与海水直接接触。
[0013]本实用新型的原理是:本发明装置安装于浮标、船舶等小型浮式载体平台装置的内部，在波浪的作用下，浮式载体上下左右等起伏运动，本发明装置也会发生六自由度的响应运动，当然，振子也会随之发生垂荡和横摇运动。振子通过摆臂与动滑轮的中心相连，振子运动，带动动滑轮沿着导轨上下起伏运动，振子的摆动也会带动动滑轮在平面内绕其中心发生摇摆运动。振子的运动和摆动带动动滑轮上下起伏或者绕中心摇摆，从而能够带动围绕动滑轮周围的传动绳运动，通过定滑轮的支撑和改变方向作用，传动绳顶端可以发生上下运动，传动绳的上下运动又会带动永磁动子与定子绕组发生相对运动，从而切割磁感线产生电能，实现机械能转化为电能。因此，振子在单方向摆动时，可带动对应侧永磁动子的运动，从而保证其往复摆动都能进行电能转换，提高了发电效率。
[0014]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:本实用新型装置安装于浮标、船舶等小型浮式结构上，基于惯性原理，装置振子能有效吸收载体平台六自由度运动中蕴含能量最大的垂荡和横摇机械能;不与海水直接接触，避免了海水腐蚀及波浪载荷的冲击破坏，可靠性和使用寿命得到提高;装置简单，安装灵活，携带方便，可作为一个独立封闭整体或者阵列化安装于合适位置为电子仪器设备供电。【附图说明】
[0015]图1:本实用新型惯性振子波浪能发电装置的整体结构示意图；
[0016]其中:1.振子、2.摆臂、3.动滑轮、4.定滑轮、5.永磁动子、6.定子绕组、7传动绳、8.弹簧、9.导轨、10.装置固定架、11.连接横撑。【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本实用新型的惯性振子波浪能发电装置进行详细的描述。
[0018]本实用新型的原理是:本发明装置安装于浮标、船舶等小型浮式载体平台装置的内部，在波浪的作用下，浮式载体上下左右等起伏运动，本发明装置也会发生六自由度的响应运动，当然，振子1也会随之发生垂荡和横摇运动。振子1通过摆臂2与动滑轮3的中心相连，振子运动，带动动滑轮沿着导轨上下起伏运动，振子的摆动也会带动动滑轮在平面内绕其中心发生摇摆运动。振子的运动和摆动带动动滑轮上下起伏或者绕中心摇摆，从而能够带动围绕动滑轮周围的传动绳7运动，通过定滑轮4的支撑和改变方向作用，传动绳顶端可以发生上下运动，传动绳的上下运动又会带动永磁动子5与定子绕组6发生相对运动，从而切割磁感线产生电能，实现机械能转化为电能。因此，振子在单方向摆动时，可带动对应侧永磁动子的运动，从而保证其往复摆动都能进行电能转换，提高了发电效率。
[0019]—种惯性振子波浪能发电装置，包括振子1、摆臂2、动滑轮3、两个永磁动子5、两组定子绕组6、两个弹簧8、导轨9、装置固定架10、一根传动绳7和用来支撑、改变传动绳方向的两组定滑轮4,发电装置通过装置固定架安装于浮标、船舶等小型浮式载体平台装置的内部，如图1所示:
[0020]振子1通过摆臂2吊挂于动滑轮3的下方，即摆臂的底端与振子固定在一起、顶端与动滑轮的中心固定连接。动滑轮安装于导轨9上，可以沿着导轨上下运动，而导轨的上端固定于装置固定架10的中间位置。两组定子绕组6分别固定于装置固定架的两端、且位于导轨的两侧;永磁动子5位于定子绕组6的内部，二者发生相对运动可以切割磁感线产生电能。永磁动子通过弹簧8与装置固定架相连，弹簧提供回复力，保持永磁动子5的平衡状态。定滑轮通过连接横撑11固定于导轨上。
[0021]定滑轮4和动滑轮3通过传动绳连接，依靠传动绳与滑轮表面的接触摩擦实现传动。[〇〇22]振子1为不锈钢质量块，可以依靠惯性而振动。摆臂2为不锈钢材质。
[0023]本实用新型装置不与海水直接接触，具有较高的安全性和可靠性;装置安装灵活方便，可作为一个独立封闭整体或者阵列化安装于合适位置。
[0024]上述实例只是为说明本实用新型的技术构思以及技术特点，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型的实质所做的等效变换或修饰，都应该涵盖在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种惯性振子波浪能发电装置，包括振子(1)、摆臂(2)、动滑轮(3)、两个永磁动子 (5)、两组定子绕组(6)、两个弹簧(8)、导轨(9)和装置固定架(10);其特征在于，所述的振子 (1)通过摆臂(2)吊挂于动滑轮(3)的下方;所述的动滑轮安装于导轨(9)上，沿着导轨上下 运动;所述的导轨上端固定于装置固定架(10)的中间位置;所述的两组定子绕组(6)分别固 定于装置固定架(10)的两端、且位于导轨的两侧;所述的两组定子绕组，每个定子绕组内部 均包括一个弹簧(8)和一个永磁动子(5);所述的弹簧(8)，顶端与装置固定架相连、底端与 永磁动子相连。2.根据权利要求1所述的发电装置，其特征在于，所述的发电装置还包括一根传动绳 (7)和用来支撑、改变传动绳方向的两组定滑轮(4);所述的定滑轮通过连接横撑(11)固定 于导轨上。3.根据权利要求1所述的发电装置，其特征在于，所述的定滑轮(4)和动滑轮(3)通过传 动绳连接，依靠传动绳与滑轮表面的接触摩擦实现传动。4.根据权利要求1所述的发电装置，其特征在于，所述的振子(1)为不锈钢质量块，可以 依靠惯性而振动。5.根据权利要求1所述的发电装置，其特征在于，所述的摆臂(2)材质为不锈钢材料，摆 臂的底端与振子(1)固定在一起、顶端与动滑轮(3)的中心固定连接。6.根据权利要求1所述的发电装置，其特征在于，所述的发电装置通过装置固定架(10) 安装于小型浮式载体平台装置的内部。
【文档编号】F03B13/18GK205605353SQ201620027191
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年1月13日
【发明人】孙金伟, 赵环宇, 柴辉, 张继明, 李玄群
【申请人】山东省科学院海洋仪器仪表研究所