一种水上发电装置的制作方法

1.本发明涉及可再生能源发电技术领域，具体涉及一种水上发电装置。


背景技术：

2.海洋中的波浪能量具有蕴藏量大、分布广、波浪传输过程中能量损失较小等优点,因此被认为是一种高质量的海洋资源,同时其能量转化装置也较为简单。
3.随着波浪能发电技术的逐渐进步，各种类型的波浪能装置会被大量生产利用。国内的部分波浪能发电技术虽位于世界前列,但创新能力较为薄弱,有影响力的专利较少。在越浪式波能发电装置中公开了一种包含波能收集系统、发电系统和自启闭电控系统，该装置实现了越浪型发电装置的动态蓄能和稳定的电力输出。但该装置的水轮机对浪高要求较高，如在水浪低时，会存在效率低和发电能力较低的问题；而且装置的结构复杂、制作成本高。


技术实现要素：

4.因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的波浪能发电装置能量转换效率低、结构复杂、成本高的缺陷，从而提供一种水上发电装置。
5.为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
6.一种水上发电装置，包括：
7.配重组件，包括配重底座以及设置在所述配重底座上的配重块；
8.浮体组件，包括通过弹力绳浮动连接在所述配重底座上的浮箱；
9.往复式运动机构，包括连接在所述底座的四个边角上且与所述浮箱滑动连接的滑轨、以及连接在所述浮箱的相对两侧的同步装置；所述同步装置包括与所述浮箱固定连接且内部中空的壳体、分设在所述壳体内部两端且竖向设置两个同步齿轮、与两个所述同步齿轮啮合的齿形同步带、以及固定在所述滑轨和所述齿形同步带之间的滑台；
10.能量转换组件，设置在所述浮体组件上，包括与位于上方的一个所述同步齿轮相啮合的传动齿轮组件、与所述传动齿轮组件连接的发电机、以及与所述发电机连接的蓄能机构。
11.进一步地，所述滑轨设置有四个，且分别铰接在所述配重底座的四个边角上。
12.进一步地，所述浮体组件还包括浮体支撑框架，所述浮箱固定在所述浮体支撑框架的内部，所述浮体支撑框架通过弹力绳浮动连接在所述配重底座上，所述浮体支撑框架与所述滑轨滑动连接。
13.进一步地，所述浮体支撑框架的顶部连接有防水平台，所述防水平台上设置有密封罩，所述能量转换组件设置在所述密封罩内。
14.进一步地，所述浮体支撑框架包括长横杆、短横杆、竖杆和加固横杆，所述长横杆、短横杆、竖杆连接构成长方体框架，所述加固横杆连接在两根所述竖杆之间，所述防水平台的四角固定连接在四根所述竖杆的顶部。
15.进一步地，所述配重底座包括长方形框架、以及连接在所述长方形框架内部的第一加固横梁和第二加固横梁，所述第一加固横梁和第二加固横梁垂直交叉固定连接且呈十字形布置，所述配重块固定所述第一加固横梁和所述第二加固横梁的交叉位置处；所述弹力绳的上端分别与所述浮体支撑框架底面的四边连接，下端分别与所述第一加固横梁、第二加固横梁的两端连接。
16.进一步地，所述传动齿轮组件包括与位于上方的一个所述同步齿轮同轴固定连接的单向轴承齿轮、与所述单向轴承齿轮啮合的增速齿轮；与所述增速齿轮同轴固定连接第一锥齿轮、与所述第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮，所述第二锥齿轮与发电机的转子轴固定连接。
17.进一步地，所述滑轨的底部通过万向球铰活动连接在所述配重底座上。
18.本发明技术方案，具有如下优点：
19.1.本发明提供的水上发电装置，在配重底座上设置配重块，使装置沉入水里，通过弹力绳将浮箱连接在配重底座上，使浮箱在水浪的作用下进行上下往复运动，在浮箱上连接滑轨和同步装置，导轨可以使浮箱在水浪的作用下在滑轨上产生滑动，在浮体组件上设置与同步齿轮啮合的传动齿轮组件、与传动齿轮组件连接的发电机以及与发电机连接的蓄能机构，经过往复式运动机构的转化，带动齿形同步带运动，进而带动第一同步齿轮和第二同步齿轮转动，第一同步齿轮带动单向轴承及锥齿轮、增速齿轮产生转动，驱动发电机转轴单向转动，正向旋转时带动负载，反向旋转时空载，发电机运动所产生的电能再储存于蓄能机构中，如此设计，可以提高发电机的响应速度，进而加强装置的能量转换效率，装置结构简单，降低了生产成本。
20.2.本发明提供的水上发电装置，将四个滑轨分别铰接到配重底座的四个边角上，如此设计，可以提高发电装置在水中的稳定性。
21.3.本发明提供的水上发电装置，浮体支撑框架通过弹力绳浮动连接在配重底座上，如此设计，可以提高发电装置在做往复运动时的运动效率，同时可以防止浮体支撑框架以及其内的浮箱在水中运动过度而滑出滑轨，进一步提高了发电装置的运动稳定性。
22.4.本发明提供的水上发电装置，在浮体支撑框架顶部连接防水平台，在防水平台上设置密封罩，将能量转换组件设置在密封罩内，如此设计，可以保证对能量转换组件的防水效果，并避免传动齿轮组件和发电机进水而导致腐蚀和损坏。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。
24.图1是本发明实施例提供的水上发电装置的立体结构图；
25.图2是本发明中能力转换结构的拆分图；
26.图3是本发明中浮体支撑框架的立体结构图；
27.图4是本发明中同步装置的立体结构图；
28.图5是本发明中单向轴承齿轮箱的立体结构图；
29.图6是本发明中配重底座的立体结构图。
30.附图标记说明：10、配重组件；11、配重块；12、配重底座；120、第一加固横梁；121、第二加固横梁；122、长方形框架；20、浮体组件；21、浮箱；22、浮体支撑框架；220、长横杆；221、短横杆；222、竖杆；223、加固横杆；30、往复式运动机构；31、同步装置；310、滑台；311、齿形同步带；312、第一同步齿轮；313、第二同步齿轮；314、固定座；315、壳体；32、固定横杆；33、滑轨；34、滑块；35、万向球铰；41、传动齿轮组件；410、单向轴承齿轮；411、增速齿轮；42、单向轴承；430、第一锥齿轮；431、第二锥齿轮；44、l型板；50、能量转换组件；51、发电机；52、蓄能机构；53、防水平台；54、密封罩；60、弹力绳。
具体实施方式
31.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
33.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
34.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
35.如图1-6所示的一种水上发电装置，包括配重组件10、浮体组件20、往复式运动机构30和能量转换组件50。其中，配重组件10包括配重底座12以及设置在配重底座12上的配重块11。浮体组件20包括通过弹力绳60浮动连接在配重底座12上的浮箱21。往复式运动机构30包括连接在底座的四个边角上且与浮箱21滑动连接的滑轨33、以及连接在浮箱21的相对两侧的同步装置31；同步装置31包括与浮箱21固定连接且内部中空的壳体315、分设在壳体315内部两端且竖向设置两个同步齿轮、与两个同步齿轮啮合的齿形同步带311、以及固定在滑轨33和齿形同步带311之间的滑台310。能量转换组件50设置在浮体组件20上，包括与位于上方的一个同步齿轮相啮合的传动齿轮组件41、与传动齿轮组件41连接的发电机51、以及与发电机51连接的蓄能机构52。
36.这种水上发电装置，在配重底座12上设置配重块11，使装置沉入水里，通过弹力绳60将浮箱21连接在配重底座12上，使浮箱21在水浪的作用下进行上下往复运动，在浮箱21上连接滑轨33和同步装置31，导轨可以使浮箱21在水浪的作用下在滑轨33上产生滑动，在浮体组件20上设置与同步齿轮啮合的传动齿轮组件41、与传动齿轮组件41连接的发电机51以及与发电机51连接的蓄能机构52，经过往复式运动机构30的转化，带动齿形同步带311运
动，进而带动第一同步齿轮312和第二同步齿轮313转动，第一同步齿轮312带动单向轴承42及锥齿轮、增速齿轮411产生转动，驱动发电机51转轴单向转动，正向旋转时带动负载，反向旋转时空载，发电机51运动所产生的电能再储存于蓄能机构52中，如此设计，可以提高发电机51的响应速度，进而加强装置的能量转换效率，装置结构简单，降低了生产成本。
37.本实施例中，滑轨33设置有四个，且四个滑轨33的底部均通过万向球铰35分别活动连接在配重底座12的四个边角上，四个滑轨33上均滑动连接有滑块34。如此设计，可以提高发电装置在水中的稳定性。
38.本实施例中，浮体组件20还包括浮体支撑框架22，浮体支撑框架22通过弹力绳60浮动连接在配重底座12上，浮箱21固定在浮体支撑框架22的内部。具体的，浮体支撑框架22包括长横杆220、短横杆221、竖杆222和加固横杆223，长横杆220、短横杆221、竖杆222连接构成长方体框架。浮体支撑框架22上的竖杆222通过滑块34和滑轨33滑动连接，如此设计，可以提高发电装置在做往复运动时的运动效率，同时可以防止浮体支撑框架22以及其内的浮箱21在水中运动过度而滑出滑轨33，进一步提高了发电装置的运动稳定性。
39.本实施例中，浮体支撑框架22上与往复式运动机构30连接的两侧还固定有固定横杆32，每侧均固定两根固定横杆32。具体的，固定横杆32的中部固定有固定座314，往复式运动机构30的壳体315通过两个固定座314固定连接在浮体支撑框架22。
40.本实施例中，两个同步齿轮分别为位于上方的第一同步齿轮312和位于下方的第二同步齿轮313。具体的，第一同步齿轮312与齿形同步带311顶端的的内侧啮合，第二同步齿轮313与齿形同步带311的底端的内侧啮合，同时通过转轴与下方的一根固定横杆32上的固定座314转动连接。
41.本实施例中，配重底座12包括长方形框架122、以及连接在长方形框架122内部的第一加固横梁120和第二加固横梁121，第一加固横梁120和第二加固横梁121垂直交叉固定连接且呈十字形布置。具体的，配重块11固定第一加固横梁120和第二加固横梁121的交叉位置处，可以使得配重块11和配重底座12的重心在配重底座12中心的垂线上。具体的，配重块11的外表面涂有防腐涂层。
42.本实施例中，弹力绳60的上端分别与浮体支撑框架22底面的四边连接，下端分别与第一加固横梁120、第二加固横梁121的两端连接。可以使得浮体支撑框架22和配重底座12受力均匀，从而保证有弹力绳60足够大的弹力。
43.本实施例中，防水平台53位于浮体支撑框架22的顶部，同时四角分别固定连接在四根竖杆222的顶部；防水平台53通过四根竖杆222将高度抬高，可以减少与水面的接触，从而减少水体对防水平台53的腐蚀。具体的，防水平台53上设置有密封罩54，能量转换组件50设置在密封罩54内。如此设计，可以保证对能量转换组件50的防水效果，并避免传动齿轮组件41和发电机51进水而导致腐蚀和损坏。
44.本实施例中，能量转换组件50包括和位于上方的第一同步齿轮312同轴固定连接的单向轴承齿轮410、通过单向轴承42与单向轴承齿轮410啮合的增速齿轮411；与增速齿轮411同轴固定连接第一锥齿轮430、与第一锥齿轮430啮合的第二锥齿轮431，第二锥齿轮431与发电机51的转子轴固定连接。具体的，发电机51具体为转子发电机，且通过l型板44固定在密封罩54的内侧壁上。
45.综上所述，这种水上发电装置，在配重底座12上设置配重块11，使装置沉入水里，
通过弹力绳60将浮箱21连接在配重底座12上，使浮箱21在水浪的作用下进行上下往复运动，在浮箱21上连接滑轨33和同步装置31，导轨可以使浮箱21在水浪的作用下在滑轨33上产生滑动，在浮体组件20上设置与同步齿轮啮合的传动齿轮组件41、与传动齿轮组件41连接的发电机51以及与发电机51连接的蓄能机构52，经过往复式运动机构30的转化，带动齿形同步带311运动，进而带动第一同步齿轮312和第二同步齿轮313转动，第一同步齿轮312带动单向轴承42及锥齿轮、增速齿轮411产生转动，驱动发电机51转轴单向转动，正向旋转时带动负载，反向旋转时空载，发电机51运动所产生的电能再储存于蓄能机构52中，如此设计，可以提高发电机51的响应速度，进而加强装置的能量转换效率，装置结构简单，降低了生产成本。
46.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。