一种波浪能发电装置测试驱动机

1.本发明涉及波浪能发电技术领域，具体是一种用于波浪能发电装置的测试驱动机。


背景技术：

2.振荡浮子式波浪能发电装置是一种点吸收式波浪能发电装置，振荡浮子即吸波浮体，在起伏运动的波浪作用下，吸收了波浪的动能、势能，通过波浪能转换装置，将吸波浮体吸收的能量转换为电能，从而构成了波浪能发电装置；振荡浮子式波浪能发电装置在设计、制造阶段，需要对所设计装置进行测试、研究、改进，当装置达到要求后，才能投入大海进行实海况测试，进而达到实用的目的。
3.申请公布号为cn105484933a的中国发明专利公开了一种振荡浮子式波浪发电模拟装置，该振荡浮子发电模拟装置包括竖直实验架、由上而下驱动连接的曲柄滑块机构、波浪能捕获装置及直线发电整流装置，从该发明的原理和结构可以看出，该装置仅适用于振荡浮子带动直线发电机的模拟测试，不能实现振荡浮子带动旋转发电机的模拟测试，也不能实现以有阻尼自由落体方式运动的振荡浮子式波浪能发电装置的测试，目前大部分振荡浮子式波浪能发电装置采用的是旋转式发电机，因此该发明无法满足主流振荡浮子式波浪能发电装置模拟测试的需求，为了解决振荡浮子式波浪能发电装置的陆地测试问题，需要制造一种新型波浪能发电装置测试驱动机，在此测试驱动机的基础上，安装相关的传感器，相关的配套设施，达到实现波浪能发电装置的陆地测试的目的。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种波浪能发电装置测试驱动机，以解决上述背景技术提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种波浪能发电装置测试驱动机，包括曲柄连杆机构组件、驱动机机架、和横梁缆索组件三个部分，曲柄连杆机构组件固定在驱动机机架的驱动电机板上，横梁缆索组件位于机架顶部；所述的曲柄连杆机构组件部分包括电动机、变速器、曲柄、连杆和滑块；所述的驱动机机架部分包括驱动电机底板、机架、连接扣件和导轨；所述横梁缆索组件部分包括横梁、定滑轮组、连接螺栓a、缆索、前卸扣、后卸扣、弹性连接器和缓冲器。
6.在上述技术方案的基础上，本发明还提供以下可选技术方案：在一种可选方案中：所述的电动机与变速器链接成为一个整体，该整体固定在驱动机机架的驱动电机底板上，曲柄的一端与变速器输出轴连接，曲柄的另一端与连杆连接，连杆的另一端与滑块连接，滑块与横梁缆索组件的后卸扣连接，滑块同时也与导轨接触并组成可以往复运动的运动副。
7.在一种可选方案中：所述的驱动电机底板、导轨与驱动机机架固定成为一个整体。
8.在一种可选方案中：所述的驱动机机架一侧安装有多个将驱动机机架与波浪能发电装置连接固定的连接扣件。
9.在一种可选方案中：所述的横梁固定在被测波浪能发电装置机架的上方，横梁其高度与导轨顶部大致对齐，横梁上固定有两套定滑轮组，绕过这两套定滑轮组的轮槽有一条缆索，缆索的一端连接有与滑块连接的后卸扣，缆索的另一端连接有与弹性连接器吊环连接的前卸扣。
10.在一种可选方案中：所述弹性连接器包括吊环、吊杆、定圆盘、焊接杆、弹簧、动圆盘、连接底板和连接螺栓b，所述定圆盘与连接底板之间设置有焊接杆，多个所述焊接杆两端分别与定圆盘和连接底板固定连接，所述定圆盘与动圆盘之间设置有弹簧，所述吊杆的一端与动圆盘固定，吊杆的另一端与吊环固定，所述吊杆穿过定圆盘导孔并与其滑动配合。
11.在一种可选方案中：所述的连接底板上设置有将弹性连接器与被测波浪能发电装置的振荡浮子总成连接成为一个整体的连接螺栓b。
12.在一种可选方案中：所述弹性连接器与被测波浪能发电装置的振荡浮子总成连接成为一个整体的下方，波浪能发电装置机架的底部设置有缓冲装置。
13.在一种可选方案中：所述机架，在其上设置有将机架与波浪能发电装置固定连接成为一个整体的连接扣件。
14.相较于现有技术，本发明的有益效果如下：波浪能发电装置测试驱动机使用方便，不受海洋环境的限制，能够在陆地上模拟实现波浪能发电装置在大海中实际运行的状况，在配置适当的传感器及测试仪器后，在模拟实际运行的同时可以测试出发电装置的电信号、受力信号及其他所需要的信号，用较小的成本和代价，较小的风险完成实海况测试才能取得的设备运动状况和测试数据，从而大大降低了波浪能发电装置制造成本，降低了波浪能发电装置在实海况运行中的故障和风险，缩短了制造周期。
附图说明
15.图1为波浪能发电装置测试驱动机的结构示意图。
16.图2为波浪能发电装置测试驱动机的正视图。
17.图3为波浪能发电装置测试驱动机的机架部分轴测图。
18.图4为波浪能发电装置测试驱动机的曲柄连杆机构组件部分轴测图。
19.图5为波浪能发电装置测试驱动机的横梁缆索部分轴测图。
20.图6为波浪能发电装置测试驱动机的弹性连接器轴测图。
21.图7为一种齿轮浮子一体式波浪能发电装置的结构示意图。
22.图8为波浪能发电装置测试驱动机与波浪能发电装置装配方法图。
23.图9为波浪能发电装置测试驱动机中a部分的局部放大图。
24.图10为波浪能发电装置测试驱动机中b部分的局部放大图。
25.图11为波浪能发电装置测试驱动机中c部分的局部放大图。
26.图12为波浪能发电装置测试驱动机中d部分的局部放大图。
27.图13为波浪能发电装置测试驱动机中e部分的局部放大图。
28.图14为波浪能发电装置测试驱动机中f部分的局部放大图。
29.附图标记注释：1-驱动机机架、2-导轨、3-横梁、4-定滑轮组、5-缆索、6-弹性连接器、601-连接底板、602-弹簧、603-焊接杆、604-定圆盘、605-动圆盘、606-吊杆、607-定圆盘导孔、608-连接螺栓b、7-缓冲装置、8-变速器、9-电动机、10-连接扣件、11-驱动电机底板、12-波浪能发电装置、121-发电装置机架、122-动力横梁、123-振荡浮子总成、124-浮子导轨、125-发电机、126-齿轮、127-齿条、13-滑块、14-连杆、15-曲柄、16-连接螺栓a、17-前卸扣、18-后卸扣、19-吊环、20-螺栓孔、21-螺栓孔。
具体实施方式
30.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
31.以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
32.如图1-4所示，为本发明一个实施例提供的一种波浪能发电装置测试驱动机和被测的波浪能发电装置及其两者的装配方法，波浪能发电装置测试驱动机包括：包括驱动机机架1，还包括：横梁缆索部分，所述驱动机机架1为钢管制成的框架，所述驱动机机架1上面设置有导轨2，所述导轨2由外壁光滑的圆柱管制成，所述导轨2顶部设置有横梁缆索部分，所述横梁缆索部分包括横梁3、定滑轮组4、缆索5和弹性连接器6，所述横梁3固定在被测的波浪能发电装置的机架上，横梁3上面固定有两套定滑轮组4，绕过这两套定滑轮组4的轮槽有一条缆索5，缆索5的一端连接有与滑块13连接的后卸扣18，缆索5的另一端连接有与弹性连接器6的吊环连接的前卸扣17，本实施例给出了一种齿轮浮子一体式波浪能发电装置，该波浪能发电装置12与本波浪能发电装置测试驱动机按照图8给出的装配方法正确连接，然后启动测试驱动机，使波浪能发电装置12的振荡浮子总成123沿浮子导轨124做周期上下运动，同时带动发电机125发电，如同现实波浪驱动振荡浮子上下运动带动发电机125发电一样，在这个条件下，可以完成波浪能发电装置的动态检测，所述波浪能发电装置12包括发电装置机架121、动力横梁122、振荡浮子总成123、浮子导轨124、发电机125、齿轮126和齿条127，所述弹性连接器6底部与波浪能发电装置12内部的振荡浮子总成123的动力横梁122固定连接，如图13-14所示，发电装置机架121上开设有螺栓孔20，横梁3通过连接螺栓a16穿过螺栓孔20固定设置在发电装置机架121上；滑块13，滑块13在导轨2的约束下仅做上下运动，缆索5的一端设置有与滑块13连接的后卸扣18，缆索5的另一端连接有与弹性连接器6吊环连接的前卸扣17，通过调节与卸扣连接的缆索5的长度，使振荡浮子总成123运行在波浪能发电装置12中的浮子导轨124的最佳区间。
33.如图1-图8所示，本实施例中采用了曲柄连杆机构中一种典型的机构，即曲柄滑块机构，固定在驱动机机架1上的电动机9与变速器8直接连接，变速器8输出旋转动力，带动曲柄15转动，曲柄滑块机构将曲柄15的旋转运动转化成为滑块13的近似正弦的直线往复运动，通过横梁缆索组件，将滑块13的上下运动的动力传递转化成振荡浮子总成123上下运动的动力，通过波浪能发电装置12的动力传动系统，驱动发电机125进行发电，模拟发电机在
大海中实际运行的情况。
34.如图5所示，作为本发明的一种优选实施例，所述缆索5两端分别设置有前卸扣17和后卸扣18，所述前卸扣17与弹性连接器6相连接，所述后卸扣18与滑块13相连接。
35.如图6所示，作为本发明的一种优选实施例，所述弹性连接器6包括连接底板601、弹簧602、焊接杆603、定圆盘604、动圆盘605、吊杆606、定圆盘导孔607和连接螺栓b608，所述定圆盘604与连接底板601之间设置有4个焊接杆，这4个焊接杆两端分别与定圆盘604和连接底板601固定或焊接，定圆盘604与动圆盘605之间设置有弹簧602，吊杆606的一端与动圆盘605固定，吊杆606的另一端与吊环19固定，吊杆606穿过定圆盘导孔607并与其滑动配合，通过连接螺栓b608，将弹性连接器6与被测波浪能发电装置12的振荡浮子总成123连接成为一个整体，实现了缆索5与振荡浮子总成123的弹性连接，这样可以使振荡浮子总成123在上下运动过程中，避免过大的冲击力，对被测波浪能发电装置12和波浪能发电装置测试驱动机都起到保护作用。
36.如图11-12所示，振荡浮子总成123上设置有动力横梁122，动力横梁122上开设有与连接螺栓b608相配合的螺栓孔21，连接底板601通过连接螺栓b608与动力横梁122相连接。
37.如图6所示，作为本发明的一种优选实施例，所述吊杆606远离动圆盘605的一端焊接有吊环19，所述吊环19与前卸扣17相连接。
38.如图1、图2和图8所示，作为本发明的一种优选实施例，所述横梁缆索部分的弹性连接器6与被测波浪能发电装置12的振荡浮子总成123固定连接，在振荡浮子总成123中心下方，波浪能发电装置12机架的底部设置有缓冲装置7，该缓冲装置7在测试驱动机正常测试运行中是不起作用的，当在解开缆索5调整位置时，或者在曲柄连杆机构组件、横梁缆索组件某一环节出现故障时，造成振荡浮子总成123失控坠落，掉落在底部的缓冲器上，从而避免了振荡浮子总成123被摔坏的事故，本实施例采用了汽车轮胎作为缓冲器。
39.如图9-10所示，作为本发明的一种优选实施例，所述驱动机机架1和发电装置机架121之间设置有连接扣件10，驱动机机架1通过连接扣件10与波浪能发电装置12固定连接，连接扣件10实现了波浪能发电装置测试驱动机与波浪能发电装置12的整体装配与固定，波浪能发电装置12与测试驱动机装配完成后，即可进行电气、传感器等相关仪器的连接，构成了完整的波浪能发电装置测试装置，具备了波浪能发电装置的测试条件；如图11-12所示，振荡浮子总成123上设置有动力横梁122，动力横梁122上开设有与连接螺栓b608相配合的螺栓孔21，连接底板601通过连接螺栓b608与动力横梁122相连接；如图13-14所示，发电装置机架121上开设有螺栓孔20，横梁3通过连接螺栓a16穿过螺栓孔20固定设置在发电装置机架121上。
40.工作原理：被测振荡浮子式波浪能发电装置由齿轮浮子一体式振荡浮子总成和机架总成组成，将测试驱动机通过连接扣件10与波浪能发电装置的机架固定连接成为一个整体，将横梁缆索部分的横梁3安装在波浪能发电装置机架桁架的顶部，将测试驱动机的后卸扣18与滑块13连接，前卸扣17与弹性连接器6连接，通过连接器底部设置的连接螺栓b608将弹性连接器6与振荡浮子总成123的动力横梁122固定连接，调整缆索5的长度，使振荡浮子总成的传动齿轮126位于固定在机架上的齿条127中部，通过缆索5将曲柄滑块机构（即驱动机构）的牵引动力传递给齿轮浮子一体式振荡浮子总成123，迫使振荡浮子总成123在浮子
导轨124约束的范围内做上下直线运动，当振荡浮子总成123达到上极限点后，滑块13刚好越过下死点，由于振荡浮子总成123整体自身的重力作用，使振荡浮子总成123随滑块13的上升而下降，当滑块13越过上死点开始下降，将会带动振荡浮子总成123由下降转变为上升，被缆索5带动的浮子上升到极限位置时，滑块13越过下死点又开始上升，而浮子又开始下降，这样周而复始按照滑块13的运动规律驱动浮子做上下运动，达到近似模拟波浪力驱动浮子上下运动的状况，在缆索5牵引力和浮子重力的作用下，迫使振荡浮子总成123沿导轨2做上下直线移动，通过波浪能发电装置的动力传动系统，驱动发电机进行发电，从发电机输出的电能可以测试输出需要的电信号，从运行情况可以检测到整体发电装置的受力情况，如果根据需要设置不同的传感器，还可以测得更多的设备信号，从而实现了陆地波浪能测试设备的功能。
41.测试驱动机的电动机8驱动变速器9输出旋转运动的周期为波浪振荡周期，曲柄连杆机构的滑块行程近似等于海洋波浪振荡波高，这样就可以模拟真实海洋波浪能发电状况，当采用变频器改变电动机的转速，改变曲柄连杆机构杆件的长度尺寸，则可以改变滑块往复运动的周期和行程，由此设计制成的波浪能发电装置测试驱动机可以模拟不同振荡频率和不同波高的波浪驱动状况。
42.本发明上述实施例中提供了一种波浪能发电装置测试驱动机，在波浪能发电装置没有投入大海的情况下，在陆地（实验室）就可以模拟实现波浪能发电装置在大海中实际运行的状况，在模拟实际运行的同时可以测试出发电装置的电信号，受力信号及其他所需要的信号，用较小的成本和代价，较小的风险完成实海况测试所能完成的测试数据。根据本测试方案，对波浪能发电装置在投放大海前先用测试驱动机在试验室进行测试，同时对所发现的问题进行整改，例如在测试中发现，导轨平行度不够，造成浮子上下运动不够顺畅，发电机输出电缆收放线盘栅格太大，有外露电缆等问题，立即对所测试检查出的问题全部做了修整，还做了较长时间的连续运行，考核发电机及整个传动系统的稳定性，在陆地将能够发现的问题全部解决后，才将波浪能发电装置投放大海。经过比较，发现经过测试驱动机测试检验的波浪能发电装置与未经过测试驱动机测试检验的波浪能发电装置对比，大大降低了波浪能发电装置制造成本和测试成本，降低了波浪能发电装置在实海况运行中的故障和风险，缩短了制造周期。
43.以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。