[发明专利]一种杠杆型机械整流海浪能捕获装置

说明书

本发明公开了一种杠杆型机械整流海浪能捕获装置，包括：动力提取装置、杠杆支撑架、杠杆组件、浮标组件；所述杠杆组件一端连接浮标组件，杠杆组件另一端连接动力提取装置；所述杠杆组件以杠杆支撑架的滚轴为支点，将浮标组件垂直于海平面的方向上的运动传递到动力提取装置上；通过动力提取装置将往复直线运动机械整流为单向旋转运动，实现动力提取装置中发电机的旋转发电。本发明结构紧凑，设计巧妙，可以用于捕获海浪的机械能，并将机械能转化为电能，降低了制造和维护成本。

技术领域

本发明涉及一种杠杆型机械整流海浪能捕获装置，属于机械设备领域。

背景技术

科学技术的发展在给人类社会带来福祉的同时，也给我们赖以生存的生态环境造成了不可忽视的破坏，开发和利用可再生清洁的海浪能源可以减轻资源短缺和环境污染等问题。根据卫星高度计数据验证和校准的全球风浪模型以及世界海浪数据库中的浮标数据预测，全球海浪能的估计为每年32000TWh。海浪能在开发过程中对环境影响小，且以机械能的形式存在。因此，为减少碳排放，改善全球生态环境，开发海浪能这种稳定性强、安全性高、无污染的清洁能源的转化技术对社会和科学的发展拥有重大的研究意义。

海浪能捕获装置的类型主要有震荡水柱式、漫顶式、衰减式和点吸收式几种，震荡水柱式和漫顶式技术成熟，在世界各地已有大量应用实例。与传统的震荡水柱式海浪能捕获装置相比，点吸收式海浪能捕获装置体积较小结构简单，且易于控制，越来越多的学者把目光汇集到了点吸收式海浪能捕获装置上。

现有的点吸收式海浪能捕获多使用液压或气压传动，利用液压缸或气缸将捕获到的直线往复运动经过回路整流后转换为单向旋转运动。但整流回路需要使用大量单向阀及管道等元器件，结构复杂体积庞大且容易泄露。因此，为了放宽海浪能捕获装置的实验条件及应用场景的限制，设计使用滚珠丝杠和单向离合器进行机械整流的海浪能捕获装置，且通过杠杆支架可以放大输入力，避免了动力提取装置在水中运行需要完全密封的难题，对后续发电量最大化控制方法在实际海浪能发电中的应用具有重要意义。

发明内容

本发明提供了一种杠杆型机械整流海浪能捕获装置，以用于捕获海浪的机械能，并将机械能转化为电能。

本发明的技术方案是：一种杠杆型机械整流海浪能捕获装置，包括：动力提取装置1、杠杆支撑架2、杠杆组件3、浮标组件4；所述杠杆组件3一端连接浮标组件4，杠杆组件3另一端连接动力提取装置1；所述杠杆组件3以杠杆支撑架2的滚轴209为支点，将浮标组件4垂直于海平面的方向上的运动传递到动力提取装置1上；通过动力提取装置1将往复直线运动机械整流为单向旋转运动，实现动力提取装置1中发电机118的旋转发电。

所述动力提取装置1包括齿轮组件110、丝杠组件120、直线轴承105、连接轴延长轴107；其中，丝杠组件120中的丝杠连接轴129一端穿过直线轴承105经连接轴延长轴107与杠杆组件3一端连接；丝杠组件120中左旋滚珠丝杠123与右旋滚珠丝杠125的输出轴与齿轮组件110中对应单向离合器116同心固定，通过齿轮组件110、丝杠组件120配合将往复直线运动机械整流为单向旋转运动，实现齿轮组件110中发电机118的旋转发电。

所述齿轮组件110包括第一轴承座111、电机位齿轮支撑轴112、丝杠位齿轮支撑轴113、电机位齿轮114、丝杠位齿轮115、单向离合器116、发电机118；其中，一个电机位齿轮支撑轴112和两个丝杠位齿轮支撑轴113分别与一第一轴承座111连接；一个电机位齿轮114和两个丝杠位齿轮115分别固定于电机位齿轮支撑轴112和丝杠位齿轮支撑轴113台面上端，两个丝杠位齿轮115与电机位齿轮114分别啮合传动，两个丝杠位齿轮115之间存在间隔；单向离合器116固定在两个丝杠位齿轮115的齿轮内孔内侧，发电机118的转轴与电机位齿轮114的齿轮内孔同心固定。