[发明专利]一种波浪能发电模拟试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及波浪能发电技术领域，具体是指一种波浪能发电模拟试验装置。

背景技术

随着能源需求的急剧增长和科技的不断进步，海洋能源的开发利用已成为一个新的热点。海洋中蕴含着巨大的能源，诸如波浪能、潮流能、温差能、盐差能等，都属于清洁可再生能源。各类海洋能实际可开发量中，波浪能的利用开发占据了相当大的比例。虽然波浪能利用的历史悠久，但在波浪能捕获装置的设计理论、转换效率、功率稳定性和系统可靠性等方面也还存在诸多亟待解决的问题。现有技术中波浪能捕获机械（发电）装置的结构形式繁多，包括截止式、点头吸收式、消耗式等几大类型的结构，在波浪能发电技术研究过程中离不开试验，而且多数需进行实验室水池试验，所以这几大类型的结构都有与之对应的波浪能发电模拟试验装置。这些模拟试验装置大多需要通过造波机造波，然后再在造波水池中通过摆动液压缸或是其它装置捕获造波机造出的波浪的能量来进行波浪能发电模拟试验。但造波水池占地面积大，耗电大，使用成本高，还有波浪的真实运动轨迹并没有特定的规则，它包括垂荡和纵摇方向的运动。然而现有技术中波浪能发电模拟试验装置通过造波机所产生的波浪一般较有规律，很难完全模拟真实波浪的情况，对波浪能发电模拟试验的试验数据影响较大。因此现在需要一种成本低，且能在实验室的环境下更加真实的模拟波浪能发电，用于波浪能发电系统性能分析的波浪能发电模拟试验装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种成本低且能在实验室的环境下更加真实的模拟波浪能发电，用于波浪能发电系统性能分析的波浪能发电模拟试验装置。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种波浪能发电模拟试验装置，它包括底座、电机、传动杆、至少一个偏心轮、台板、摆动液压缸和浮筒；偏心轮上连接有偏心轮轴，偏心轮轴通过轴承座安装在底座上，偏心轮的外周面上配套有导轨，导轨上设有滚槽，所述的导轨的顶部连接有台板，摆动液压缸安装在台板上，摆动液压缸上的摆杆的自由端与浮筒相连；电机安装在底座上，电机的转轴通过传动杆与所述的偏心轮轴转动连接。

采用以上结构后，本发明具有如下优点：不直接通过浮筒吸收波浪能带动摆动液压缸的主轴转动，而是反其道而行之，通过电机带动摆动液压缸沿圆形或椭圆形的轨迹运动并将摆杆通过浮筒置于水中，这样摆动液压缸的缸体在运动时摆杆会产生相对运动，从而实现摆动液压缸主轴的来回转动并向后面的发电机构输出能量，采用这样的方式，首先可以很好的解决受场地限制的问题，摆动液压缸摆动的主要动力源并不是来自波浪而是来自电机的转动，所以不需要造波水池，摆脱了场地的限制同时也大大降低了试验成本，采用以上结构后本发明涉及的波浪能发电模拟试验装置的运动轨迹，这正好与真实波浪的运动规律相似，此外，还可以通过调节偏心轮的偏心距可以调节摆动液压缸沿圆形或椭圆形的轨迹。最巧妙的是本发明还可以通过将浮筒置于有一定深度的水中，例如游泳池或是水箱中，浮筒在水中的浮动可以带动摆杆运动，这样摆杆与摆动液压缸的缸体之间的相对运动经过浮筒运动的修正后就能更加接近真实的波浪运动。综上所述，本发明提供了一种成本低且能在实验室的环境下更加真实的模拟波浪能发电，用于波浪能发电系统性能分析的波浪能发电模拟试验装置。

作为优选，所述偏心轮为四个且均为直径相等的圆形结构，所述的偏心轮为四个且均为直径相等的圆形结构，所述的偏心轮包括两个第一偏心轮和两个第二偏心轮，两个第一偏心轮通过第一偏心轮轴连接，两个第二偏心轮通过第二偏心轮轴连接，第一偏心轮轴和第二偏心轮轴的上均设有蜗轮，台板的下端面两侧分别安装有导轨，两个导轨上分别安装有第一滚槽和第二滚槽，第一滚槽内嵌有一个第一偏心轮和一个第二偏心轮，第二滚槽内嵌有一个第一偏心轮和一个第二偏心轮，电机的转轴通过联轴器与传动杆相连，所述的传动杆为蜗杆，所述的蜗杆同时与第一偏心轮轴上的蜗轮和第二偏心轮轴上的蜗轮啮合。采用蜗轮蜗杆传动。这样可以只通过一个电动机就可以带动在两个轴上的四个偏心轮的转动，如此不仅可以保证两个偏心轮转动的同步性，还可以减少电机数量，控制实验成本。

作为改进，所述的摆杆为伸缩杆。该结构可以根据试验场所的具体情况调节摆杆的长度，使浮筒处于最佳水位。

作为改进，所述的摆杆与浮筒的连接处设有用于调节摆杆与浮筒的连接角度的机构。进一步优选，所述的用于调节摆杆与浮筒的连接角度的机构包括设置在浮筒上的半圆形通孔和设置在调节摆杆上用于与所述半圆形通孔滑动配合的限位柱，限位柱上设有螺纹，限位柱上连接有定位螺母。