[发明专利]水浪发电装置模拟器及模拟方法

说明书

本发明公开了一种水浪发电装置模拟器及模拟方法，包括正六边形中心平台和与中心平台铰连的扇形浮台以及设于中心平台下方的扇形浮台支撑平板，各扇形浮台与扇形浮台支撑平板之间由对应的液压缸支撑，扇形浮台支撑平板上单向输出齿轮转换向箱与中心平台之间由圆周均布的三根支撑杆连接，扇形浮台支撑平板底部设有平衡浮筒，对应于各扇形浮台于平衡浮筒上设有模拟水浪带动扇形浮台作起伏运动的曲柄摇杆机构，驱动各曲柄摇杆机构的舵机通过对应线路连接Arduino控制器或单片机控制器；采用控制器上的MPU6050传感器可模拟水浪发电情况，采用单片机控制器可模拟海浪发电情况。本发明模拟的发电原理简单易懂，可应用于教学领域。

技术领域

本发明涉及模拟教学仪器设备，具体为一种水浪发电装置模拟器及模拟方法。

背景技术

水浪发电技术一直是科研、教学人员密切关注和研究的领域，如本申请人单位的在先申请《基于stewart平台原理的下沉式水浪发电装置》，就是水浪发电技术的一种方案。

但由于水浪只有在水中或者海洋中产生，应用环境的特殊性限制了研究人员对水浪发电进行的一些关键测试，也给教学人员向学生直观演示发电过程带来了困难(水浪发电知识教学惯用视频播放教学，没有形象直观的小型结构)，也不便于向民众普及推广新能源知识。

发明内容

为解决现有技术的问题，本发明提出了一种水浪发电装置模拟器及模拟方法。

能够解决现有技术问题的水浪发电装置模拟器，其技术方案包括正六边形的中心平台和对应于中心平台各台边以合页机构连接的扇形浮台以及设于中心平台下方的扇形浮台支撑平板，各扇形浮台与扇形浮台支撑平板之间由对应的液压缸支撑，其支撑方式为各液压缸的缸体采用球铰结构连接扇形浮台支撑平板，液压缸的液压杆采用球铰结构连接在对应扇形浮台底部径向导轨的第一滑块上，所述扇形浮台支撑平板上设有单向输出齿轮转换向箱，所述单向输出齿轮转换箱上设置中心平台支撑板，所述中心平台与中心平台支撑板之间由圆周均布的三根支撑杆连接，单向输出齿轮转换向箱内设有对应于各液压缸的棘齿轮双输出液压马达，单向输出齿轮转换箱将由各液压缸对应驱动的棘齿轮双输出液压马达的动力集中并单向输送到输出轴，所述输出轴带动扇形浮台支撑平板底部平衡浮筒内的发电机发电，所不同的是对应于各扇形浮台于平衡浮筒上设有模拟水浪带动扇形浮台作起伏运动的曲柄摇杆机构，各曲柄摇杆机构包括相互铰连的曲柄和摇杆，所述曲柄安装在舵机的转动轴上，所述舵机安装于平衡浮筒圆周侧面的对应位置上，所述摇杆采用球铰结构连接在对应扇形浮台底部径向导轨的第二滑块上，各舵机通过对应的线路连接Arduino控制器或单片机控制器，所述Arduino控制器或单片机控制器通过相关线路连接MPU6050传感器。

为模拟各种水浪峰值，各扇形浮台的起伏角度设计为±45°。

所述第二滑块优选设于第一滑块的外侧。

采用上述水浪发电装置模拟器进行模拟水浪发电方法，其控制方式有：

1、采用MPU6050传感器手动模拟内陆淡水湖泊无规则、无周期性的水浪运动，使得六个扇形浮台作杂乱且重复的上、下起伏运动，当倾斜翻转MPU6050传感器时，六个扇形浮台中的两个向下摆动，两个向上摆动，两个做平移运动，当频繁将MPU6050传感器往不同的方向倾斜翻转时，即可模拟出在杂乱且无周期规律的水浪中的发电情形。

2、采用Arduino控制器或单片机控制器可实现扇形浮台自动循环的运行控制，当使用预先输入Arduino控制器或单片机控制器的程序控制时，模拟器模拟的则是海浪发电的情形，当用自动循环控制模拟器时，六个扇形浮台以三个为一组，交替循环做俯仰运动，真实可靠的模拟出在海浪情形下的发电情况。

本发明的有益效果：

1、本发明水浪发电装置模拟器及模拟方法可真实有效的模拟变幻无常的水浪波动，且在单片机控制器上可直观的模拟显示出发电量和水浪运动过程的变化，方便直观的观察及测算水浪发电过程。