[发明专利]一种波浪能发电装置及其发电方法

权利要求书

1.一种波浪能发电装置，包括浮子外壳、水箱、排水微泵、进水微泵、压电梁、横向振动块、第一齿条、第二齿条、第三齿条、纵向振动块、齿轮、永磁磁钢、第一电磁铁、第二电磁铁、第一减震组件和压力传感器；其特征在于：所述的齿轮支承在浮子外壳的内腔；纵向振动块与浮子外壳的内腔构成滑动副；所述的第一齿条固定在纵向振动块上；第一齿条与齿轮啮合；第一减震组件的两端与纵向振动块的底端、浮子外壳内腔的底部分别连接；

所述的永磁磁钢位于齿轮的下方，且与浮子外壳的内腔构成滑动副；第二齿条固定在永磁磁钢上，且与齿轮啮合；第一电磁铁及第二电磁铁均固定在浮子外壳内腔，且分别位于永磁磁钢的两端；所述的横向振动块与浮子外壳的内腔构成滑动副；所述的第三齿条与横向振动块固定；第三齿条与齿轮啮合；n根压电梁的底端均与横向振动块的顶部固定，顶端均固定有压力传感器，1≤n≤6；n根压电梁内均嵌有压电片；

n个压力传感器与水箱的底部固定；排水微泵及进水微泵均固定在浮子外壳的内腔；排水微泵输入口与水箱的底部连通；进水微泵的输出口与水箱的顶部连通；排水微泵的输出口及进水微泵的输入口均与固定在浮子外壳上的进出水管道内端连通。

2.根据权利要求1所述的一种波浪能发电装置，其特征在于：还包括整流器、电流传感器、电压传感器；两个整流器的输入接口与两个压电片的输出接口分别相连；两个整流器的正极输出端均与电池正极相连，负极输出端均与电池负极相连；所述的电流传感器串联在电池正极与整流器的正极输出端之间；电压传感器的两个接线端与整流器的正极输出端、负极输出端分别相连。

3.根据权利要求1所述的一种波浪能发电装置，其特征在于：还包括第二减震组件和第三减震组件；所述的第二减震组件包括第二弹簧和第二阻尼器；所述的第三减震组件包括第三弹簧和第三阻尼器；所述的第二弹簧及第二阻尼器的一端均与横向振动块的一端固定，另一端均与浮子外壳内腔的侧壁固定；所述的第三弹簧及第三阻尼器的一端均与横向振动块的另一端固定，另一端均与浮子外壳内腔的侧壁固定；所述的第一减震组件包括第一弹簧和第一阻尼器；第一弹簧及第一阻尼器的一端均与纵向振动块固定，另一端均与浮子外壳内腔的底部固定。

4.根据权利要求1所述的一种波浪能发电装置，其特征在于：所述压力传感器的型号为Rev-11-1107-DS。

5.根据权利要求1所述的一种波浪能发电装置，其特征在于：所述永磁磁钢的两个磁极与第一电磁铁、第二电磁铁的一个磁极正对设置。

6.如权利要求2所述的一种波浪能发电装置的发电方法，其特征在于：将浮子外壳设置到海洋中；每隔0.5～48小时进行一次第一电磁铁及第二电磁铁的通电电流大小的调节，以提高压电片输出功率；每隔0.5～2周进行一次水箱重量调节，以提高压电片输出功率；

通过调节通入第一电磁铁及第二电磁铁的电流大小来提高压电片输出功率的方法具体如下：

步骤一、给第一电磁铁、第二电磁铁通入大小时刻相等，且逐渐增大到额定电流值的电流，使得第一电磁铁及第二电磁铁均对永磁磁钢产生斥力；电流传感器实时检测输入电池的电流值；电压传感器实时检测输入电池的电压值；

将电流传感器各时刻检测到的电流值与电压传感器对应时刻检测到的电压值相乘，得到以压电片输出功率为纵坐标，第一电磁铁、第二电磁铁的输入电流为横坐标的第一压电片输出功率变化曲线；同时，获取以第一电磁铁、第二电磁铁的实际功率之和为纵坐标，第一电磁铁、第二电磁铁的输入电流为横坐标的电磁铁耗电功率曲线；

步骤二、将步骤一所得的第一压电片输出功率变化曲线减去电磁铁耗电功率曲线，得到电池充电功率变化曲线；

步骤三、根据电池充电功率变化曲线，确定电池充电功率变化曲线的最大值对应的第一电磁铁、第二电磁铁输入电流大小I；

步骤四、向第一电磁铁、第二电磁铁持续输入大小为I的电流；

通过水箱重量调节来提高压电片输出功率的方法具体如下：

步骤一、排水微泵启动，排出水箱中所有的水；

步骤二、进水微泵启动，向水箱内注入海水，直到水箱内被注满海水；两个压力传感器实时检测水箱的重量，电流传感器实时检测输入电池的电流值；电压传感器实时检测输入电池的电压值；将电流传感器各时刻检测到的电流值与电压传感器对应时刻检测到的电压值相乘，得到以压电片输出功率为纵坐标，水箱重量为横坐标的第二压电片输出功率变化曲线；

步骤三、根据第二压电片输出功率变化曲线，确定第二压电片输出功率变化曲线的最大值对应的水箱重量G₁；

步骤四、排水微泵启动，直到两个压力传感器检测到的水箱重量达到G₁。