[发明专利]一种频率可调的海浪能发电装置及其发电方法

权利要求书

1.一种频率可调的海浪能发电装置，包括内部壳体、壳体端盖、振子系统和振荡发电机构；其特征在于：两个壳体端盖与内部壳体内侧壁的两端分别固定；振子系统设置在内部壳体内；所述的振子系统包括振荡弹簧、振子管、振子端盖、伸缩气囊和推力单元；振子管的内腔中装有伸缩气囊；振子管的侧壁上开设有m个沟槽组；m个沟槽组与m个推力单元分别对应；推力单元由沿振子管轴向依次排列的多个第一永磁铁组成；各第一永磁铁均与伸缩气囊的侧面固定；两个振子端盖的内侧面与振子管的两端分别固定；两个振荡弹簧的一端与两个壳体端盖的内侧面分别固定，另一端与两个振子端盖的外侧面分别固定；

所述内部壳体的侧壁上开设有m个让位孔，振荡发电机构共有m个；m个振荡发电机构与m个推力单元分别对应；振荡发电机构包括第二永磁铁、滑块、缓冲弹簧、杠杆和压电发电单元；滑块穿过让位孔；滑块的内侧面固定有第二永磁铁；第二永磁铁朝向对应推力单元的磁极与第一永磁铁朝向对应第二永磁铁的磁极极性相同；

所述的压电发电单元包括弓形拉伸板、柔性板、矩形垫块和压电片；两块弓形拉伸板的内凹侧相对设置；两块弓形拉伸板之间设置有柔性板；柔性板上设置有压电片；其中一块弓形拉伸板与内部壳体的外侧面固定；杠杆的中部与内部壳体铰接；杠杆的一端与滑块的外侧面通过缓冲弹簧连接，另一端与远离内部壳体的那块弓形拉伸板固定。

2.根据权利要求1所述的一种频率可调的海浪能发电装置，其特征在于：还包括充气泵、排气泵和储气罐；充气泵、排气泵及储气罐均设置在封装外壳和内部壳体之间；伸缩气囊上设置有两个气口；充气泵的输入口与储气罐的出气口连接，输出口与伸缩气囊的第一个气口通过软管连接；排气泵的输入口与伸缩气囊的第二个气口通过软管连接，输出口与储气罐的进气口连接。

3.根据权利要求1所述的一种频率可调的海浪能发电装置，其特征在于：还包括能量收集电路；能量收集电路包括整流器、电流传感器、电压传感器和电池；每张压电片均对应一个整流器；整流器的两个输入接线端与对应压电片的两个接线端分别连接；所有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；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。

4.根据权利要求1所述的一种频率可调的海浪能发电装置，其特征在于：所述的伸缩气囊由依次排列相连的2n+1个碟形气囊单元组成；沟槽组包括沿振子管的轴向依次排列的第一滑槽、中间槽和第二滑槽；第一滑槽及第二滑槽的长度方向平行于振子管的轴线；一个推力单元内共有2n+1个第一永磁铁；2n+1个第一永磁铁与伸缩气囊上的2n+1个碟形气囊单元边缘处分别固定；位于中间的第一永磁铁穿过对应沟槽组的中间槽；位于中间的第一永磁铁一侧的n个第一永磁铁设置在第一滑槽内；位于中间的第一永磁铁另一侧的n个第一永磁铁设置在第二滑槽内。

5.根据权利要求1所述的一种频率可调的海浪能发电装置，其特征在于：两块弓形拉伸板之间设置有多块柔性板；各柔性板依次间隔排列设置；任意两块相邻的柔性板之间均设置有两块矩形垫块；该两块矩形垫块分别位于柔性板的两端。

6.根据权利要求1所述的一种频率可调的海浪能发电装置，其特征在于：还包括封装外壳和封装端盖；封装外壳内壁的两端与两个封装端盖分别固定；内部壳体设置在封装外壳内。

7.如权利要求1所述的一种频率可调的海浪能发电装置的发电方法，其特征在于：当海浪推动振子管持续晃动，带动各推力单元持续往复运动；各推力单元上的多个第一永磁铁依次经过并推动对应第二永磁铁；第二永磁铁推动杠杆转动；杠杆挤压压电发电单元，压电发电单元中的各压电片在两块弓形拉伸板的变形下受拉，从而使得各压电片输出电能；每隔T时间进行一次充气量调节；

充气量调节的方法如下：

步骤一、设置伸缩气囊的充气量范围，并将伸缩气囊到充气量范围的下限；

步骤二、微型充气泵启动，对伸缩气囊进行充气，使得伸缩气囊伸长，相邻两个第一永磁铁的间距增大；充气过程中，电流传感器、电压传感器分别持续检测输入电池的电压和电流，并对所得电压和电流求积，生成发电功率变化曲线；

步骤三、在发电功率变化曲线中确定发电功率最高点对应的伸缩气囊充气量；将该充气量作为目标充气量；

步骤四、微型排气泵启动，将伸缩气囊内的气体抽出，直到伸缩气囊内的充气量达到目标充气量。