[发明专利]适应复杂激励的无接触传动摩擦-电磁复合波浪能量采集器

说明书

本发明涉及一种适应复杂激励的无接触传动摩擦‑电磁复合波浪能量采集器，包括浮球、摇杆、升降杆、升频电磁发电组件，浮球与摇杆顶端刚性连接，摇杆底端通过万向接头连接升降杆，浮球内置有可滚动的驻极体滚动球，浮球内下表面设有金属极一和金属极二，升降杆内置于升降套内，升降杆与升降套之间设置有弹簧，升降杆上设有驱动永磁体组合，升降套下端连接升频电磁发电组件，升频电磁发电组件设有被驱动永磁体组合，驱动永磁体组合与被驱动永磁体组合磁力耦合连接，被驱动永磁体组合机械传动连接发电永磁体，发电永磁体对应设置有发电感应线圈；本发明能够在海洋全天候气候环境中有效工作，适应波浪复杂激励，具有频率提升功能和高可靠性。

[技术领域]

本发明涉及海洋环境波浪能量采集技术领域，具体地说是一种适应复杂激励的无接触传动摩擦-电磁复合波浪能量采集器。

[背景技术]

近年来，随着各国工业化进程的加快，能源消耗量不断增加，发展可再生能源已成为许多国家推进能源转型的核心内容。海洋能源是一种取之不尽、用之不竭、无污染的可再生能源，是地球上最丰富、清洁、可再生的能源之一。海洋能源中的波浪能具有其他能源无法比拟的优越性，它对季节、昼夜、天气和温度条件的依赖性大大降低。因此，合理开发利用波浪能具有重大战略意义。

无线传感网络的飞速发展为我国海洋信息网络、海洋通信带来了新的发展机遇，也是开发海洋经济、维护海洋安全的客观要求。然而海上无线传感网络的节点分布面积大范围广，如何为这些低功耗小型电子器件长期有效供能是海上无线传感网络的瓶颈问题之一。因此，收集海洋环境中丰富的风波浪能，转化为电能，为数以万计的低能耗传感器节点供电，是保障传感器网络使用寿命的一种具有良好前景的方案。然而，海洋气候环境多变，波浪激励方式复杂，目前大部分小型海洋环境波浪能量采集器输出功率低、可靠性低、环境适应性差，比如：可能适应弱激励，但在强激励下俘获能量有限，或者在强激励下功率输出较高，但在弱激励下无法工作，无法满足复杂海洋环境无线传感网络的可持续供能要求，不利于海洋经济资源的开发。

[发明内容]

本发明的目的就是要解决上述的不足而提供一种适应复杂激励的无接触传动摩擦-电磁复合波浪能量采集器，能够在海洋全天候气候环境中有效工作，适应波浪复杂激励，解决了目前波浪能量采集系统输出功率低、可靠性低、环境适应性差等缺点。

为实现上述目的设计一种适应复杂激励的无接触传动摩擦-电磁复合波浪能量采集器，包括浮球1、摇杆2、升降杆3、升频电磁发电组件4，所述浮球1与摇杆2顶端刚性连接，所述摇杆2底端通过万向接头5连接升降杆3，所述浮球1内置有可滚动的驻极体滚动球6，所述浮球1内下表面设有金属极一7和金属极二8，所述升降杆3内置于升降套9内，所述升降杆3与升降套9之间设置有弹簧10，所述升降杆3上设有驱动永磁体组合11，所述升降套9下端连接升频电磁发电组件4，所述升频电磁发电组件4包括被驱动永磁体组合12、发电永磁体13、发电感应线圈14，所述驱动永磁体组合11与被驱动永磁体组合12磁力耦合连接，所述被驱动永磁体组合12机械传动连接发电永磁体13，并带动发电永磁体13转动，所述发电永磁体13对应设置有发电感应线圈14。

进一步地，所述浮球1内底部构造有环形轨道，所述金属极一7、金属极二8沿环形轨道交错阵列布置，所述驻极体滚动球6沿着环形轨道做旋转运动，并与金属极一7、金属极二8发生相对位移。

进一步地，所述驻极体滚动球6选用氟化乙烯丙烯共聚物，并采用电晕充电法对其表面均匀施加电荷,所述金属极一7、金属极二8的材料选用金、银、铜或铝。

进一步地，所述升降杆3外侧沿母线对称设置有两条导轨，所述升降套9内侧设置有两条导轨槽，所述导轨与导轨槽配合连接。