[发明专利]一种集成式六自由度浮子波能发电装置

说明书

本发明涉及一种集成式六自由度浮子波能发电装置，包括支架，支架内部形成波浪入射的腔室，支架迎接波浪的一侧具有迎浪多孔板，远离波浪的一侧具有背浪挡板，支架顶部设有发电齿轮组件，支架形成的腔室内部设有与发电齿轮组件连接的浮子组件。浮子将六种运动方式解耦为单一的往复直线运动，结构简便合理，对各个自由度浮子运动转化的电能进行收集，能够充分利用波浪能发电，发电效率高。

技术领域

本发明涉及波浪能发电领域，具体为一种集成式六自由度浮子波能发电装置。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

海洋是巨大的能量库，波浪能是一种重要的可再生能源。然而，波浪能的空间分布具有一定随机性，如何提高波浪能的利用效率是波浪能发电实用化的关键。已有研究指出，将波浪能发电装置集成到防波堤等结构上，利用防波堤等结构的前入射波浪和反射波浪的叠加原理，来提高波能转换效率。

在早期的设计中，波浪能发电装置多集成于岸基固定式或离岸座底式结构，而固定式结构物多适用于波浪能密度较小的浅水地区，同时需要对大型水工基础进行高成本投资，这严重减弱了波浪能发电带来的经济效益，限制了波浪能利用的实用化及推广前景。

发明内容

为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种集成式六自由度浮子波能发电装置，在浮箱式防波堤内集成了一个波能发电装置。通过移动迎浪多孔壁的位置，改变腔室的长宽比，使得腔室的共振周期与入射波周期相匹配，从而达到放大波高的效果，六个自由度(横荡，纵荡，垂荡，艏摇，横摇，纵摇)的浮子将各方向的运动转化的电能进行收集，能够充分利用波浪能发电，发电效率高。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个方面提供一种集成式六自由度浮子波能发电装置，包括支架，支架内部形成波浪入射的腔室，支架迎接波浪的一侧具有迎浪多孔板，远离波浪的一侧具有背浪挡板，支架顶部设有发电齿轮组件，支架形成的腔室内部设有与发电齿轮组件连接的浮子组件；

通过发电齿轮组件和支架的配合实现三个平移方向的运动，通过发电齿轮组件将三个平移自由度运动产生的机械能转化为电能；通过浮子组件实现三个转动方向的解耦，收集浮子三个转动自由度运动产生的机械能，转化为电能。

支架顶部具有至少一组支撑轴座，多组支撑轴座连接第二滑动杆，第二滑动杆迎接波浪的一侧具有螺杆，螺杆套接螺旋滑块，螺旋滑块连接迎浪多孔板。

第二滑动杆上套接第一滑块，第一滑块与底座连接，底座两侧设有至少两组支撑轴座，多组支撑轴座连接第一滑动杆，第一滑动杆上套接第二滑块，第二滑块通过盖板连接发电齿轮组件。

发电齿轮组件固定在盖板上，发电齿轮组件通过固定在盖板上的第二滑块沿第一光杆的方向直线运动；发电齿轮组件通过固定在底座上的第一滑块沿第二滑动杆的方向直线运动；第一滑动杆和第二滑动杆在水平方向相互垂直。

迎浪多孔板迎接波浪的一侧设有波探头，用于监测波浪的入射周期。

浮子组件包括动浮子，动浮子顶部具有固定平台，固定平台通过齿条与发电齿轮组件连接。

动浮子与固定平台之间具有至少三组并列布置的运动支链，每个运动支链均包括曲柄摇杆机构以及第一弧形杆、第二弧形杆，曲柄摇杆机构包括连杆，连杆上安装有沿连杆轴线方向移动的第一微型发电机，至少三组第一发电机输出轴的轴线相交于空间内一点。

第一弧形杆的一端与固定平台之间转动连接，另一端与第二弧形杆的一端转动连接，第二弧形杆的另一端与第一电机的输出轴连接，第一弧形杆与动浮子之间转动副的轴线，和第一弧形杆与第二弧形杆之间转动副的轴线相交于空间内另一点，且该点与三组第一微型发电机输出轴的轴线交点重合。

第二发电机安装在曲柄摇杆机构上，脚架一端连接动浮子，另一端连接摇杆。