[发明专利]一种用于波浪能浮子性能测试的集成实验装置和测试方法

权利要求书

1.一种用于波浪能浮子性能测试的集成实验装置，其特征在于：包括机架；

机架铰接有齿轮，齿轮的齿轮轴水平布置；

齿轮轴两侧分别固接有扭矩传感器和角度传感器；

扭矩传感器连接有磁力阻尼器，用于测量磁力阻尼器提供的阻力矩；

磁力阻尼器和角度传感器分别固接于机架；

机架上下滑动连接有齿条，齿条与齿轮啮合传动；

齿条下端固接有第一浮子；

齿轮轴可拆卸地连接有阻尼铰链，阻尼铰链连接有第二浮子。

2.根据权利要求1所述的一种用于波浪能浮子性能测试的集成实验装置，其特征在于：齿条设有导向装置，导向装置用于限制齿条在机架上做竖直运动。

3.根据权利要求2所述的一种用于波浪能浮子性能测试的集成实验装置，其特征在于：导向装置为固接于机架的法兰轴承，齿条上端设有光轴，光轴竖向穿设于法兰轴承。

4.根据权利要求1所述的一种用于波浪能浮子性能测试的集成实验装置，其特征在于：机架设有立式轴承支座，齿轮轴水平穿设于立式轴承支座。

5.根据权利要求4所述的一种用于波浪能浮子性能测试的集成实验装置，其特征在于：机架设有竖向延伸的导轨，立式轴承支座滑动连接于导轨且固定于导轨。

6.根据权利要求1所述的一种用于波浪能浮子性能测试的集成实验装置，其特征在于：齿轮轴套接有十字夹，十字夹可拆卸地连接有杆，杆的末端连接于阻尼铰链。

7.根据权利要求6所述的一种用于波浪能浮子性能测试的集成实验装置，其特征在于：杆为伸缩杆。

8.根据权利要求1所述的一种用于波浪能浮子性能测试的集成实验装置，其特征在于：第一浮子上设有拉压力传感器，齿条通过拉压力传感器与第一浮子连接。

9.一种用于波浪能浮子性能的测试方法，其特征在于：采用权利要求1-8任一项所述的用于波浪能浮子性能测试的集成实验装置，包括以下步骤，

根据所要进行的旋转运动测试或垂荡运动测试，相应从装置上拆下齿条和第一浮子或阻尼铰链和第二浮子；

测试过程中，利用扭矩传感器测量磁力阻尼器提供的阻力矩，角度传感器测量装置的转动角度；

根据测量得到的阻力矩和转动角度，计算获得波浪能装置等效发电功率。

10.根据权利要求9所述的一种用于波浪能浮子性能的测试方法，其特征在于：波浪能装置等效发电功率的计算方式包括，

获取装置的转动角速度：

其中，为第i时刻转动角速度，θ(i+1)和θ(i)分别表示角度传感器测量的第i+1时刻和第i时刻的转动角度，Δt为角度传感器测量间隔；

获取磁力阻尼器提供的阻力矩：

其中，M_{扭矩传感器}(i)为扭矩传感器第i时刻测量的值，I_惯性矩为磁力阻尼器在0挡位时测出的惯性矩，为第i时刻转动角加速度；

浮子波浪能装置等效发电效率为：

其中，N为一个周期内扭矩传感器测量点的个数。