[發(fā)明專利]一種多自由度俘能的浮子式波浪能發(fā)電裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111506906.7
• 申請(qǐng)日: 2021-12-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114198244A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐琳;孫亮;張大海;譚銘;陳震;陶霽;張崇偉;寧德志;王冬姣;劉鯤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué);浙江大學(xué);中國(guó)海洋大學(xué);大連理工大學(xué);華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): F03B13/18
• 分類號(hào): F03B13/18;F03B11/06;F03B11/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王杰

1.一種多自由度俘能的浮子式波浪能發(fā)電裝置，包括波浪能俘獲模塊、機(jī)械傳動(dòng)模塊、電能轉(zhuǎn)換模塊和支撐平臺(tái)，所述波浪能俘獲模塊包括浮子，其特征在于，

所述電能轉(zhuǎn)換模塊包括主發(fā)電機(jī)、第一副發(fā)電機(jī)和第二副發(fā)電機(jī)；

所述機(jī)械傳動(dòng)模塊包括從下至上依次布置的推桿、絲杠傳動(dòng)裝置、機(jī)械整流齒輪箱；所述絲杠傳動(dòng)裝置包括下密封套筒和布置于所述下密封套筒內(nèi)部的絲杠和絲杠螺母，所述絲杠螺母套裝于絲杠上；所述推桿下端與所述浮子固定連接，推桿上端伸入所述下密封套筒內(nèi)部與所述絲杠螺母固定連接；所述絲杠的上端與所述機(jī)械整流齒輪箱的輸入軸連接，機(jī)械整流齒輪箱的輸出軸與所述電能轉(zhuǎn)換模塊的主發(fā)電機(jī)輸入軸連接；所述機(jī)械整流齒輪箱與主發(fā)電機(jī)集成安裝于上密封套筒內(nèi)部；所述機(jī)械傳動(dòng)模塊還包括設(shè)置于機(jī)械整流齒輪箱上方的橫搖框架和縱搖框架，橫搖框架位于縱搖框架的下部或上部，當(dāng)橫搖框架位于縱搖框架的下部時(shí)：所述上密封套筒的上端通過(guò)橫搖轉(zhuǎn)軸與所述橫搖框架連接，橫搖轉(zhuǎn)軸及其下部裝置能夠整體相對(duì)橫搖框架轉(zhuǎn)動(dòng)，橫搖轉(zhuǎn)軸端部與所述電能轉(zhuǎn)換模塊的第一副發(fā)電機(jī)輸入軸連接，所述橫搖框架的上端通過(guò)縱搖轉(zhuǎn)軸與所述縱搖框架連接，縱搖轉(zhuǎn)軸及其下部裝置能夠整體相對(duì)縱搖框架轉(zhuǎn)動(dòng)，縱搖轉(zhuǎn)軸端部與所述電能轉(zhuǎn)換模塊的第二副發(fā)電機(jī)輸入軸連接，所述縱搖框架固定安裝于所述支撐平臺(tái)上；當(dāng)橫搖框架位于縱搖框架的上部時(shí)：所述上密封套筒的上端通過(guò)縱搖轉(zhuǎn)軸與所述縱搖框架連接，縱搖轉(zhuǎn)軸及其下部裝置能夠整體相對(duì)縱搖框架轉(zhuǎn)動(dòng)，縱搖轉(zhuǎn)軸端部與所述電能轉(zhuǎn)換模塊的第一副發(fā)電機(jī)輸入軸連接，所述縱搖框架的上端通過(guò)橫搖轉(zhuǎn)軸與所述橫搖框架連接，橫搖轉(zhuǎn)軸及其下部裝置能夠整體相對(duì)橫搖框架轉(zhuǎn)動(dòng)，橫搖轉(zhuǎn)軸端部與所述電能轉(zhuǎn)換模塊的第二副發(fā)電機(jī)輸入軸連接，所述橫搖框架固定安裝于所述支撐平臺(tái)上；所述橫搖轉(zhuǎn)軸與縱搖轉(zhuǎn)軸在水平面內(nèi)垂直布置。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多自由度俘能的浮子式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于，所述機(jī)械傳動(dòng)模塊還包括旋轉(zhuǎn)限位裝置，所述旋轉(zhuǎn)限位裝置包括浮子支架、滑塊框和豎直導(dǎo)向桿；所述豎直導(dǎo)向桿固定安裝于所述下密封套筒的外周；所述滑塊框安裝于豎直導(dǎo)向桿上，并能沿所述豎直導(dǎo)向桿上下滑移；所述浮子支架包括水平支架和連接桿，所述水平支架與所述浮子固定連接，所述連接桿下端與所述水平支架固定連接，連接桿上端與所述滑塊框固定連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多自由度俘能的浮子式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于，所述滑塊框內(nèi)側(cè)與豎直導(dǎo)向桿連接處設(shè)置有第二直線軸承，所述豎直導(dǎo)向桿與第二直線軸承同軸安裝。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多自由度俘能的浮子式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于，所述橫搖框架與橫搖轉(zhuǎn)軸之間以及縱搖框架與縱搖轉(zhuǎn)軸之間均連接有剛度可調(diào)節(jié)的彈簧或者阻尼可調(diào)節(jié)的阻尼器，當(dāng)浮體擺角過(guò)大影響整體的能量回收效率時(shí)，通過(guò)控制彈簧剛度或阻尼器阻尼，實(shí)現(xiàn)對(duì)浮子姿態(tài)的調(diào)整。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多自由度俘能的浮子式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于，所述下密封套筒包括絲杠腔殼體、絲杠腔上端面法蘭和絲杠腔下端面法蘭，所述絲杠腔殼體的上下兩端分別與絲杠腔上端面法蘭和絲杠腔下端面法蘭連接；所述上密封套筒包括齒輪箱殼體和齒輪箱上端面法蘭，所述齒輪箱殼體的下端與所述絲杠腔上端面法蘭連接，齒輪箱殼體的上端與齒輪箱上端面法蘭連接；當(dāng)橫搖框架位于縱搖框架的下部時(shí)，所述齒輪箱上端面法蘭通過(guò)所述橫搖轉(zhuǎn)軸與所述橫搖框架連接；當(dāng)橫搖框架位于縱搖框架的上部時(shí)，所述齒輪箱上端面法蘭通過(guò)所述縱搖轉(zhuǎn)軸與所述縱搖框架連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多自由度俘能的浮子式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于，所述推桿為內(nèi)部中空的空心桿，所述絲杠下端通過(guò)球籠軸承與推桿內(nèi)壁配合，絲杠上端通過(guò)第一聯(lián)軸器與所述機(jī)械整流齒輪箱的輸入軸連接；絲杠與所述絲杠腔上端面法蘭之間通過(guò)雙向止推軸承連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多自由度俘能的浮子式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于，所述推桿外壁套設(shè)有第一直線軸承，所述第一直線軸承布置在所述絲杠腔下端面法蘭的中心位置；所述絲杠腔下端面法蘭內(nèi)部布置有滑動(dòng)動(dòng)密封，以避免海水進(jìn)入絲杠腔殼體內(nèi)部。