一种波浪能单向发电装置及其应用的制作方法

本发明属于水域领域，尤其涉及一种波浪能单向发电装置及其应用。

背景技术：

1、在现有的水域检测、海洋检测、海洋航行等领域，都需要大量的电源实现持续性供电，尤其在于一些海洋检测系统中，由于海域远离大陆，且海洋检测设备往往是无人状态下的运行，又需要实现持续性的实时监控，对于电源的持续性要求特别高，现有技术中，通常采用光伏发电作为系统的输入能源，然而一旦遇到天气恶劣的情况，容易导致发电量不足，基于此，设计者试图增加多元的发电途径，例如利用水浪的波动起伏实现动能发电，从而补充海洋设备的用电需求。然而现有的设计方式，往往结构复杂、装配较为困难，复杂的结构在各配合环节中容易发生故障，一旦设备故障或损坏需要花较大工作量进行维修和更换，使得这种辅助性发电装置如同鸡肋，效果不佳。

技术实现思路

1、本发明的第一目的在于提供可直接利用波浪能量实现发电的、结构简单、装配简易、稳定性强的波浪能单向发电装置；

2、本发明的第二目的在于提供一种使用上述波浪能单向发电装置实现发电的、装配简单易行、稳定性强的海洋检测浮标；

3、本发明的第三目的在于提供上述波浪能单向发电装置应用领域。

4、为实现上述目的，本发明提供了一种波浪能单向发电装置，包括一浮筒、一棘轮组件以及一发电组件；

5、所述浮筒为柱体形，其外壁至少设有一条纵向齿条，以及与纵向齿条平行设置的至少一条限位导轨，所述限位导轨用于在应用平台上被限位装置限位，实现浮筒在应用平台的上下纵向限位；

6、所述棘轮组件包括一转轴，以及套置于转轴的外齿轮、内棘轮和第一皮带轮，所述外齿轮受力可以转轴为轴心转动，所述内棘轮和第一皮带轮与转轴紧密配合，同步转动；所述外齿轮设为环状，中空为一容置空间，所述内棘轮位于容置空间内，且外齿轮上设有一轴转动的棘爪，所述棘爪从外齿轮延伸顶靠至内棘轮的轮齿的指定受力方向上，使得外齿轮在此受力方向转动时，可通过棘爪带动内棘轮同向转动；所述棘爪被设计为当外齿轮在相反方向转动时，棘爪与内棘轮的轮齿脱离，不产生干涉，从而不带动内棘轮转动；

7、所述发电组件至少包括一第二皮带轮，以及一受第二皮带轮驱动发电的发电机；

8、所述棘轮组件的外齿轮与浮筒的纵向齿条啮合，所述第一皮带轮与第二皮带轮通过一皮带连接；所述浮筒在波浪水域中受到波浪起伏上下时，可带动外齿轮来回转动，进一步通过皮带带动第二皮带轮转动，使得发电机发电。

9、进一步，所述浮筒为圆柱体形，其外壁设有一条纵向齿条以及三条限位导轨，所述纵向齿条和限位导轨均匀分布于圆柱体形的外壁，所述应用平台上的限位装置与三条限位导轨一一配合限位。

10、进一步，所述限位导轨的上、下端皆设有向外或向侧边伸出的挡位凸块。

11、进一步，所述棘轮组件包括一棘轮底座，所述转轴设置于棘轮底座上。

12、进一步，所述外齿轮设有一穿过轴心的横向轴，所述横向轴可转动的套置于转轴。

13、进一步，所述棘爪包括两侧回轴臂及端部勾条，所述两侧回轴臂轴向转动地设于外齿轮上，所述两侧回轴臂呈现回勾形态，前端部横向设有端部勾条，所述端部勾条顶靠于内棘轮的轮齿的指定受力方向上的对应位置。

14、进一步，所述内棘轮的所有轮齿，在内棘轮外围间隔分布。

15、进一步，所述发电组件设有发电底座，所述第二皮带轮与发电机皆设置于发电底座，进而通过发电底座固定于应用平台。

16、进一步，所述内棘轮的所有轮齿设置为平均分布于内棘轮外围的同向三角形态，其中每一轮齿的第一斜面与对应切线的夹角称之为内斜角α，所述α的角度范围为25°≤α≤45°；每一轮齿的第二斜面与对应切线的外夹角称之为外斜角β，所述β的角度范围为60°≤β≤90°所述第二斜面的外力受力方向即为所述内棘轮的轮齿指定受力方向；所述棘爪顶靠于其中任一外斜角β内，随着外齿轮转动顺势对轮齿的第二斜面施加外力；当外齿轮在相反方向转动时，所述棘爪从所在轮齿的第一斜面脱离，不与轮齿产生干涉，此时，外齿轮带动棘爪空转，不带动内棘轮转动。

17、一种海洋检测浮标，作为应用平台使用上述波浪能单向发电装置进行全部或局部供电。

18、所述海洋检测浮标上设有一固定板，所述固定板设有一镂空孔，所述镂空孔上设有上述波浪能单向发电装置的限位导轨一一对应的限位装置，所述浮筒穿过镂空孔，浮筒下部置于下方水域内，通过限位装置与限位导轨一一对应限位，实现浮筒在固定板的镂空孔内上下纵向移动的同时被限位于其内；所述棘轮组件和发电组件安装于固定板，与浮筒实现动作连动。

19、采用本专利后，由于本专利的结构组成比较简单，仅仅通过浮筒、棘轮组件和发电组件的优化配合，则可利用海浪的起伏能量实现发电需求，尤其在于，在单向受力、单向发电的设计方案上，无需对海浪的双向冲击力进行利用，因此，我方专利无需复杂的结构设计，在组装方面容易进行，尤其适用于，海域监测等无人值守、地处偏远的监测环境，因，机器故障或是维护，都需要专门轮船（船只）派出专业人员进行维修或维护，更有甚者，若是遇到发电装置的相关零配件损坏，还需要至少两趟来回进行更替维修，因此，这种情况下的发电装置的设计优先考虑简单、易装配以及性能稳定等优势，因此该专利相比于现有的其他专利，有着十分突出的优势。该专利可应用于水域监测、水域航行、水域救援等各式可利用海浪、波浪能量的领域。

技术特征：

1.一种波浪能单向发电装置，其特征在于：包括一浮筒、一棘轮组件以及一发电组件；

2.如权利要求1所述的一种波浪能单向发电装置，其特征在于：

3.如权利要求1所述的一种波浪能单向发电装置，其特征在于：所述限位导轨的上、下端皆设有向外或向侧边伸出的挡位凸块。

4.如权利要求1所述的一种波浪能单向发电装置，其特征在于：所述棘轮组件包括一棘轮底座，所述转轴设置于棘轮底座上。

5.如权利要求1所述的一种波浪能单向发电装置，其特征在于：所述外齿轮设有一穿过轴心的横向轴，所述横向轴可转动的套置于转轴。

6.如权利要求1所述的一种波浪能单向发电装置，其特征在于：所述棘爪包括两侧回轴臂及端部勾条，所述两侧回轴臂轴向转动地设于外齿轮上，所述两侧回轴臂呈现回勾形态，前端部横向设有端部勾条，所述端部勾条顶靠于内棘轮的轮齿的指定受力方向上的对应位置。

7.如权利要求1所述的一种波浪能单向发电装置，其特征在于：所述内棘轮的所有轮齿，在内棘轮外围间隔分布。

8.如权利要求1所述的一种波浪能单向发电装置，其特征在于：所述发电组件设有发电底座，所述第二皮带轮与发电机皆设置于发电底座，进而通过发电底座固定于应用平台。

9.如权利要求1-8任一项所述的一种波浪能单向发电装置，其特征在于：所述内棘轮的所有轮齿设置为平均分布于内棘轮外围的同向三角形态，其中每一轮齿的第一斜面与对应切线的夹角称之为内斜角α，所述α的角度范围为25°≤α≤45°；每一轮齿的第二斜面与对应切线的外夹角称之为外斜角β，所述β的角度范围为60°≤β≤90°所述第二斜面的外力受力方向即为所述内棘轮的轮齿指定受力方向；所述棘爪顶靠于其中任一外斜角β内，随着外齿轮转动顺势对轮齿的第二斜面施加外力；当外齿轮在相反方向转动时，所述棘爪从所在轮齿的第一斜面脱离，不与轮齿产生干涉，此时，外齿轮带动棘爪空转，不带动内棘轮转动。

10.一种海洋检测浮标，其特征在于：作为应用平台使用权利要求1-9任一项所述波浪能单向发电装置进行全部或局部供电。

11.如权利要求10所述的一种海洋检测浮标，其特征在于：其上设有一固定板，所述固定板设有一镂空孔，所述镂空孔上设有与权利要求1-9任一项所述波浪能单向发电装置的限位导轨一一对应的限位装置，所述浮筒穿过镂空孔，浮筒下部置于下方水域内，通过限位装置与限位导轨一一对应限位，实现浮筒在固定板的镂空孔内上下纵向移动的同时被限位于其内；所述棘轮组件和发电组件安装于固定板，与浮筒实现动作连动。

12.如权利要求1-9任一项波浪能单向发电装置的应用，其特征在于：应用于水域监测、水域航行、水域救援领域。

技术总结一种波浪能单向发电装置及其应用，包括一浮筒、一棘轮组件以及一发电组件；所述棘轮组件包括套置于转轴的外齿轮、内棘轮和第一皮带轮，所述外齿轮受力可以转轴为轴心转动，所述内棘轮和第一皮带轮与转轴紧密配合，同步转动；外齿轮上设有一轴转动的棘爪，外齿轮在受力方向转动时，可通过棘爪带动内棘轮同向转动；所述发电组件包括第二皮带轮以及一发电机；第一皮带轮与第二皮带轮通过一皮带连接；所述浮筒受到波浪冲击起伏上下时，可带动外齿轮来回转动，进一步通过皮带带动第二皮带轮转动，使得发电机发电。由于本专利的结构组成比较简单，仅仅通过浮筒、棘轮组件和发电组件的优化配合，则可利用海浪的起伏能量实现发电需求，有着十分突出的优势。技术研发人员：颜志斌,汤新华受保护的技术使用者：厦门转识成智海洋科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/4