本發(fā)明涉及海洋能的開發(fā)和轉(zhuǎn)用技術(shù)領(lǐng)域，具體地是一種波浪能和潮流能捕獲裝置。

背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代化的高速發(fā)展，綠色新能源的開發(fā)利用已經(jīng)成為可持續(xù)化發(fā)展的重要組成部分，而海洋占據(jù)著地球總面積的71％，其將會(huì)成為未來可再生能源利用的重要來源?，F(xiàn)有技術(shù)中對(duì)于海洋新能源的開發(fā)主要是通過機(jī)械或者液壓裝置將波浪能和/或潮流能轉(zhuǎn)化成可控制的機(jī)械能和/或液壓能，從而供給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。例如授權(quán)公告號(hào)為CN102562424B的發(fā)明專利——波浪能捕獲裝置，其通過擺動(dòng)液壓缸和伸縮液壓缸同時(shí)完成對(duì)于水平方向和垂直方向的海洋能的捕獲，但是該現(xiàn)有技術(shù)中，其伸縮液壓缸受到單一方向的水平力時(shí)只能完成一次伸長或者壓縮，也就是說，上述的現(xiàn)有技術(shù)中的波浪能捕獲裝置對(duì)于水平流向的潮流能只能在其流向交變過程中才能完成一次活塞運(yùn)動(dòng)，因此其對(duì)于水平方向的潮流能的利用率是非常低的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種可以捕獲垂直方向的波浪能和水平方向的潮流能，且利用率高的波浪能和潮流能捕獲裝置。本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：提供一種波浪能和潮流能捕獲裝置，它包括基座、安裝架、浮子和伸縮氣缸，所述安裝架固定于基座上，伸縮氣缸的缸體與安裝架鉸接，伸縮氣缸的活塞桿與浮子鉸接，所述伸縮氣缸的缸體上設(shè)有氣體只能從外界進(jìn)入缸體內(nèi)的第一單向閥和出氣口，所述浮子的下端設(shè)有潮流能采集器，潮流能采集器與浮子之間通過若干連接桿固定。作為優(yōu)選，所述潮流能采集器包括殼體、葉輪、發(fā)電機(jī)和帶有密封腔的密封罩，所述殼體內(nèi)設(shè)有供水流通過的通道，密封罩固定于通道內(nèi)，發(fā)電機(jī)設(shè)于密封罩的密封腔內(nèi)，所述葉輪設(shè)于通道內(nèi)，且葉輪中心軸的一端通過一支架與殼體轉(zhuǎn)動(dòng)配合，葉輪中心軸的另一端與密封罩的外壁轉(zhuǎn)動(dòng)配合，所述密封罩內(nèi)近葉輪的位置設(shè)有第一磁盤，所述第一磁盤的中心與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸固定，葉輪上設(shè)有與第一磁盤相對(duì)應(yīng)的第二磁盤，第二磁盤與葉輪固定，且第二磁盤軸線的延長線與葉輪軸線的延長線共線。作為一種改進(jìn)，所述殼體內(nèi)的通道呈豎直方向設(shè)置，通道的下方設(shè)有用于使水平流向的水流沿豎直方向進(jìn)入通道的擋塊，擋塊的軸線與通道中軸線的延長線共線，所述擋塊與殼體之間通過若干第二連接桿固定。進(jìn)一步地，所述擋塊為圓錐形，且擋塊沿自身中軸線的縱截面的母線朝中軸線所在位置內(nèi)凹呈弧線。作為另一種改進(jìn)，所述浮子包括下端帶有開口的本體，本體的開口端設(shè)有用于密封本體的彈性密封片，所述本體上設(shè)有可以使本體內(nèi)的空腔與外界相連通的電磁開關(guān)閥。作為優(yōu)選，所述的彈性密封片包括基礎(chǔ)彈性層和加強(qiáng)層，所述加強(qiáng)層有若干彈性塊組成，彈性塊的一端與基礎(chǔ)彈性層的位于本體的空腔所在一側(cè)的內(nèi)壁固定，彈性塊的另一端的橫截面面積小于彈性塊近基礎(chǔ)彈性層一側(cè)的橫截面面積，且全部的彈性塊近基礎(chǔ)彈性層的橫截面面積之和大于本體開口端的橫截面面積。作為最后一種改進(jìn)，所述伸縮氣缸的活塞桿與浮子鉸接是指，伸縮氣缸與浮子之間設(shè)有一延長桿和輔助定位桿，延長桿的一端與浮子固定，輔助定位桿的一端與基座和/或安裝架鉸接，延長桿的另一端和輔助定位桿的另一端以及伸縮氣缸的活塞桿均與同一銷軸鉸接。采用以上結(jié)構(gòu)后，本發(fā)明的波浪能和潮流能捕獲裝置與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：首先，通過伸縮氣缸可以有效收集垂直方向的波浪能，通過另外的潮流能采集器可以有效收集水平方向的潮流能，同時(shí)完成水平和垂直方向的能量采集，其次，通過將潮流能采集器設(shè)于浮子下端可以很好的起到重錘的作用，防止浮子翻滾扭曲，使浮子很好的立于水面上。優(yōu)選地，所述潮流能采集器通過葉輪帶動(dòng)發(fā)電機(jī)作功產(chǎn)生電能，尤其在于，通過密封罩隔絕了海水對(duì)于發(fā)電機(jī)的各零部件的侵蝕，并且配合第一磁塊和第二磁塊的聯(lián)動(dòng)作用下，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸無需直接與葉輪連接，由此可以實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)與葉輪分體式結(jié)構(gòu)，可以使發(fā)電機(jī)直接伸入水下作業(yè)。最終減少了由于海水對(duì)于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸的腐蝕。另外，由于軸上無需設(shè)置密封圈，因此減少了密封圈對(duì)于軸的摩擦力，能源利用率高，并且避免了由于密封圈過緊導(dǎo)致的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的摩擦力較大，以及密封圈過松導(dǎo)致的泄露的問題。優(yōu)選地，所述擋塊可以將任意水平方向的水流均轉(zhuǎn)化成朝向通道流入的豎直方向的水流，因此，無論水平方向的潮流能如何變向均不會(huì)影響對(duì)于潮流能的采集。優(yōu)選地，將錐形擋塊的斜面設(shè)置成凹弧型，減少了水流撞擊擋塊的作用力。優(yōu)選地，通過彈性密封片可以在浮力過大時(shí)，自動(dòng)減少浮子的內(nèi)腔體積，同時(shí)在彈性密封片失效的情況下，通過電磁開關(guān)閥自動(dòng)泄壓浮子內(nèi)的空氣，減少浮子的浮力，由此通過彈性密封片和電磁開關(guān)閥的二重保護(hù)，避免漲潮過程中由于浮子的浮力過大導(dǎo)致的連接件損壞。通過基礎(chǔ)彈性層可以起到收縮擴(kuò)張的作用，通過彈性塊的相互抵靠擠壓形成加強(qiáng)層，只有當(dāng)外界水壓到達(dá)一定程度時(shí)才能屈服彈性塊相互擠壓到極限位置，從而使彈性密封片朝浮子的空腔內(nèi)形成內(nèi)凹。優(yōu)選的，當(dāng)僅僅依靠伸縮氣缸連接浮子和安裝架時(shí)，在水平潮流能流速較大的情況下，所述的伸縮氣缸將呈傾斜狀態(tài)，此時(shí)伴隨著波浪能的上下浮動(dòng)，所述伸縮氣缸只會(huì)繞安裝架上的鉸接點(diǎn)來回?cái)[動(dòng)，而無法實(shí)現(xiàn)伸縮氣缸的有效作功。而通過輔助定位桿的限位，因此伸縮氣缸的活塞桿只能沿輔助定位桿的周向運(yùn)動(dòng)，故此可以減少水平潮流能對(duì)于伸縮氣缸采集波浪能的影響。附圖說明圖1是本發(fā)明的波浪能和潮流能捕獲裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的波浪能和潮流能捕獲裝置的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明的波浪能和潮流能捕獲裝置的還一種結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為圖2中“A”區(qū)域的局部放大示意圖。圖5是本發(fā)明的彈性密封片的第一工作狀態(tài)示意圖。圖6是本發(fā)明的彈性密封片的第二工作狀態(tài)示意圖。圖7 是本發(fā)明的彈性密封片的第三工作狀態(tài)示意圖。其中，1、基座，2、安裝架，3、浮子，3.1、本體，3.2、電磁開關(guān)閥，4、伸縮氣缸，4.1、第一單向閥，4.2、出氣口，5、潮流能采集器，5.1、殼體，5.1.1、通道，5.2、葉輪，5.2.1、第二磁盤，5.3、發(fā)電機(jī)，5.4、密封罩，5.4.1、第一磁盤，5.5、支架，6、連接桿，7、擋塊，8、第二連接桿，9、彈性密封片，9.1、基礎(chǔ)彈性層，9.2、彈性塊，10、延長桿，11、輔助定位桿。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。本發(fā)明所述的基座1可以漂浮于海平面上，也可以固定于海岸線的陸地上。如圖所示，本發(fā)明提供一種波浪能和潮流能捕獲裝置，它包括基座1、安裝架2、浮子3和伸縮氣缸4，所述安裝架2固定于基座1上，伸縮氣缸4的缸體與安裝架2鉸接，伸縮氣缸4的活塞桿與浮子3鉸接，所述伸縮氣缸4的缸體上設(shè)有氣體只能從外界進(jìn)入缸體內(nèi)的第一單向閥4.1和出氣口4.2，所述出氣口4.2可以與外部的執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接，也可以在基座1上設(shè)置儲(chǔ)能器用于收集伸縮氣缸4轉(zhuǎn)換的波浪能。當(dāng)然，所述的出氣口4.2上設(shè)有氣體只能從缸體內(nèi)排出的第二單向閥。進(jìn)一步地，所述的伸縮氣缸4的位于活塞兩端的兩個(gè)氣缸內(nèi)均各自設(shè)有一個(gè)第一單向閥4.1和出氣口4.2，從而使活塞桿完成一次往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)就完成兩次壓縮氣體。所述浮子3的下端設(shè)有潮流能采集器5，潮流能采集器5與浮子3之間通過若干連接桿6固定。所述潮流能采集器5包括殼體5.1、葉輪5.2、發(fā)電機(jī)5.3和帶有密封腔的密封罩5.4，所述殼體5.1內(nèi)設(shè)有供水流通過的通道5.1.1，即所述的殼體5.1為兩頭連通的中空管狀殼體。所述密封罩5.4固定于通道5.1.1內(nèi)，即密封罩通過若干固定桿與殼體通道的內(nèi)壁固定。發(fā)電機(jī)5.3設(shè)于密封罩5.4的密封腔內(nèi)，所述葉輪5.2設(shè)于通道5.1.1內(nèi)，且葉輪5.2中心軸的一端通過一支架5.5與殼體5.1轉(zhuǎn)動(dòng)配合，葉輪5.2中心軸的另一端與密封罩5.4的外壁轉(zhuǎn)動(dòng)配合。也就是說，所述的葉輪置于通道5.1.1內(nèi)并位于密封罩5.4外，所述葉輪的中心軸的兩端分別與支架5.5和密封罩5.4的殼體外壁轉(zhuǎn)動(dòng)配合，所述的支架5.5為三角架。所述密封罩5.4內(nèi)近葉輪5.2的位置設(shè)有第一磁盤5.4.1，所述第一磁盤5.4.1的中心與發(fā)電機(jī)5.3的轉(zhuǎn)軸固定，葉輪5.2上設(shè)有與第一磁盤5.4.1相對(duì)應(yīng)的第二磁盤5.2.1，第二磁盤5.2.1與葉輪5.2固定，且第二磁盤5.2.1軸線的延長線與葉輪5.2軸線的延長線共線。也就是說，所述第二磁盤5.2.1、葉輪5.2、第一磁盤5.4.1和發(fā)電機(jī)5.3的轉(zhuǎn)軸的各中軸線均共線。所述葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)第二磁盤轉(zhuǎn)動(dòng)，通過磁耦合原理，實(shí)現(xiàn)非接觸式的傳動(dòng)。所述殼體5.1內(nèi)的通道5.1.1呈豎直方向設(shè)置，通道5.1.1的下方設(shè)有用于使水平流向的水流沿豎直方向進(jìn)入通道5.1.1的擋塊7，擋塊7的軸線與通道5.1.1中軸線的延長線共線，所述擋塊7與殼體5.1之間通過若干第二連接桿8固定。通過錐形設(shè)置的擋塊可以使同一水平面的任意方向上的水平水流均涌入通道5.1.1內(nèi)，實(shí)現(xiàn)潮流能的收集。由此避免了由于潮流能流向的改變導(dǎo)致的潮流能采集效率降低或者失效的情況。所述擋塊7為圓錐形，且擋塊7沿自身中軸線的縱截面的母線朝中軸線所在位置內(nèi)凹呈弧線。具體地，所述的擋塊7近似于圓錐形，其在圓錐形的基礎(chǔ)上，其側(cè)面朝擋塊的重心所在位置內(nèi)凹，形成一環(huán)形凹弧面。所述浮子3包括下端帶有開口的本體3.1，本體3.1的開口端設(shè)有用于密封本體3.1的彈性密封片9，所述本體3.1上設(shè)有可以使本體3.1內(nèi)的空腔與外界相連通的電磁開關(guān)閥3.2。所述本體3.1內(nèi)設(shè)有壓力感應(yīng)器，所述的電磁開關(guān)閥、壓力感應(yīng)器均與控制器電連接，所述的控制器可以是設(shè)于本體3.1內(nèi)單片機(jī)，也可以是設(shè)于基座上的控制器。所述的彈性密封片9包括基礎(chǔ)彈性層9.1和加強(qiáng)層，所述加強(qiáng)層有若干彈性塊9.2組成，彈性塊9.2的一端與基礎(chǔ)彈性層9.1的位于本體3.1的空腔所在一側(cè)的內(nèi)壁固定，彈性塊9.2的另一端的橫截面面積小于彈性塊9.2近基礎(chǔ)彈性層9.1一側(cè)的橫截面面積，且全部的彈性塊9.2近基礎(chǔ)彈性層9.1的橫截面面積之和大于本體3.1開口端的橫截面面積。具體地，如圖1或圖2或圖3并結(jié)合圖5所示，所述浮子正常工作狀態(tài)時(shí)，所述彈性密封片9朝本體3.1空腔的外側(cè)凸起，各相鄰彈性塊9.2均抵靠構(gòu)成完整的加強(qiáng)層，該加強(qiáng)層作為骨架撐起所述的彈性密封片，使其呈外凸?fàn)睿?dāng)漲潮過程中，浮子沉入水中，其受到的浮力過大時(shí)，外部水壓作用于基礎(chǔ)彈性層9.1上，驅(qū)使彈性塊9.2相互擠壓變形，當(dāng)全部的彈性塊9.2構(gòu)成的加強(qiáng)層與本體3.1的開口端平行時(shí)，即如圖6所示的工作狀態(tài)，所述加強(qiáng)層的擠壓力產(chǎn)生的分力與外部作用力不再平衡，所述加強(qiáng)層朝本體3.1的腔體內(nèi)內(nèi)凹，由此是彈性密封片9呈如圖7所示的狀態(tài)。另外，當(dāng)外部作用力減少時(shí)，在本體3.1內(nèi)部的高壓空氣的作用下彈性密封片9又恢復(fù)到如圖5所示的狀態(tài)。當(dāng)然，在此過程中，也可以通過電磁開關(guān)閥配合增減氣壓，控制彈性密封片9的內(nèi)凹或者外凸。所述伸縮氣缸4的活塞桿與浮子3鉸接是指，伸縮氣缸4與浮子3之間設(shè)有一延長桿10和輔助定位桿11，延長桿10的一端與浮子3固定，輔助定位桿11的一端與基座1和/或安裝架2鉸接，延長桿10的另一端和輔助定位桿11的另一端以及伸縮氣缸4的活塞桿均與同一銷軸鉸接。如圖1所示，當(dāng)水平方向的作用力較小時(shí)，所述的浮子在垂直方向的波浪能的作用下可以很好的完成伸縮氣缸的上下滑動(dòng)，但是當(dāng)水平方向的作用力較大時(shí)，所述伸縮氣缸呈傾斜狀態(tài)，此時(shí)，垂直方向的波浪能將會(huì)有極大一部分轉(zhuǎn)換為伸縮氣缸的缸體擺動(dòng)作無用功，造成波浪能的浪費(fèi)。通過輔助定位桿11的設(shè)置，使氣缸4受到約束，因此任意作用于活塞桿上的力均會(huì)轉(zhuǎn)換成活塞桿的推力，避免了上述單純的缸體的擺動(dòng)作無用功。作為優(yōu)選，如圖3所示，所述延長桿10和基座直接還設(shè)有輔助連接桿，該輔助連接桿的一端與延長桿10固定，輔助連接桿的另一端與輔助定位桿11通過同一銷軸與基座上的鉸接座轉(zhuǎn)動(dòng)配合。以上就本發(fā)明較佳的實(shí)施例作了說明，但不能理解為是對(duì)權(quán)利要求的限制。本發(fā)明不僅局限于以上實(shí)施例，其具體結(jié)構(gòu)允許有變化，凡在本發(fā)明獨(dú)立要求的保護(hù)范圍內(nèi)所作的各種變化均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。