本技術屬于水域領域，尤其涉及一種波浪能單向發(fā)電裝置及海洋檢測浮標。

背景技術：

1、在現(xiàn)有的水域檢測、海洋檢測、海洋航行等領域，都需要大量的電源實現(xiàn)持續(xù)性供電，尤其在于一些海洋檢測系統(tǒng)中，由于海域遠離大陸，且海洋檢測設備往往是無人狀態(tài)下的運行，又需要實現(xiàn)持續(xù)性的實時監(jiān)控，對于電源的持續(xù)性要求特別高，現(xiàn)有技術中，通常采用光伏發(fā)電作為系統(tǒng)的輸入能源，然而一旦遇到天氣惡劣的情況，容易導致發(fā)電量不足，基于此，設計者試圖增加多元的發(fā)電途徑，例如利用水浪的波動起伏實現(xiàn)動能發(fā)電，從而補充海洋設備的用電需求。然而現(xiàn)有的設計方式，往往結(jié)構(gòu)復雜、裝配較為困難，復雜的結(jié)構(gòu)在各配合環(huán)節(jié)中容易發(fā)生故障，一旦設備故障或損壞需要花較大工作量進行維修和更換，使得這種輔助性發(fā)電裝置如同雞肋，效果不佳。

技術實現(xiàn)思路

1、本實用新型的第一目的在于提供可直接利用波浪能量實現(xiàn)發(fā)電的、結(jié)構(gòu)簡單、裝配簡易、穩(wěn)定性強的波浪能單向發(fā)電裝置；

2、本實用新型的第二目的在于提供一種使用上述波浪能單向發(fā)電裝置實現(xiàn)發(fā)電的、裝配簡單易行、穩(wěn)定性強的海洋檢測浮標；

3、本實用新型的第三目的在于提供上述波浪能單向發(fā)電裝置應用領域。

4、為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種波浪能單向發(fā)電裝置，包括一浮筒、一棘輪組件以及一發(fā)電組件；

5、所述浮筒為柱體形，其外壁至少設有一條縱向齒條，以及與縱向齒條平行設置的至少一條限位導軌，所述限位導軌用于在應用平臺上被限位裝置限位，實現(xiàn)浮筒在應用平臺的上下縱向限位；

6、所述棘輪組件包括一轉(zhuǎn)軸，以及套置于轉(zhuǎn)軸的外齒輪、內(nèi)棘輪和第一皮帶輪，所述外齒輪受力可以轉(zhuǎn)軸為軸心轉(zhuǎn)動，所述內(nèi)棘輪和第一皮帶輪與轉(zhuǎn)軸緊密配合，同步轉(zhuǎn)動；所述外齒輪設為環(huán)狀，中空為一容置空間，所述內(nèi)棘輪位于容置空間內(nèi)，且外齒輪上設有一軸轉(zhuǎn)動的棘爪，所述棘爪從外齒輪延伸頂靠至內(nèi)棘輪的輪齒的指定受力方向上，使得外齒輪在此受力方向轉(zhuǎn)動時，可通過棘爪帶動內(nèi)棘輪同向轉(zhuǎn)動；所述棘爪被設計為當外齒輪在相反方向轉(zhuǎn)動時，棘爪與內(nèi)棘輪的輪齒脫離，不產(chǎn)生干涉，從而不帶動內(nèi)棘輪轉(zhuǎn)動；

7、所述發(fā)電組件至少包括一第二皮帶輪，以及一受第二皮帶輪驅(qū)動發(fā)電的發(fā)電機；

8、所述棘輪組件的外齒輪與浮筒的縱向齒條嚙合，所述第一皮帶輪與第二皮帶輪通過一皮帶連接；所述浮筒在波浪水域中受到波浪起伏上下時，可帶動外齒輪來回轉(zhuǎn)動，進一步通過皮帶帶動第二皮帶輪轉(zhuǎn)動，使得發(fā)電機發(fā)電。

9、進一步，所述浮筒為圓柱體形，其外壁設有一條縱向齒條以及三條限位導軌，所述縱向齒條和限位導軌均勻分布于圓柱體形的外壁，所述應用平臺上的限位裝置與三條限位導軌一一配合限位。

10、進一步，所述限位導軌的上、下端皆設有向外或向側(cè)邊伸出的擋位凸塊。

11、進一步，所述棘輪組件包括一棘輪底座，所述轉(zhuǎn)軸設置于棘輪底座上。

12、進一步，所述外齒輪設有一穿過軸心的橫向軸，所述橫向軸可轉(zhuǎn)動的套置于轉(zhuǎn)軸。

13、進一步，所述棘爪包括兩側(cè)回軸臂及端部勾條，所述兩側(cè)回軸臂軸向轉(zhuǎn)動地設于外齒輪上，所述兩側(cè)回軸臂呈現(xiàn)回勾形態(tài)，前端部橫向設有端部勾條，所述端部勾條頂靠于內(nèi)棘輪的輪齒的指定受力方向上的對應位置。

14、進一步，所述內(nèi)棘輪的所有輪齒，在內(nèi)棘輪外圍間隔分布。

15、進一步，所述發(fā)電組件設有發(fā)電底座，所述第二皮帶輪與發(fā)電機皆設置于發(fā)電底座，進而通過發(fā)電底座固定于應用平臺。

16、進一步，所述內(nèi)棘輪的所有輪齒設置為平均分布于內(nèi)棘輪外圍的同向三角形態(tài)，其中每一輪齒的第一斜面與對應切線的夾角稱之為內(nèi)斜角α，所述α的角度范圍為25°≤α≤45°；每一輪齒的第二斜面與對應切線的外夾角稱之為外斜角β，所述β的角度范圍為60°≤β≤90°所述第二斜面的外力受力方向即為所述內(nèi)棘輪的輪齒指定受力方向；所述棘爪頂靠于其中任一外斜角β內(nèi)，隨著外齒輪轉(zhuǎn)動順勢對輪齒的第二斜面施加外力；當外齒輪在相反方向轉(zhuǎn)動時，所述棘爪從所在輪齒的第一斜面脫離，不與輪齒產(chǎn)生干涉，此時，外齒輪帶動棘爪空轉(zhuǎn)，不帶動內(nèi)棘輪轉(zhuǎn)動。

17、一種海洋檢測浮標，作為應用平臺使用上述波浪能單向發(fā)電裝置進行全部或局部供電。

18、所述海洋檢測浮標上設有一固定板，所述固定板設有一鏤空孔，所述鏤空孔上設有上述波浪能單向發(fā)電裝置的限位導軌一一對應的限位裝置，所述浮筒穿過鏤空孔，浮筒下部置于下方水域內(nèi)，通過限位裝置與限位導軌一一對應限位，實現(xiàn)浮筒在固定板的鏤空孔內(nèi)上下縱向移動的同時被限位于其內(nèi)；所述棘輪組件和發(fā)電組件安裝于固定板，與浮筒實現(xiàn)動作連動。

19、采用本專利后，由于本專利的結(jié)構(gòu)組成比較簡單，僅僅通過浮筒、棘輪組件和發(fā)電組件的優(yōu)化配合，則可利用海浪的起伏能量實現(xiàn)發(fā)電需求，尤其在于，在單向受力、單向發(fā)電的設計方案上，無需對海浪的雙向沖擊力進行利用，因此，我方專利無需復雜的結(jié)構(gòu)設計，在組裝方面容易進行，尤其適用于，海域監(jiān)測等無人值守、地處偏遠的監(jiān)測環(huán)境，因，機器故障或是維護，都需要專門輪船（船只）派出專業(yè)人員進行維修或維護，更有甚者，若是遇到發(fā)電裝置的相關零配件損壞，還需要至少兩趟來回進行更替維修，因此，這種情況下的發(fā)電裝置的設計優(yōu)先考慮簡單、易裝配以及性能穩(wěn)定等優(yōu)勢，因此該專利相比于現(xiàn)有的其他專利，有著十分突出的優(yōu)勢。該專利可應用于水域監(jiān)測、水域航行、水域救援等各式可利用海浪、波浪能量的領域。

技術特征：

1.一種波浪能單向發(fā)電裝置，其特征在于：包括一浮筒、一棘輪組件以及一發(fā)電組件；

2.如權(quán)利要求1所述的一種波浪能單向發(fā)電裝置，其特征在于：

3.如權(quán)利要求1所述的一種波浪能單向發(fā)電裝置，其特征在于：所述限位導軌的上、下端皆設有向外或向側(cè)邊伸出的擋位凸塊。

4.如權(quán)利要求1所述的一種波浪能單向發(fā)電裝置，其特征在于：所述棘輪組件包括一棘輪底座，所述轉(zhuǎn)軸設置于棘輪底座上。

5.如權(quán)利要求1所述的一種波浪能單向發(fā)電裝置，其特征在于：所述外齒輪設有一穿過軸心的橫向軸，所述橫向軸可轉(zhuǎn)動的套置于轉(zhuǎn)軸。

6.如權(quán)利要求1所述的一種波浪能單向發(fā)電裝置，其特征在于：所述棘爪包括兩側(cè)回軸臂及端部勾條，所述兩側(cè)回軸臂軸向轉(zhuǎn)動地設于外齒輪上，所述兩側(cè)回軸臂呈現(xiàn)回勾形態(tài)，前端部橫向設有端部勾條，所述端部勾條頂靠于內(nèi)棘輪的輪齒的指定受力方向上的對應位置。

7.如權(quán)利要求1所述的一種波浪能單向發(fā)電裝置，其特征在于：所述內(nèi)棘輪的所有輪齒，在內(nèi)棘輪外圍間隔分布。

8.如權(quán)利要求1所述的一種波浪能單向發(fā)電裝置，其特征在于：所述發(fā)電組件設有發(fā)電底座，所述第二皮帶輪與發(fā)電機皆設置于發(fā)電底座，進而通過發(fā)電底座固定于應用平臺。

9.如權(quán)利要求1-8任一項所述的一種波浪能單向發(fā)電裝置，其特征在于：所述內(nèi)棘輪的所有輪齒設置為平均分布于內(nèi)棘輪外圍的同向三角形態(tài)，其中每一輪齒的第一斜面與對應切線的夾角稱之為內(nèi)斜角α，所述α的角度范圍為25°≤α≤45°；每一輪齒的第二斜面與對應切線的外夾角稱之為外斜角β，所述β的角度范圍為60°≤β≤90°所述第二斜面的外力受力方向即為所述內(nèi)棘輪的輪齒指定受力方向；所述棘爪頂靠于其中任一外斜角β內(nèi)，隨著外齒輪轉(zhuǎn)動順勢對輪齒的第二斜面施加外力；當外齒輪在相反方向轉(zhuǎn)動時，所述棘爪從所在輪齒的第一斜面脫離，不與輪齒產(chǎn)生干涉，此時，外齒輪帶動棘爪空轉(zhuǎn)，不帶動內(nèi)棘輪轉(zhuǎn)動。

10.一種海洋檢測浮標，其特征在于：作為應用平臺使用權(quán)利要求1-9任一項所述波浪能單向發(fā)電裝置進行全部或局部供電。

11.如權(quán)利要求10所述的一種海洋檢測浮標，其特征在于：其上設有一固定板，所述固定板設有一鏤空孔，所述鏤空孔上設有與權(quán)利要求1-9任一項所述波浪能單向發(fā)電裝置的限位導軌一一對應的限位裝置，所述浮筒穿過鏤空孔，浮筒下部置于下方水域內(nèi)，通過限位裝置與限位導軌一一對應限位，實現(xiàn)浮筒在固定板的鏤空孔內(nèi)上下縱向移動的同時被限位于其內(nèi)；所述棘輪組件和發(fā)電組件安裝于固定板，與浮筒實現(xiàn)動作連動。

技術總結(jié)
一種波浪能單向發(fā)電裝置及其應用，包括一浮筒、一棘輪組件以及一發(fā)電組件；所述棘輪組件包括套置于轉(zhuǎn)軸的外齒輪、內(nèi)棘輪和第一皮帶輪，所述外齒輪受力可以轉(zhuǎn)軸為軸心轉(zhuǎn)動，所述內(nèi)棘輪和第一皮帶輪與轉(zhuǎn)軸緊密配合，同步轉(zhuǎn)動；外齒輪上設有一軸轉(zhuǎn)動的棘爪，外齒輪在受力方向轉(zhuǎn)動時，可通過棘爪帶動內(nèi)棘輪同向轉(zhuǎn)動；所述發(fā)電組件包括第二皮帶輪以及一發(fā)電機；第一皮帶輪與第二皮帶輪通過一皮帶連接；所述浮筒受到波浪沖擊起伏上下時，可帶動外齒輪來回轉(zhuǎn)動，進一步通過皮帶帶動第二皮帶輪轉(zhuǎn)動，使得發(fā)電機發(fā)電。由于本專利的結(jié)構(gòu)組成比較簡單，僅僅通過浮筒、棘輪組件和發(fā)電組件的優(yōu)化配合，則可利用海浪的起伏能量實現(xiàn)發(fā)電需求，有著十分突出的優(yōu)勢。

技術研發(fā)人員：顏志斌,湯新華
受保護的技術使用者：廈門轉(zhuǎn)識成智海洋科技有限公司
技術研發(fā)日：20240430
技術公布日：2024/12/26