滑動(dòng)的滑塊14、，所述曲柄12的一端連接傳動(dòng)軸16，另一端連接搖桿13的一端相連，所述搖桿13的另一端通過(guò)銷軸與滑塊14活動(dòng)連接，所述曲柄12上沿軸線設(shè)有多個(gè)連接搖桿13的定位孔，傳動(dòng)軸16旋轉(zhuǎn)時(shí)，曲柄12和搖桿13帶動(dòng)滑塊14沿導(dǎo)軌18做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，曲柄12的長(zhǎng)度就是模擬海洋波浪的高度，滑塊14的移動(dòng)的最大位移為波浪的峰峰值，即為曲柄5長(zhǎng)度的二倍。
[0029]具體而言，所述的波浪能捕獲裝置包括平行地豎直設(shè)置在豎直實(shí)驗(yàn)架25上的雙桿導(dǎo)軌24、沿所述雙桿導(dǎo)軌24上下滑動(dòng)的質(zhì)量塊22，所述質(zhì)量塊22通過(guò)彈簧連接于曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的滑塊14下方，所述的雙桿導(dǎo)軌24的上下端通過(guò)導(dǎo)軌定位塊24固定在豎直實(shí)驗(yàn)架25上。
[0030]具體而言，所述的直線發(fā)電整流裝置包括永磁直線發(fā)電機(jī)、整流器和蓄電池，所述永磁直線發(fā)電機(jī)的動(dòng)子連接于質(zhì)量塊22的底部，與質(zhì)量塊22—起做上下直線運(yùn)動(dòng)，所述永磁直線發(fā)電機(jī)定子固定在實(shí)驗(yàn)架25上，所述永磁直線發(fā)電機(jī)動(dòng)子與定子的相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生電能，電能通過(guò)整流器整流后給蓄電池充電，通過(guò)PWM控制器調(diào)節(jié)整流器而調(diào)節(jié)永磁直線發(fā)電機(jī)的阻尼，進(jìn)而調(diào)節(jié)浮子固有頻率。
[0031]如圖1的原理圖所示，傳統(tǒng)的波浪能發(fā)電實(shí)驗(yàn)均采用造浪室制造波浪，但是這種方法不僅占用空間大，而且成本巨大，不利于波浪能發(fā)電實(shí)驗(yàn)的普及與發(fā)展。本實(shí)施例通過(guò)機(jī)械裝置模擬波浪能對(duì)浮子的作用力，節(jié)省了空間和成本。波浪能對(duì)浮子的有效作用力是垂直方向上的力，且其位移和大小隨著時(shí)間呈正弦波變化，本實(shí)施例通過(guò)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)把變頻電動(dòng)機(jī)的扭矩轉(zhuǎn)化為大小隨著時(shí)間呈正弦波變化的力，且其方向?yàn)榇怪毕蛏匣蛳蛳?，達(dá)到對(duì)波浪力模擬的目的。波浪能捕獲裝置通過(guò)共振獲取最大波浪力，通過(guò)永磁體直線發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，發(fā)出的電能經(jīng)過(guò)整流器整流后給蓄電池充電。
[0032]圖3給出了曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的工作原理。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)主要是把變頻電動(dòng)機(jī)的扭矩轉(zhuǎn)化為大小隨著時(shí)間呈正弦波變化的力，且其方向?yàn)榇怪毕蛏匣蛳蛳?。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)由曲柄12，搖桿13，滑塊14以及導(dǎo)軌18組成，曲柄12上設(shè)有很多定位孔，以方便模擬海洋波浪幅值的變化。曲柄12—端與電機(jī)傳動(dòng)軸16相連，另一端與搖桿13相連?；瑝K14通過(guò)銷軸與搖桿13連接。傳動(dòng)軸16以角速度ω旋轉(zhuǎn)時(shí)，曲柄12做角速度為ω的圓周運(yùn)動(dòng)，且半徑為r。搖桿13做復(fù)雜的平面運(yùn)動(dòng)，滑塊14沿導(dǎo)軌18做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。電機(jī)傳動(dòng)軸到曲柄定位孔的長(zhǎng)度r就是模擬海洋波浪的高度，滑塊14的移動(dòng)的最大位移L為波浪的峰峰值，即為r的兩倍。
[0033]圖4為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的機(jī)械特性圖，代表著滑塊14的輸出特性。由圖可知滑塊14的位移L與角度α為正弦關(guān)系，而角度α為變頻電動(dòng)機(jī)11的角速度與時(shí)間的乘積，S卩a= cot。由此可知可用滑塊14的位移代替波浪能的位移。
[0034]本實(shí)施例通過(guò)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)把變頻電動(dòng)機(jī)的扭矩轉(zhuǎn)化為大小隨著時(shí)間呈正弦波變化的力，且其方向?yàn)榇怪毕蛏匣蛳蛳?，達(dá)到對(duì)波浪力模擬的目的，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、占用空間小，維修方便，經(jīng)濟(jì)可靠。
[0035]本實(shí)用新型的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型所作的舉例，而并非是對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種振蕩浮子式波浪發(fā)電模擬裝置，其特征在于:包括波浪機(jī)械模擬裝置(I)、振蕩浮子發(fā)電模擬裝置(2)， 所述波浪機(jī)械模擬裝置(I)包括電源、水平實(shí)驗(yàn)架(19)、設(shè)置在所述水平實(shí)驗(yàn)架(19)上的變頻電動(dòng)機(jī)(11)、通過(guò)軸承架轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在所述平實(shí)驗(yàn)架(19)上的傳動(dòng)軸(16)，所述傳動(dòng)軸(16)的一端通過(guò)聯(lián)軸器(15)及減速箱連接變頻電動(dòng)機(jī)(11)輸出軸； 所述的振蕩浮子發(fā)電模擬裝置(2)包括豎直實(shí)驗(yàn)架(25)、由上而下驅(qū)動(dòng)連接的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、波浪能捕獲裝置及直線發(fā)電整流裝置，所述曲柄滑塊機(jī)構(gòu)連接所述傳動(dòng)軸(16)另一端，用于將傳動(dòng)軸(16)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換后推動(dòng)波浪能捕獲裝置作上下直線運(yùn)動(dòng)，繼而通過(guò)一彈性連接件(21)驅(qū)動(dòng)直線發(fā)電整流裝置模擬浮子隨波浪的上下起伏運(yùn)動(dòng)進(jìn)行發(fā)電、整流和儲(chǔ)電。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種振蕩浮子式波浪發(fā)電模擬裝置，其特征在于:曲柄滑塊機(jī)構(gòu)包括曲柄(12)、搖桿(13)、豎直設(shè)置在豎直實(shí)驗(yàn)架(25)上的導(dǎo)軌(18)、沿導(dǎo)軌(18)上下滑動(dòng)的滑塊(14)、，所述曲柄(12)的一端連接傳動(dòng)軸(16)，另一端連接搖桿(13)的一端相連，所述搖桿(13)的另一端通過(guò)銷軸與滑塊(14)活動(dòng)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種振蕩浮子式波浪發(fā)電模擬裝置，其特征在于:所述曲柄(12)上沿軸線設(shè)有多個(gè)連接搖桿(13)的定位孔。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種振蕩浮子式波浪發(fā)電模擬裝置，其特征在于:所述的波浪能捕獲裝置包括平行地豎直設(shè)置在豎直實(shí)驗(yàn)架(25)上的雙桿導(dǎo)軌(24)、沿所述雙桿導(dǎo)軌(24)上下滑動(dòng)的質(zhì)量塊(22)，所述質(zhì)量塊(22)通過(guò)彈性連接件(21)連接曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的滑塊(14)ο5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種振蕩浮子式波浪發(fā)電模擬裝置，其特征在于:所述的彈性連接件(21)為彈簧。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種振蕩浮子式波浪發(fā)電模擬裝置，其特征在于:所述的雙桿導(dǎo)軌(24)的上下端通過(guò)導(dǎo)軌定位塊(24)固定在豎直實(shí)驗(yàn)架(25)上。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種振蕩浮子式波浪發(fā)電模擬裝置，其特征在于:所述的直線發(fā)電整流裝置包括永磁直線發(fā)電機(jī)、整流器和蓄電池，所述永磁直線發(fā)電機(jī)的動(dòng)子連接于質(zhì)量塊(22)的底部，與質(zhì)量塊(22)—起做上下直線運(yùn)動(dòng)，所述永磁直線發(fā)電機(jī)定子固定在實(shí)驗(yàn)架(25)上，所述直線發(fā)電機(jī)動(dòng)子與定子的相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生電能，電能通過(guò)整流器整流后給蓄電池充電。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種振蕩浮子式波浪發(fā)電模擬裝置，包括波浪機(jī)械模擬裝置、振蕩浮子發(fā)電模擬裝置，波浪機(jī)械模擬裝置包括電源、水平實(shí)驗(yàn)架、變頻電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)軸，傳動(dòng)軸的一端通過(guò)聯(lián)軸器及減速箱連接變頻電動(dòng)機(jī)輸出軸，所述的振蕩浮子發(fā)電模擬裝置包括豎直實(shí)驗(yàn)架、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、波浪能捕獲裝置及直線發(fā)電整流裝置，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)連接所述傳動(dòng)軸另一端，用于將傳動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換后推動(dòng)波浪能捕獲裝置作上下直線運(yùn)動(dòng)，繼而驅(qū)動(dòng)直線發(fā)電整流裝置上下起伏運(yùn)動(dòng)進(jìn)行發(fā)電、整流和儲(chǔ)電。本實(shí)用新型通過(guò)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)把變頻電動(dòng)機(jī)的扭矩轉(zhuǎn)化為大小隨著時(shí)間呈正弦波變化的垂直向上或向下的力，模擬波浪力，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、占地小，維修方便，經(jīng)濟(jì)可靠。
【IPC分類】F03B13/16, H02K7/18
【公開(kāi)號(hào)】CN205330869
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521139935
【發(fā)明人】楊金明, 鄭明月, 林凱東, 黃秀秀, 向如意
【申請(qǐng)人】華南理工大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年6月22日
【申請(qǐng)日】2015年12月30日