波浪驱动与供电移动平台拾能机构的制作方法

目前海上的可移动装备多数是燃烧石化产品驱动的船舶或作业平台，也有随波逐流的无自主动力漂流器材。燃烧石化产品除了不能克服污染并增加地球温室效应外，因为燃料的补给问题需要岸基支援或运输支援。对于石油钻井平台这样的大型海洋装备来说，建立庞大的补给系统还算经济可行。对于类似监测某个海区环境的小型仪器来说，依靠庞大的远距离补给系统运行实在是不经济的事。海上移动装备与非移动装备的正常运转都受能源补给的制约，然而海洋表面自然存在着海量的清洁可再生能源“波浪能”却没有被开发利用。开发波浪动能驱动与供电的基础装备服务海洋开发事业非常必要。

本发明的任务是设计一种波浪驱动与供电移动平台拾能机构，实现海洋移动装备与非移动装备能源补给自动化，让波浪动能服务海洋开发事业。

本发明是通过以下方式实现的。由浮力圆筒1、筒间连接固定梁2、干舷甲板3、拾能浮子4、系泊传力绳5、波浪动能拾取汇集器6、螺旋桨7、发电机8组成“波浪驱动与供电移动平台拾能机构”。被筒间连接固定梁2与干舷甲板3固定在一起的多个浮力圆筒1为平台提供浮力、多个浮力圆筒之间留有涌浪间距且柱面垂直于水平面，拾能浮子4的边缘四角被多条系泊传力绳5软连接约束、拾能浮子4的四周与浮力圆筒1之间留有波浪释放动能的间距、拾能浮子4处在干舷甲板3下方与干舷甲板3有一定间距供拾能浮子随波浮动，拾能浮子4拾取的波浪动能通过系泊传力绳5传递到位于干舷甲板3上面的波浪动能拾取汇集器6转换后、为螺旋桨7及发电机8提供动力。

以下结合附图进一步说明本发明的工作过程。附图1是本发明俯视示意图、附图2是本发明干舷甲板之下的俯视剖面示意图、附图3是本发明的右侧视示意图。图1中有许多小圆圈是系泊传力绳5穿过干舷甲板3的孔洞，在实际机构中是被掩埋在沟槽中的。从图2中可以看出，每个拾能浮子4被数条系泊传力绳5约束在相对位置上，系泊传力绳5上有波折号表示有弹力拉紧功能。图3标明了浮力圆筒1等器件的相互位置关系及相互间有间距。波浪通过浮力圆筒1之间的间距空隙涌到干舷甲板3的下方推动拾能浮子4上下、前后、左右晃动，被拉紧了的系泊传力绳5将动力传递到波浪动能拾取汇集器6。波浪动能拾取汇集器6由同轴的n个单向传力棘轮组成，每条系泊传力绳对应一个单向传力棘轮并可以拉动它，使用单向棘轮是为保证各系泊传力绳5传递的动力都拉动轴同向旋转而不相互干扰。波浪动能拾取汇集器6将汇聚的动能转换为旋转动力驱动螺旋桨7及发电机8旋转做功。

本发明的重点如名称定义是拾能机构，其拾能浮子4在任何一个方向被波浪推动都会被系泊传力绳5将位移动力传递出去。拾能浮子4的制作不仅需要满足能自行漂浮在水面上，还要有足够的刚性不因受到波浪冲击而变形、保证拾能的效果不打折扣。系泊传力绳5如同拾能浮子4的肩带缚住了波浪动能，因为拾能浮子4四周被软连接的系泊传力绳5约束、同时也将四围的任何方向受力都传递到波浪动能拾取汇集器6上，实现拾取波浪动能最大化目标。当波浪涌进平台底部的时候，整个平台都会受到波浪的作用上浮或前后左右摇晃。要想从波浪中拾取动能，平台必须做到重心低于水平面、平台总重量与拾能浮子4的重量比越大越好，如此平台主体相对于拾能浮子4的晃动形同一个阻尼器、以此拾取动能。波浪涌动的时候，受同一波浪作用的物体重量小的运动比重量大的运动响应快、运动幅度大，从而实现拾能浮子4与平台主体的相对运动。拾能浮子4的任意一边角与平台主体有相对运动都会拉动系泊传力绳5、完成动能的拾取与传递。实际应用的波浪驱动海上移动平台要在浮力圆筒1的底部增加配重，以此拉低平台的重心、增加平台的稳定性、增大阻尼效果提高拾取动能的效率。

系泊传力绳5既担负拾能浮子4的定位、又负责将拾能浮子4的位移动力传递到波浪动能拾取汇集器6，其选材与布置都需要恰到好处保证实现本发明的目的。用普通的绳索沿平台主体结构部件边缘布置，采用滑轮、导论支撑能满足基本传力要求。系泊传力绳5作为拾能浮子4的肩带还可以选用新材料，既提高其柔韧性、也加强其刚性让力的传递效率更高。现实中各种车辆用的油门线、刹车线等传力绳索技术已经很成熟，更多新发明传力绳索亦可应用。新材料的选择及布置的措施只能在实践中去验证，目标是高效率实现本发明。

波浪动能拾取汇集器6使用简单的同轴棘轮汇集模式损耗大效率低，也可以选用新发明技术“多点位动能同步吸收转换器”获取高效率旋转动能转换效果。应用本发明可以作为海上移动生活平台的拾能机构，制作海洋牧场基础装备，制作海上旅游观光、垂钓、养殖、捕捞作业移动平台。本发明可以用于建造无人值守海洋环境移动监测装备，用于建造无人值守海洋战略武器基础装备，用于建造大型湖泊、水库环境监测装备。本发明还可以用于建造航标灯供电装备，用于建造海浪发电电站，用于建造海上生产氢气、氧气、稀有物质提炼基础装备。

技术特征：

技术总结
本发明是一种波浪驱动与供电移动平台拾能机构。由浮力圆筒1、筒间连接固定梁2、干舷甲板3、拾能浮子4、系泊传力绳5、波浪动能拾取汇集器6、螺旋桨7、发电机8组成。被筒间连接固定梁2与干舷甲板3固定在一起的多个浮力圆筒1为平台提供浮力、浮力圆筒之间留有涌浪间距，拾能浮子4的边缘被数条系泊传力绳5软连接约束、拾能浮子4的四周与浮力圆筒之间留有波浪释放动能的间距、拾能浮子4处在干舷甲板3下方与干舷甲板3有一定间距供拾能浮子随波浮动，拾能浮子4拾取的波浪动能通过系泊传力绳5传递到位于干舷甲板3上面的波浪动能拾取汇集器6转换后、为螺旋桨7及发电机8提供动力。用于制造海上各类平台拾取波浪动能利用的机构。

技术研发人员：李林海;黄绢
受保护的技术使用者：李林海
技术研发日：2019.08.02
技术公布日：2019.11.12