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1、(10)申请公布号 CN 103104406 A(43)申请公布日 2013.05.15CN103104406A*CN103104406A*(21)申请号 201310047156.0(22)申请日 2013.02.05F03B 13/14(2006.01)(71)申请人浪能电力科研有限公司地址中国香港九龙新浦岗大有街29号宏基中心14楼1403室申请人潘恩良(72)发明人潘恩良(74)专利代理机构广州新诺专利商标事务所有限公司 44100代理人罗毅萍(54) 发明名称一种波浪能收集装置(57) 摘要本发明属于能源收集领域，公开了一种波浪能收集装置，包括机架、浮板、连接杆、第一移动块和能量转换。
2、模块，所述浮板铰接于所述机架上且漂浮与水面，所述第一移动块以可大体沿所述浮板表面移动的方式设置于所述浮板至上，所述连接杆一端铰接于所述第一移动块上，另外一端铰接于所述机架上；所述能量转换模块固定于所述浮板至上，并且与所述第一移动块连接，通过第一移动块的移动来收集波浪能。通过将能量转换装置与第一滑块均放置于浮板上使得第一滑块具有较大的有效行程，极大地提高了波浪能的收集效率。(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书6页 附图6页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书6页 附图6页(10)申请公布号 CN 103104406 ACN 103104406 A。
3、1/1页21.一种波浪能收集装置，包括机架、浮板、连接杆、第一移动块和能量转换模块，所述浮板铰接于所述机架上且漂浮与水面，其特征在于，所述第一移动块以可大体沿所述浮板表面移动的方式设置于所述浮板至上，所述连接杆一端铰接于所述第一移动块上，另外一端铰接于所述机架上；所述能量转换模块固定于所述浮板至上，并且与所述第一移动块连接，通过第一移动块的移动来收集波浪能。2.如权利要求1所述的波浪能收集装置，其特征在于，所述能量转换模块为液压缸、气压缸、发电机。3.如权利要求1所述的波浪能收集装置，其特征在于，所述波浪能收集装置还包括第二移动块，所述第二移动块以可大体沿浮板表面移动的方式设置于所述机架上，所。
4、述连接杆与所述第二移动块铰接。4.如权利要求1所述的波浪能收集装置，其特征在于，所述连接杆为可伸缩杆。5.如权利要求1-4任一项所述的波浪能收集装置，其特征在于，所述浮板与所述机架的铰接点大体位于水面静止时的位置。6.如权利要求5所述的波浪能收集装置，其特征在于，所述浮板与所述机架的铰接点至所述连接杆与所述第二移动块的铰接点之间的距离为1.5-3m。7.如权利要求6所述的波浪能收集装置，其特征在于，所述连接杆的长度范围为1-3m。8.如权利要求7所述的波浪能收集装置，其特征在于，所述能量转换模块至所述浮板与所述机架的铰接点之间的距离为1.5-4m。9.如权利要求1所述的波浪能收集装置，其特征在。
5、于，所述波浪能收集装置还包括以可大体沿竖直方向移动的方式设于所述机架上的第三移动块和提升模块，所述浮板铰接于所述第三移动块上，所述提升模块与所述第三移动块连接。10.如权利要求9所述的波浪能收集装置，其特征在于，所述提升装置包括一设于所述机架顶部的卷扬机，所述卷扬机与所述第三移动块连接。权 利 要 求 书CN 103104406 A1/6页3一种波浪能收集装置技术领域0001 本发明属于能源领域，具体的说，涉及一种波浪能收集装置。背景技术0002 我国海岸线较长，荒岛较多，海浪能源十分丰富，初步估计装机容量约有九千万千瓦，具有形成规模发展成为商业化资源的潜力，使我国海洋集浪发电开始走向商业化发。
6、展的时代，为支持国家高速发展提供动力。而且，环保再生能源集浪发电技术具有环保、集浪发电、无需燃料、低噪音、无废气、无废料、无污水、无辐射、投资成本低、建造期短、回收期短及维修费用低等特点，使得浪能发电技术在我国具有广阔的市场前景。0003 术语“波浪能”是指液体表面波动所具有的能量，例如江河、湖泊、海洋表面的波浪所具有的能量。一般而言，更为常见的是指海洋的表面波浪能量。波浪能的能量与波高的平方、波浪的运动周期以及迎波面的宽度成正比，因此成为海洋能源中能量最不稳定的一种能源，使得对波浪能的收集方面的研发工作成为波浪能利用过程中十分重要的一环，研究人员对波浪能的收集作出了许多有益的探索，并且记载和。
7、公开在目前许多的专利申请文件或者专利文献当中。例如，中国专利CN102287312A公开了一种液压式波浪能发电装置，包括一吸收装置、转换装置和发电装置。吸收装置由浮子和连杆组成，浮子漂浮于海水之中。转换装置和发电装置设于浮标体内。转换装置由液压缸、增压器、换向阀、调速阀、蓄能器和液压马达组成。浮子在波浪作用下上下运动，通过连杆带动液压缸活塞上下运动收集波浪能。由于浪能的不稳定和瞬时性特点，容易损坏液压设备，而且不稳定的浪能，还导致液压缸的输出不稳定，使液压马达的转速不稳定，难以输出稳定的电能。0004 此外，中国专利CN102616341A提供了一种波浪能收集船，主要由两个以上的梯形体浮体串联。
8、而成，其主要工作原理是波浪带动梯形体浮体做上下弯曲运动，在两个相邻梯形体连接夹角处装有液压油缸，相邻两个浮体受海浪的波动作用而弯曲，从而拉伸或挤压在夹角处安装的液压油缸，液压油缸的进出油口分别接有2个单向阀，单向阀与液压油缸组成柱塞泵结构，即相邻两个浮体受海浪的波动作用而弯曲一次即使液压油缸的活塞伸缩各一次即柱塞泵对外泵油两次，由此就将波浪能收集并转化成液压能了。0005 另外，中国专利CN101189428A中也公开了一种收集波浪能的方法和布置结构，各收集装置都包括浮子，所述浮子通过动力传动构件，联结至运动转换器。所述收集装置之间的联结可以是机械的，所述运动转换器通过中间轴而联结起来。000。
9、6 而且，本发明的申请人也做了大量艰苦卓著的工作，并且将研究成果记载和公开在许多已经公开或者未公开的专利文献当中。例如，在一件已经向中国专利局提交的专利申请文件中披露了一种波浪能量收集浮板角度调整装置，其如图1所示，采集装置100包括若干浮板110和机架120，该浮板110一端铰接于机架120上，通过一压力轴与转换装置200连接。浮板110跟随海浪上下运动通过压力轴110带动转换装置进行能量转换。为了能够最大限度地采集浪能，以及避免采集装置100被海浪损坏，该采集装置100还包括一滑套123、活动件131和两端分别铰接于该滑套123和活动件131上的第一伸缩杆127。该滑说 明 书CN 103。
10、104406 A2/6页4套123通过一沿竖直方向设置第一移动副与机架120连接，该滑套123的底部上还与一第二伸缩杆125的一端铰接，该第二伸缩杆127的另外一端与机架120铰接。活动件131通过一沿左右方向水平设置的第二移动副与浮板110连接，该活动件131与浮板110之间还设有一第三伸缩杆132，通过该第三伸缩杆132的伸长或者缩短，驱动该活动件131沿第二移动副在浮板110上左右移动。该第一伸缩杆127、第二伸缩杆125和第三伸缩杆132采用油压臂，通过油压能够驱动该伸缩杆伸长或者缩短。该第一移动副包括一第一导轨121，该滑套123上设有一与第一导轨121配合的滑槽，该滑套123通过该。
11、滑槽与第一导轨121配合，实现沿第一导轨121上下滑动的功能。机架120上设置若干固定环128，所述第一导轨121套接于所述固定环128之中。0007 经过多次试验，研究人员认为该调整装置相对于其他的波浪能收集装置具有较高的收集效率，而且即使在抗击飓风大浪方面的能力也得到了显著的增加。然而，该结构中的油压臂随浮板的上下移动推动油缸的活塞移动的有效行程较短，能量转换的效率仍然难以被人们所接受，大量的波浪能未得到有效收集。发明内容0008 针对现有技术的不足，本发明的目的是要提供一种波浪能收集装置，期待该结构能够解决现有技术中的一种或者多种技术缺陷。研究人员惊喜的发现，将能量转换装置与第一滑块均放。
12、置于浮板上使得第一滑块具有较大的有效行程，极大地提高了波浪能的收集效率。0009 为此，本发明提供了一种波浪能收集装置，包括机架、浮板、连接杆、第一移动块和能量转换模块，所述浮板铰接于所述机架上且漂浮与水面，所述第一移动块以可移动的方式设置于所述浮板至上，所述连接杆一端铰接于所述第一移动块上，另外一端铰接于所述机架上；所述能量转换模块固定于所述浮板至上，并且与所述第一移动块连接，通过第一移动块的移动来收集波浪能。0010 本发明的任一方面的任一技术方案，可以与其他技术方案进行组合，只要它们不会出现矛盾。此外，在本发明任一方面的任一技术方案中，任一技术特征可以适用于其他实施方案中的该技术特征，只。
13、要他们不会出现矛盾。下面对本发明作进一步的描述。0011 本发明所引述的所有文献，他们的全部内容通过引用并入本文，并且，如果这些文献所表述的含义与本发明不一致时，以本发明的表述为准。此外，本发明使用的各种术语和短语具有本领域技术人员公知的一般含义，即便如此，本发明仍然希望在此对这些术语和短语作更详尽的说明和解释，提及的术语和短语如有与公知含义不一致的，以本发明所表述的含义为准。0012 具体的说，根据本发明提供的波浪能收集装置，包括机架、浮板、连接杆、第一移动块和能量转换模块，所述浮板铰接于所述机架上且漂浮与水面，所述第一移动块以可大体沿所述浮板表面移动的方式设置于所述浮板至上，所述连接杆一端。
14、铰接于所述第一移动块上，另外一端铰接于所述机架上；所述能量转换模块固定于所述浮板至上，并且与所述第一移动块连接，通过第一移动块的移动来收集波浪能。此处使用短语“可大体沿浮板表面移动的方式”是指连接的第一移动块与浮板之间设有一移动副，其中，移动副可以是滑动的，也可以是滚动的，例如，可以在两个物体之间设有导轨和滑块，也可以是安装在浮板或者第一说 明 书CN 103104406 A3/6页5移动块底面的滚轮等等，本发明对此不作限制，本领域技术人员可以选择任何常见的机械部件使两个物体之间以“移动的方式”连接。0013 其中，所述能量转换模块用于将第一移动块移动的能量转换为其他类型的能量，例如，为液压缸。
15、或者气压缸，利用第一移动块的来回往复运动将低压油或气转换为高压油或气输出，此外，能量转换模块也可以是发电机，利用第一移动块的来回往复运动产生电能输出。0014 根据本发明提供的波浪能收集装置，所述波浪能收集装置还包括第二移动块，所述第二移动块以可大体沿竖直方向移动的方式设置于所述机架上，所述连接杆与所述第二移动块铰接。所述连接杆优选为可伸缩杆，例如油压臂，以及中国专利99101690.4、200910107325.9、200910140711.8以及200910056237.0中记载和公开的结构。此处使用短语“可大体沿竖直方向移动的方式”与上述结构类似，是指连接的第二移动块与机架之间设有一移动。
16、副，其中，移动副可以是滑动的，也可以是滚动的，例如，可以在两个物体之间设有导轨和滑块，也可以是安装在机架或者第二移动块底面的滚轮等等。0015 研究人员发现所述浮板的固定位置对于波浪能地收集具有较大的影响，经过多次试验发现，浮板与所述机架的铰接点大体位于水面静止时的位置时具有更为优良的收集效果。此外，所述浮板与所述机架的铰接点至所述连接杆与所述第二移动块的铰接点之间的距离优选为1.5-3m。所述连接杆的长度优选长度范围为1-3m，所述能量转换模块至所述浮板与所述机架的铰接点之间的距离为1.5-4m。0016 由于波浪的幅值变化范围较大，对于过大的波浪，例如在12级飓风的情况下，可以通过调节波浪。
17、能收集装置的高度来调节波浪对该装置的冲击力度。因此，所述波浪能收集装置还包括以可大体沿竖直方向移动的方式设于所述机架上的第三移动块和提升模块，所述浮板铰接于所述第三移动块上，所述提升模块与所述第三移动块连接。通过提升模块调节第三移动块来调节浮板的竖直高度，以避免收集装置被巨浪破坏。此处第三移动块与机架的连接方式与第二移动块与机架的连接方式类似，此处不再进行赘述。0017 其中，所述提升装置优选包括一设于所述机架顶部的卷扬机，所述卷扬机与所述第三移动块连接。0018 本发明还取得了如下有益效果：通过将能量转换装置与第一滑块均放置于浮板上使得第一滑块具有较大的有效行程，极大地提高了波浪能的收集效率。
18、。附图说明0019 下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：0020 图1是现有波浪能收集装置的结构示意图；0021 图2是本发明的实施例1的结构示意图；0022 图3是本发明的实施例2的结构示意图；0023 图4是本发明的实施例3的结构示意图；0024 图5是图1中实施例1在第一位置时的示意图；0025 图6是图1中实施例1在第二位置是的示意图；0026 图中：0027 说 明 书CN 103104406 A4/6页610机架11第二移动块12第三移动块20浮板30连接杆40第一移动块50液压缸60卷扬机61配重块 具体实施方式0028 下面通过具体例子进一步说明本发明，。
19、但是，应当理解为，这些例子仅仅是用于更详细具体地说明之用，而不应理解为用于以任何形式限制本发明。0029 本发明创新性地将第一移动块40和能量转换模块均放置于浮板20上，产生了意想不到技术效果，即第一移动块40的有效行程大为增加，在相同的波浪幅度下能够推动能量转换模块转换处更多的能量，例如，产生更多的电能，转换出更多的高压油或者高压气体。0030 下面举出若干实施例结合附图对本发明的结构做出进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明具有更深刻的理解。0031 实施例10032 图2所示为一种波浪能收集装置，包括机架10、浮板20、连接杆30、第一移动块40和能量转换模块，所述浮板20铰接于。
20、所述机架10上且漂浮与水面，更为常见的是漂浮在海洋面上。所述浮板20与所述机架10的铰接点大体位于水面静止时的位置。0033 所述第一移动块40以可移动的方式设置于所述浮板20至上，移动的方向优选为沿浮板20表面来回移动。此处使用短语“可移动的方式”是指第一移动块40与浮板20之间设有一移动副，其中，移动副可以是滑动的，也可以是滚动的，例如，在第一移动块40与浮板20之间设有导轨和滑块，也可以是安装在浮板20表面的滚轮等等，本领域技术人员可以选择任何常见的机械部件使第一移动块40与浮板20之间以“可移动的方式”连接。然而，本发明的研发人员在实践中认为，优选使用导轨、滑块的结构来实现“可移动的方。
21、式”具有成本低廉、结构优良的优点，尤其是使用直线导轨，效果更为突出。0034 此外，所述连接杆30一端铰接于所述第一移动块40上，另外一端铰接于所述机架10上。其中，连接杆30优选为可伸缩杆，以方便调节第一移动块40的移动范围。本实施例中，所述能量转换模块为液压缸50，液压缸50固定安装于所述浮板20之上。液压缸50的活塞杆与第一移动块40连接，优选可以通过铰接的方式将第一移动块40与活塞杆连接，以适当提高机械部件之间的柔度而有利于对液压缸50的保护。0035 由于所述浮板20与所述机架10的铰接点至所述连接杆30与所述第二移动块11的铰接点之间的距离和连接杆30的长度对第一移动块40的有效行。
22、程具有非常大的影响，所以，优选所述浮板20与所述机架10的铰接点至所述连接杆30与所述第二移动块11的铰接点之间的距离为2m，连接杆30的长度范围为1.5m，在此情形下，可以得到第一移动块40的移动移动距离最大。说 明 书CN 103104406 A5/6页70036 以下对本实施例中的收集装置的运动过程进行详细地描述。可以预见的是，由于水面上波浪的存在，必然会导致水面存在起、伏的状态。如图5和图6，图5所示为收集装置在浪谷（水面较低点）的状态示意图，图6为收集装置在浪峰（水面较低点）的状态示意图。0037 如图5所示，当浪谷到来时，浮板20随浪谷向下移动。同时，第一移动块40也跟随浮板20向。
23、下移动，第一移动块40在连接杆30的作用下向机架10的方向移动，即靠近机架10的方向移动从而拖动液压缸50的活塞也向机架10侧移动，输出高压液压油，实现波浪能的收集。0038 相反的，如图6所示，当浪峰到来时，浮板20随浪峰向上移动。同时，第一移动块40也跟随浮板20向上移动，第一浮板20在连接杆30的作用下向远离机架10的方向移动，即远离机架10的方向移动从而拖动液压缸50的活塞也向远离机架10侧移动，输出高压液压油，实现波浪能的收集。0039 实施例20040 如图3所示，本实施例中的波浪能收集装置与实施例1中的结构大体相似，其区别点在于，本实施例中的波浪能收集装置还包括第二移动块11，所。
24、述第二移动块11以可大体沿竖直方向移动的方式设置于所述机架10上，所述连接杆30与所述第二移动块11铰接。此处使用短语“可大体沿竖直方向移动的方式”是指第二移动块11与机架10之间设有移动副连接，使第二移动块11能够大体沿竖直方向上下移动，例如，可以使用滑块导轨结构，滚轮等结构实现。通过第二移动块11的设置可以方便调节连接杆30与机架10铰接点至浮板20与机架10的铰接点的距离。0041 实施例30042 如图4所示，本实施例中的波浪能收集装置与实施例2中的结构大体相似，其区别点在于，实施例2中的结构还包括以可大体沿竖直方向移动的方式设于所述机架10上的第三移动块12和提升模块，所述浮板20铰。
25、接于所述第三移动块12上，所述提升模块与所述第三移动块12连接。第三移动块12与机架10之间连接方式相同，此处不再进行赘述。0043 本实施例中，所述提升装置包括一设于所述机架10顶部的卷扬机60，所述卷扬机60与所述第三移动块12连接。为了提高卷扬机60的工作效率，还可以在卷扬机60的另外一端配有配重块61，在第三移动块12上升的过程中下降，在第三移动块12下降的过程中上升，提高了卷扬机60的工作效率，降低了卷扬机60的能耗。0044 值得注意的是，虽然实施例2和实施例3中在使用了第二滑块和第三滑块，以及连接杆30也优选使用伸缩杆，然而，并不意味着收集装置在收集波浪能的过程中需要不断的移动。。
26、实际上，利用第二移动块11、第三移动块12调节好连接杆30与第二移动块11的铰接点至浮板20与第三移动块12的铰接点，以及浮板20位置后，即可以将第二移动块11、第三移动块12的位置固定。此外，连接杆30的长度也是如此，经过有限次实验调节好连接杆30的长度后，在相对的一段时间（风浪没有太大的变化）内均无需进行调节。因此，虽然增设第二移动块11、第三移动块12以及连接杆30使用伸缩杆可以提高收集装置的安全程度，在风浪过大的时候利用上述部件进行自动调节，但其主要作用还是在于调节第一移动块40的移动范围，即第一移动块40的行程。0045 上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提说 明 书CN 103104406 A6/6页8下作出各种变化，例如将能量转换装置换成气压缸、发电机等设备，也可以实现波浪能地收集。说 明 书CN 103104406 A1/6页9图1说 明 书 附 图CN 103104406 A2/6页10图2说 明 书 附 图CN 103104406 A10。