一种自动旋转两侧推动臂直驱式海浪发电机

摘要

本发明提供一种自动旋转两侧推动臂直驱式海浪发电机，包括固定在海底的发电机支柱，发电机支柱上端固定有防水发电机，防水发电机的转动轴上连接有多个沿径向均匀分布的桨叶，发电机支柱上连接有不锈钢支架，不锈钢支架上焊接有呈三角形布置的三根不锈钢圆条，三根不锈钢圆条上活动穿插有可漂浮在海面上的浮体，浮体内固定套接有套管，浮体表面通过底座固定连接有左右侧立杆，左右侧立杆的侧壁通过舵机座固定安装有左右舵机，左右舵机通过舵机摇臂连接有适于推动桨叶的左右侧推动臂，发电机支柱上安装有单片机及给单片机供电的电源，不锈钢支架上固定安装有测距传感器，测距传感器、单片机和左右舵机依次电连接。本申请可提高发电效率。

权利要求

1.一种自动旋转两侧推动臂直驱式海浪发电机，包括固定安装在海底的发电机支柱，所述发电机支柱的上端固定安装有防水发电机，所述防水发电机包括伸出发电机本体的转动轴，其特征在于，所述转动轴上固定连接有多个沿径向均匀分布的桨叶，所述发电机支柱上部连接安装有不锈钢支架，所述不锈钢支架可在发电机支柱上竖向移动并可锁紧定位，所述不锈钢支架上焊接有呈三角形布置的三根不锈钢圆条，所述三根不锈钢圆条上活动穿插有可漂浮在海面上的浮体，所述浮体内固定套接有适于每个不锈钢圆条穿插的套管，所述浮体表面通过底座固定连接有左侧立杆和右侧立杆，所述左侧立杆的侧壁通过舵机座安装有左舵机，所述左舵机通过舵机摇臂连接有适于向上推动桨叶的左侧推动臂，所述右侧立杆的侧壁通过舵机座安装有右舵机，所述右舵机通过舵机摇臂连接有适于向下推动桨叶的右侧推动臂，所述发电机支柱上安装有单片机及给单片机供电的电源，所述不锈钢支架上固定安装有测距传感器，所述测距传感器与单片机的输入端电连接，所述单片机的输出端分两条支路分别与左舵机和右舵机电连接。

2.根据权利要求1所述的自动旋转两侧推动臂直驱式海浪发电机，其特征在于，所述发电机支柱的上端固定套接有发电机固定套，所述防水发电机通过紧固的不锈钢抱箍与发电机固定套固定连接，所述不锈钢抱箍与防水发电机接触的内表面加设有橡胶垫圈。

3.根据权利要求1所述的自动旋转两侧推动臂直驱式海浪发电机，其特征在于，所述转动轴上固定连接有3～6个沿径向均匀分布的桨叶。

4.根据权利要求1所述的自动旋转两侧推动臂直驱式海浪发电机，其特征在于，所述不锈钢支架包括滑板、第一支杆、第二支杆和倾斜支杆，所述滑板设置于发电机支柱预设的凹槽内，所述滑板上开设有多个螺孔，所述螺孔内设有与发电机支柱螺接的调节螺栓，所述第一支杆的一端垂直焊接在滑板上，另一端与第二支杆的中部垂直焊接，所述倾斜支杆的两端分别与滑板和第一支杆倾斜焊接。

5.根据权利要求4所述的自动旋转两侧推动臂直驱式海浪发电机，其特征在于，所述第一支杆上焊接有一根不锈钢圆条，所述第二支杆的两端分别焊接有一根不锈钢圆条。

6.根据权利要求1所述的自动旋转两侧推动臂直驱式海浪发电机，其特征在于，所述浮体的材料为塑料泡沫或者充气的HDPE硬质塑料箱体。

7.根据权利要求1所述的自动旋转两侧推动臂直驱式海浪发电机，其特征在于，所述左侧立杆和右侧立杆及底座采用塑钢材质制成，所述底座通过高强粘结剂与浮体表面粘结固定，立杆可在底座上左右移动锁紧来调整左右两根立杆的间距。

8.根据权利要求1所述的自动旋转两侧推动臂直驱式海浪发电机，其特征在于，所述左舵机通过舵机摇臂连接有向上倾斜且与水平方向呈15～30°的左侧推动臂，所述右舵机通过舵机摇臂连接有向下倾斜且与水平方向呈15～30°的右侧推动臂。

9.根据权利要求8所述的自动旋转两侧推动臂直驱式海浪发电机，其特征在于，所述左侧推动臂和右侧推动臂远离舵机的一端粘帖有塑胶触碰块。

10.根据权利要求8所述的自动旋转两侧推动臂直驱式海浪发电机，其特征在于，所述左舵机通过舵机摇臂连接有1个或2个左侧推动臂，所述右舵机通过舵机摇臂连接有1个或2个右侧推动臂。

说明书

一种自动旋转两侧推动臂直驱式海浪发电机

技术领域

[0001] 本发明涉及海浪发电技术领域，具体涉及一种自动旋转两侧推动臂直驱式海浪发电机。

背景技术

[0002] 海浪发电机是利用海浪的上下垂直波动作为动力，转动发电机转化为电能。因为整个地球的大陆架都被海洋包围着，所以全世界都在研究开发此类发电技术。而本发明的
发明人经过研究发现，目前的海浪发电机由于结构设计比较复杂，不仅制造成本比较高，而
且发电效率比较低，因而亟需要新型的海浪发电机出现。

发明内容

[0003] 针对现有的海浪发电机由于结构设计比较复杂，不仅制造成本比较高，而且发电效率比较低的技术问题，本发明提供一种自动旋转两侧推动臂直驱式海浪发电机。

[0004] 为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

[0005] 一种自动旋转两侧推动臂直驱式海浪发电机，包括固定安装在海底的发电机支柱，所述发电机支柱的上端固定安装有防水发电机，所述防水发电机包括伸出发电机本体
的转动轴，所述转动轴上固定连接有多个沿径向均匀分布的桨叶，所述发电机支柱上部连
接安装有不锈钢支架，所述不锈钢支架可在发电机支柱上竖向移动并可锁紧定位，所述不
锈钢支架上焊接有呈三角形布置的三根不锈钢圆条，三根所述不锈钢圆条上活动穿插有可
漂浮在海面上的浮体，所述浮体内固定套接有适于每个不锈钢圆条穿插的套管，所述浮体
表面通过底座固定连接有左侧立杆和右侧立杆，所述左侧立杆的侧壁通过舵机座安装有左
舵机，所述左舵机通过舵机摇臂连接有适于向上推动桨叶的左侧推动臂，所述右侧立杆的
侧壁通过舵机座安装有右舵机，所述右舵机通过舵机摇臂连接有适于向下推动桨叶的右侧
推动臂，所述发电机支柱上安装有单片机及给单片机供电的电源，所述不锈钢支架上固定
安装有测距传感器，所述测距传感器与单片机的输入端电连接，所述单片机的输出端分两
条支路分别与左舵机和右舵机电连接。

[0006] 与现有技术相比，本发明提供的自动旋转两侧推动臂直驱式海浪发电机在工作过程中，当海浪开始向上波动即浮体处于海浪波谷时，通过测距传感器可以实时测量出传感
器与浮体之间的距离，单片机对实时测量的距离进行分析，根据分析判断测量距离达到预
设远距离时，单片机一方面控制右舵机动作，使右舵机的舵机摇臂自动水平旋转90°让右侧
推动臂离开桨叶，单片机另一方面控制左舵机动作，使左舵机的舵机摇臂自动水平旋转
90°，让左侧推动臂去推动桨叶，左侧推动臂在海浪的向上波动作用下将通过浮体和左侧立
杆带动对桨叶施加向上推动，从而驱动转动轴转动实现防水发电机发电，而在海浪向上波
动的整个过程中，浮体也将随着海浪的向上波动被三根不锈钢圆条约束而只能向上浮动，
且由于三根不锈钢圆条呈三角形布置因而浮体不会出现转动和平移；当海浪开始向下波动
即浮体处于海浪波峰时，通过测距传感器可以实时测量出传感器与浮体之间的距离，单片
机对实时测量的距离进行分析，根据分析判断测量距离达到预设近距离时，单片机一方面
控制左舵机动作，使左舵机的舵机摇臂自动水平旋转90°让左侧推动臂离开桨叶，单片机另
一方面控制右舵机动作，使右舵机的舵机摇臂自动水平旋转90°，让右侧推动臂去推动桨
叶，右侧推动臂在海浪的向下波动作用下将通过浮体和右侧立杆带动对桨叶施加向下推
动，从而驱动转动轴转动实现防水发电机发电，而在海浪向下波动的整个过程中，浮体同样
将随着海浪的向下波动被三根不锈钢圆条约束而只能向下浮动，且由于三根不锈钢圆条呈
三角形布置浮体同样不会出现转动和平移，至此完成一个海浪波动周期的发电工作过程。
同时，不锈钢支架可在发电机支柱上竖向移动并可锁紧定位，由此可以根据海浪的不同浪
高随时调整不锈钢支架在发电机支柱上的位置，从而让左右侧推动臂更加有效作用在桨叶
上来进行发电。由此可知，本申请提供的自动旋转两侧推动臂直驱式海浪发电机结构设计
更简单、合理、实用，制造成本比较低，同时在海浪的上下波动的全过程中都可以被利用来
做功发电，因而发电效率高。

[0007] 进一步，所述发电机支柱的上端固定套接有发电机固定套，所述防水发电机通过紧固的不锈钢抱箍与发电机固定套固定连接，所述不锈钢抱箍与防水发电机接触的内表面
加设有橡胶垫圈。

[0008] 进一步，所述转动轴上固定连接有3～6个沿径向均匀分布的桨叶。

[0009] 进一步，所述不锈钢支架包括滑板、第一支杆、第二支杆和倾斜支杆，所述滑板设置于发电机支柱预设的凹槽内，所述滑板上开设有多个螺孔，所述螺孔内设有与发电机支
柱螺接的调节螺栓，所述第一支杆的一端垂直焊接在滑板上，另一端与第二支杆的中部垂
直焊接，所述倾斜支杆的两端分别与滑板和第一支杆倾斜焊接。

[0010] 进一步，所述第一支杆上焊接有一根不锈钢圆条，所述第二支杆的两端分别焊接有一根不锈钢圆条。

[0011] 进一步，所述浮体的材料为塑料泡沫或者充气的HDPE硬质塑料箱体。

[0012] 进一步，所述左侧立杆和右侧立杆及底座采用塑钢材质制成，所述底座通过高强粘结剂与浮体表面粘结固定，立杆可在底座上左右移动锁紧来调整左右两根立杆的间距。

[0013] 进一步，所述左舵机通过舵机摇臂连接有向上倾斜且与水平方向呈15～30°的左侧推动臂，所述右舵机通过舵机摇臂连接有向下倾斜且与水平方向呈15～30°的右侧推动
臂。

[0014] 进一步，所述左侧推动臂和右侧推动臂远离舵机的一端粘帖有塑胶触碰块。

[0015] 进一步，所述左舵机通过舵机摇臂连接有1个或2个左侧推动臂，所述右舵机通过舵机摇臂连接有1个或2个右侧推动臂。

附图说明

[0016] 图1是本发明提供的自动旋转两侧推动臂直驱式海浪发电机结构示意图。

[0017] 图2是本发明提供的海浪向上波动时海浪发电机的工作原理示意图。

[0018] 图3是本发明提供的海浪向下波动时海浪发电机的工作原理示意图。

[0019] 图中，1、发电机支柱；2、防水发电机；3、转动轴；4、桨叶；5、不锈钢支架；51、第一支杆；52、第二支杆；53、倾斜支杆；6、不锈钢圆条；7、浮体；8、套管；9、左侧立杆；10、右侧立杆；11、舵机座；111、金属套筒；112、连接侧板；12、左侧推动臂；13、右侧推动臂；14、测距传感
器；15、发电机固定套；16、不锈钢抱箍；17、塑胶触碰块。

具体实施方式

[0020] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

[0021] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“径向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不
能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个
以上。

[0022] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可
以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是
两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本
发明中的具体含义。

[0023] 请参考图1至图3所示，本发明提供一种自动旋转两侧推动臂直驱式海浪发电机，包括固定安装在海底的发电机支柱1，所述发电机支柱1可以专门设计安装，也可以利用现
有海上风力发电机的支柱，具体可以安装在海底地形起伏不大、水深在2～15米的开阔海
域，所述发电机支柱1的上端固定安装有防水发电机2，所述防水发电机2包括伸出发电机本
体的转动轴3，具有所述转动轴3的防水发电机2具体结构为本领域技术人员熟知的现有技
术，所述转动轴3上固定连接有多个沿径向均匀分布的桨叶4，所述发电机支柱1上部连接安
装有不锈钢支架5，所述不锈钢支架5可在发电机支柱1上竖向移动并可锁紧定位，以便于根
据浪高调节所述不锈钢支架5在发电机支柱1上的位置，所述不锈钢支架5上焊接有呈三角
形布置的三根不锈钢圆条6，三根所述不锈钢圆条6上活动穿插有可漂浮在海面上的浮体7，
所述浮体7内固定套接有适于每个不锈钢圆条6穿插的套管8，即在海浪上下起伏波动过程
中，所述浮体7是通过穿插在套管8内的不锈钢圆条6来实现约束浮动的，所述浮体7表面通
过底座固定连接有左侧立杆9和右侧立杆10，所述左侧立杆9的侧壁通过舵机座11安装有左
舵机，所述左舵机通过舵机摇臂连接有适于向上推动桨叶4的左侧推动臂12，所述右侧立杆
10的侧壁通过舵机座11安装有右舵机，所述右舵机通过舵机摇臂连接有适于向下推动桨叶
4的右侧推动臂13，由此所述左侧推动臂12和右侧推动臂13在各自舵机摇臂的带动下可实
现水平旋转，所述发电机支柱1上安装有单片机及给单片机供电的电源，所述不锈钢支架5
上固定安装有测距传感器14，所述测距传感器14用于实时测量传感器自身与浮体7之间的
距离，所述测距传感器14与单片机的输入端电连接，所述单片机的输出端分两条支路分别
与左舵机和右舵机电连接，所述单片机根据测距传感器14测量的距离来控制左右舵机动
作，所述测距传感器、单片机和舵机具体可通过防水导线来进行电连接。

[0024] 与现有技术相比，本发明提供的自动旋转两侧推动臂直驱式海浪发电机在工作过程中，当海浪开始向上波动即浮体处于海浪波谷时，通过测距传感器可以实时测量出传感
器与浮体之间的距离，单片机对实时测量的距离进行分析，根据分析判断测量距离达到预
设远距离时，单片机一方面控制右舵机动作，使右舵机的舵机摇臂自动水平旋转90°让右侧
推动臂离开桨叶，单片机另一方面控制左舵机动作，使左舵机的舵机摇臂自动水平旋转
90°，让左侧推动臂去推动桨叶，左侧推动臂在海浪的向上波动作用下将通过浮体和左侧立
杆带动对桨叶施加向上推动，从而驱动转动轴转动实现防水发电机发电，而在海浪向上波
动的整个过程中，浮体也将随着海浪的向上波动被三根不锈钢圆条约束而只能向上浮动，
且由于三根不锈钢圆条呈三角形布置因而浮体不会出现转动和平移；当海浪开始向下波动
即浮体处于海浪波峰时，通过测距传感器可以实时测量出传感器与浮体之间的距离，单片
机对实时测量的距离进行分析，根据分析判断测量距离达到预设近距离时，单片机一方面
控制左舵机动作，使左舵机的舵机摇臂自动水平旋转90°让左侧推动臂离开桨叶，单片机另
一方面控制右舵机动作，使右舵机的舵机摇臂自动水平旋转90°，让右侧推动臂去推动桨
叶，右侧推动臂在海浪的向下波动作用下将通过浮体和右侧立杆带动对桨叶施加向下推
动，从而驱动转动轴转动实现防水发电机发电，而在海浪向下波动的整个过程中，浮体同样
将随着海浪的向下波动被三根不锈钢圆条约束而只能向下浮动，且由于三根不锈钢圆条呈
三角形布置浮体同样不会出现转动和平移，至此完成一个海浪波动周期的发电工作过程。
同时，不锈钢支架可在发电机支柱上竖向移动并可锁紧定位，由此可以根据海浪的不同浪
高随时调整不锈钢支架在发电机支柱上的位置，从而让左右侧推动臂更加有效作用在桨叶
上来进行发电。由此可知，本申请提供的自动旋转两侧推动臂直驱式海浪发电机结构设计
更简单、合理、实用，制造成本比较低，同时在海浪的上下波动的全过程中都可以被利用来
做功发电，因而发电效率高。

[0025] 作为具体实施例，请参考图2和图3所示，所述发电机支柱1的上端固定套接有发电机固定套15，所述防水发电机2通过紧固的不锈钢抱箍16与发电机固定套15固定连接，所述
不锈钢抱箍16与防水发电机2接触的内表面加设有橡胶垫圈。具体地，所述发电机固定套15
包括固定套接在发电机支柱1上端的连接套筒，所述连接套筒的侧壁上一体成型有连接座
板，所述不锈钢抱箍16将防水发电机2抱住后通过螺栓与连接座板连接，由此实现所述防水
发电机2固定安装到发电机支柱1上端。其中，所述发电机固定套15具体可采用钢材制成。

[0026] 作为具体实施例，所述转动轴3上固定连接有3～6个沿径向均匀分布的桨叶4；作为优选实施例，所述转动轴3上固定连接有4个沿径向均匀分布的桨叶4，即每个所述桨叶4
在转动轴3的圆周上相差1/2π。

[0027] 作为具体实施例，请参考图1所示，所述不锈钢支架5包括滑板、第一支杆51、第二支杆52和倾斜支杆53，所述滑板设置于发电机支柱1预设的凹槽内，所述滑板上开设有多个
螺孔，所述螺孔内设有与发电机支柱1螺接的调节螺栓，所述第一支杆51的一端垂直焊接在
滑板上，另一端与第二支杆52的中部垂直焊接，所述倾斜支杆53的两端分别与滑板和第一
支杆51倾斜焊接，由此当所述不锈钢支架5根据需要定位在发电机支柱1上不同的高度位置
时，可在松动调节螺栓后上下移动滑板来满足不锈钢支架5安装位置，以此实现在不同浪高
时的发电要求。

[0028] 作为具体实施例，请参考图1所示，所述第一支杆51上焊接有一根不锈钢圆条，所述第二支杆52的两端分别焊接有一根不锈钢圆条，由此实现在不锈钢支架5上焊接有呈三
角形布置的三根不锈钢圆条6，而三角形布置的三根不锈钢圆条可以保证浮体7在海浪上下
波动时不会出现转动和平移，因而有效提升了发电效率。作为优选实施例，所述测距传感器
14固定在第一支杆51的中部附近，由此可以更好地对传感器自身与浮体7之间的距离进行
测量，具体所述测距传感器14可选用现有的超声波测距离传感器来实现，而超声波测距离
传感器的具体结构和测量原理已为本领域技术人员所熟知，因而在此不再赘述；另外单片
机和电源的具体安装方式本领域技术人员可参考现有路灯中相关设计来实现，而这对于本
领域技术人员来说是很容易理解和实现的。

[0029] 作为具体实施例，所述浮体7的材料为塑料泡沫或者充气的HDPE(高密度聚乙烯)硬质塑料箱体。具体制作时，可先在所述塑料泡沫或者充气的HDPE硬质塑料箱体开设三个
通孔，然后在通孔内固定套接三个套管8，最后让三根不锈钢圆条6分别穿插在一个套管8
中。所述套管8的材料具体可以选用不锈钢来制作，即与不锈钢圆条6的材质相同，由此可以
增强不锈钢圆条6在海浪上下波动时与套管8内壁的耐磨性；而本领域技术人员应当明白，
所述不锈钢圆条6与套管8内壁之间的间隙应当保持适量，否则间隙过大会导致浮体7偏转，
或者间隙过小会影响浮体7随海浪上下波动的一致性。

[0030] 作为具体实施例，所述左侧立杆9和右侧立杆10及底座采用塑钢材质制成，左、右两根立杆的连线方向应尽量与波浪前进方向垂直，所述底座通过高强粘结剂如502胶等与
浮体7顶面粘结固定，立杆可在底座上左右移动锁紧来调整左右两根立杆的间距，即两根立
杆的间距可根据选用的防水发电机类型和桨叶长度(即转动半径)在底座上滑动、锁紧。当
然，本领域技术人员在前述实施例的基础上，还可以采用其他方法来实现立杆和浮体的固
定连接，而这对于本领域技术人员来说是很容易理解和实现的。

[0031] 作为具体实施例，请参考图2和图3所示，所述左舵机通过舵机摇臂连接有向上倾斜且与水平方向呈15～30°的左侧推动臂12，所述右舵机通过舵机摇臂连接有向下倾斜且
与水平方向呈15～30°的右侧推动臂13，即相对于水平方向来说，所述左侧推动臂12是向上
倾斜的，且与水平方向的夹角α为15～30°，而所述右侧推动臂13是向下倾斜的，且与水平方
向的夹角β为15～30°，由此在发电过程中，所述左侧推动臂12能对桨叶4实现向上推动，所
述右侧推动臂13能对桨叶4实现向下推动，从而让所述桨叶4转动发电机发电。

[0032] 作为具体实施例，请参考图2和图3所示，所述左侧推动臂12和右侧推动臂13远离舵机的一端粘帖有塑胶触碰块17，由此保证左右推动臂在与桨叶4的推动过程中，不会对桨
叶4造成太大损伤，有效提升了发电机的使用寿命。

[0033] 作为具体实施例，所述左舵机通过舵机摇臂连接有1个或2个左侧推动臂12，所述右舵机通过舵机摇臂连接有1个或2个右侧推动臂13；优选地，所述左侧推动臂12和右侧推
动臂13的个数都为1个，由此在减轻自重、降低成本的基础上，还可以减小推动臂与桨叶擦
碰的机率。

[0034] 作为具体实施例，请参考图2和图3所示，所述舵机座11包括固定套接在左右侧立杆上的金属套筒111，所述金属套筒111的侧壁上一体成型有连接侧板112，所述舵机水平夹
持转动连接在连接侧板112上，由此实现舵机座11对左右舵机的安装连接；而所述舵机的具
体结构和工作原理已为本领域技术人员所熟知的现有技术，在此不再赘述。

[0035] 另外，本申请提供的发电机为海浪发电机，而本领域技术人员应当明白，为了更好地适应海浪发电要求，需要对转动轴、桨叶、推动臂、支架及螺栓等金属件做防海水腐蚀处
理如涂漆等，而这对于本领域技术人员来说这是非常容易实现的。采用本申请提供的自动
旋转两侧推动臂直驱式海浪发电机，根据不同海域的常年浪高情况，其单机输出功率一般
为几百瓦至几十千瓦，，而且经初步测算，安装1千台2kW的该发电机装置，前期投入约为200
～300万元，年均发电量约1350000度。另外，本申请还可以同时在发电机支柱1的左右两侧
分别设置两套相同的浮体和防水发电机装置来发电。因此，可以说制作成本比较低，前期一
次性投入不算多，作为清洁电能有较好的经济效益、社会效益和生态效益。

[0036] 最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技
术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本
发明的权利要求范围当中。