一种带有辅助稳定转换机构的漂浮式波浪能转换装置

摘要

本发明涉及一种带有辅助稳定转换机构的漂浮式波浪能转换装置，包括锚泊系统、端部浮筒组件、中间浮筒组件和铰接系统；中间浮筒组件之间通过铰接系统连接；所述中间浮筒组件与端部浮筒组件之间通过铰接系统连接；所述端部浮筒组件的另一端设置有半球形端盖，且内部设置有压舱体；所述锚泊系统的一端通过锚链与半球形端盖链接。本发明采用齿轮齿条机构将齿条的双向往复运动可转换为电机的单向旋转运动，提高装置的转换效率；同时采用三组规格以适应不同工况的摆动棘轮机构同步驱动电机，补偿了不同工况下由于齿条换向存在传动间隙造成波浪能转换空档，提高波浪能转换稳定性。

权利要求

1.一种带有辅助稳定转换机构的漂浮式波浪能转换装置，其特征在于：所述装置包括锚泊系统、端部浮筒组件、中间浮筒组件和铰接系统；所述中间浮筒组件之间通过铰接系统连接；所述中间浮筒组件与端部浮筒组件之间通过铰接系统连接；所述端部浮筒组件的另一端设置有半球形端盖，且内部设置有压舱体；所述锚泊系统的一端通过锚链与半球形端盖链接；

所述中间浮筒组件包括浮筒体、锥形筒盖、角钢圈、带座紧固环、横向安装支架、竖向安装支架、上部齿轮转换机构、下部齿轮转换机构、第一辅助机构、第二辅助机构、第三辅助机构、第一同步带、第二同步带和第三同步带；所述锥形筒盖分别设置在浮筒体的两端；所述上部齿轮转换机构设置在浮筒体内一侧的上部；所述下部齿轮转换机构设置在浮筒体内另一侧的下部；所述上部齿轮转换机构与下部齿轮转换机构的输出端相对；所述上部齿轮转换机构和下部齿轮转换机构的输出端内侧均依次横向设置有均匀间隔的第一辅助机构、第二辅助机构和第三辅助机构；所述上部齿轮转换机构和下部齿轮转换机构的输出端均通过第一同步带、第二同步带和第三同步带分别与同一侧的三个辅助机构传动连接；

所述角钢圈分别设置在上、下部齿轮转换机构和各辅助机构的圆周外侧并与浮筒体固连；同一侧的三个辅助机构之间通过横向安装支架采取带座紧固环和带座轴承方式连接；

所述竖向安装支架分别连接同一侧的横向安装支架和角钢圈；

所述上部齿轮转换机构包括电机放置板、直流发电机、联轴器、输出轴齿轮式棘轮、第三传动轴、第三传动轴大齿轮、第三传动轴小齿轮、第二传动轴、小链轮式棘轮、链条、第一传动轴、第一传动轴小齿轮、大链轮、第一齿条限位器、限位滚轮、齿条杆、齿条杆齿条、齿条杆滚道、外齿条限位环、齿条杆铰接孔、限位销转轴、第二齿条限位器、第一传动轴大齿轮、第二传动轴小齿轮式棘轮、第二传动轴大齿轮、输出轴带轮式棘轮、输出轴和内齿条限位环；所述齿条杆铰接孔设置在齿条杆的外端；所述齿条杆滚道和齿条杆齿条分别对应设置在齿条杆中部区域的上下表面；所述第一传动轴、第二传动轴和第三传动轴依次由上至下布置；所述限位销转轴穿过限位滚轮，两端分别连接第一齿条限位器和第二齿条限位器；所述第一齿条限位器和第二齿条限位器结构对称，均由一个和齿条杆同向的矩形块和设置在矩形块底部的轴承构成；所述第一传动轴小齿轮设置在第一传动轴中部；所述第一齿条限位器和第二齿条限位器底部分别通过轴承连接第一传动轴并且对称分布在第一传动轴小齿轮两侧，且矩形块长度大于第一传动轴小齿轮的外接圆直径；所述齿条杆齿条和第一传动轴小齿轮啮合；所述齿条杆滚道和限位滚轮配合；所述外齿条限位环和内齿条限位环分别设置在齿条杆齿条区域的两端；所述大链轮和第一传动轴大齿轮分别设置在第一传动轴的两端；所述小齿轮式棘轮设置在第二传动轴中部一侧；所述第二传动轴小链轮式棘轮和第二传动轴大齿轮分别设置在第二传动轴的两端；所述小链轮式棘轮和大链轮通过链条连接；所述第二传动轴小齿轮式棘轮和第一传动轴大齿轮啮合连接；所述第三传动轴小齿轮和第三传动轴大齿轮分别设置在第三传动轴的两端；所述第三传动轴小齿轮与第二传动轴大齿轮啮合连接；所述输出轴中部间隔均匀的设置有三个输出轴带轮式棘轮；所述输出轴齿轮式棘轮设置在输出轴的一侧并与第三传动轴大齿轮啮合连接；所述输出轴的一端通过联轴器连接直流发电机；所述直流发电机设置在电机放置板上；三个输出轴带轮式棘轮依次通过第一同步带、第二同步带和第三同步带与同侧的第一辅助机构、第二辅助机构和第三辅助机构传动连接；各传动轴的两端均设置有带座轴承，所述带座轴承通过横向安装支架或竖向安装支架固定；

所述下部齿轮转换机构与上部齿轮转换机构结构相同，区别在于所述下部齿轮转换机构中，所述小链轮式棘轮设置在第二传动轴中部一侧；所述第二传动轴小齿轮式棘轮和第二传动轴大齿轮分别设置在第二传动轴的两端，第一传动轴、第二传动轴和第三传动轴依次由下至上布置，对应的，所述齿条杆、限位销转轴、限位滚轮、第一齿条限位器和第二齿条限位器与上部齿轮转换机构的齿条杆、限位销转轴、限位滚轮、第一齿条限位器和第二齿条限位器呈中心对称布置。

2.根据权利要求1所述的一种带有辅助稳定转换机构的漂浮式波浪能转换装置，其特征在于：所述铰接系统包括第一铰接件、第二铰接件、铰接转轴和铰接柱；所述铰接柱分别设置在中间浮筒组件一端锥形筒盖的上侧和另一端锥形筒盖的下侧；所述第一铰接件和第二铰接件分别螺纹连接在相邻两个锥形筒盖的前端；所述第一铰接件和第二铰接件之间通过铰接转轴连接；所述上部齿轮转换机构的齿条杆铰接孔和相邻另一中间浮筒组件的锥形筒盖上侧的铰接柱铰接，同样，相邻另一中间浮筒组件的下部齿轮转换机构的齿条杆铰接孔和锥形筒盖下侧的铰接柱铰接。

3.根据权利要求2所述的一种带有辅助稳定转换机构的漂浮式波浪能转换装置，其特征在于：所述第一辅助机构、第二辅助机构和第三辅助机构的结构相同，均包括辅助第一传动轴、辅助第二传动轴、辅助第三传动轴、辅助限位器、辅助支撑轴、辅助第一传动轴大齿轮、辅助棘轮、辅助第二传动轴大齿轮、辅助第二传动轴小齿轮、辅助第三传动轴小齿轮、辅助第三传动轴大带轮、辅助摇摆锤、弹簧限位销、棘齿转轴、棘齿和棘齿弹簧；所述辅助第一传动轴、辅助第二传动轴和辅助第三传动轴由上至下依次平行输出轴布置；所述辅助第一传动轴大齿轮和辅助棘轮分别设置在辅助第一传动轴的前后两端；所述辅助第二传动轴小齿轮和辅助第二传动轴大齿轮分别设置在辅助第二传动轴的前后两端；辅助第三传动轴大带轮和辅助第三传动轴小齿轮分别设置在辅助第三传动轴的前后两端；所述辅助第二传动轴小齿轮与辅助第一传动轴大齿轮啮合连接；所述辅助第二传动轴大齿轮与辅助第三传动轴小齿轮啮合连接；所述第一辅助机构、第二辅助机构和第三辅助机构中的辅助第三传动轴的长度依次递增，使得其辅助第三传动轴大带轮分别与三个输出轴带轮式棘轮一一对应，并分别通过第一同步带、第二同步带和第三同步带连接其辅助第三传动轴大带轮和对应的输出轴带轮式棘轮；所述辅助支撑轴固定连接辅助限位器；所述辅助摇摆锤上部有孔，通过轴承与辅助支撑轴连接，以辅助支撑轴为摇摆中心；所述辅助摇摆锤由竖向的矩形轴和固连在矩形轴上部一侧的圆盘以及固连在矩形轴底端的重物块构成，所述圆盘的中心通过棘齿转轴与棘齿的一端连接，所述棘齿的另一端与辅助棘轮接触，所述棘齿与棘齿转轴连接处设置有棘齿弹簧，通过棘齿弹簧使得棘齿紧紧压在辅助棘轮上，使其接触紧密；所述弹簧限位销设置在圆盘的上侧，用于固定棘齿弹簧；各辅助传动轴的两端均设置有带座轴承，所述带座轴承通过横向安装支架或竖向安装支架固定。

4.根据权利要求3所述的一种带有辅助稳定转换机构的漂浮式波浪能转换装置，其特征在于：所述辅助摇摆锤底端重物块由圆柱和圆锥相结合构成；所述第一辅助机构、第二辅助机构和第三辅助机构中重物块的圆柱部分高度依次变短，质量依次递减。

5.根据权利要求4所述的一种带有辅助稳定转换机构的漂浮式波浪能转换装置，其特征在于：所述第一辅助机构、第二辅助机构和第三辅助机构中的辅助第二传动轴大齿轮与辅助第三传动轴小齿轮的齿数比依次递减。

说明书

一种带有辅助稳定转换机构的漂浮式波浪能转换装置

技术领域

[0001] 本发明涉及波浪能转换技术领域，尤其涉及一种带有辅助稳定转换机构的漂浮式波浪能转换装置。

背景技术

[0002] 传统能源危机和温室气体过量排放导致环境污染和破坏，清洁可再生能源由于其环保特性逐渐被人们所重视，我国海域辽阔，海洋波浪能分布广泛，能量密度高，其能量转化逐渐成为研究重点。

[0003] 现有的波浪能转换机构多为液压式转换机构，由于海况复杂的实时变化，液压式转换机构波浪能俘获不稳定，转化效率低，机械式波浪能装置研究相对较少，而相较于液压式能量转换机构，机械式具有可靠性高，使用成本低和易维护性等优点。

发明内容

[0004] 针对上述问题，本发明的目的在于提供一种带有辅助稳定转换机构的漂浮式波浪能转换装置，可以适应多种波浪条件以扩大波浪能采集范围，提高波浪能的转换效率、转换稳定性，并且便于制造、组装和维修。

[0005] 本发明采用的技术方案如下：

[0006] 本发明所提出的一种带有辅助稳定转换机构的漂浮式波浪能转换装置，包括锚泊系统、端部浮筒组件、中间浮筒组件和铰接系统；所述中间浮筒组件之间通过铰接系统连接；所述中间浮筒组件与端部浮筒组件之间通过铰接系统连接；所述端部浮筒组件的另一端设置有半球形端盖，且内部设置有压舱体；所述锚泊系统的一端通过锚链与半球形端盖链接；

[0007] 所述中间浮筒组件包括浮筒体、锥形筒盖、角钢圈、带座紧固环、横向安装支架、竖向安装支架、上部齿轮转换机构、下部齿轮转换机构、第一辅助机构、第二辅助机构、第三辅助机构、第一同步带、第二同步带和第三同步带；所述锥形筒盖分别设置在浮筒体的两端；所述上部齿轮转换机构设置在浮筒体内一侧的上部；所述下部齿轮转换机构设置在浮筒体内另一侧的下部；所述上部齿轮转换机构与下部齿轮转换机构的输出端相对；所述上部齿轮转换机构和下部齿轮转换机构的输出端内侧均依次横向设置有均匀间隔的第一辅助机构、第二辅助机构和第三辅助机构；所述上部齿轮转换机构和下部齿轮转换机构的输出端均通过第一同步带、第二同步带和第三同步带分别与同一侧的三个辅助机构传动连接；

[0008] 所述角钢圈分别设置在上、下部齿轮转换机构和各辅助机构的圆周外侧并与浮筒体固连；同一侧的三个辅助机构之间通过横向安装支架采取带座紧固环和带座轴承方式连接；所述竖向安装支架分别连接同一侧的横向安装支架和角钢圈。

[0009] 进一步的，所述上部齿轮转换机构包括电机放置板、直流发电机、联轴器、输出轴齿轮式棘轮、第三传动轴、第三传动轴大齿轮、第三传动轴小齿轮、第二传动轴、小链轮式棘轮、链条、第一传动轴、第一传动轴小齿轮、大链轮、第一齿条限位器、限位滚轮、齿条杆、齿条杆齿条、齿条杆滚道、外齿条限位环、齿条杆铰接孔、限位销转轴、第二齿条限位器、第一传动轴大齿轮、第二传动轴小齿轮式棘轮、第二传动轴大齿轮、输出轴带轮式棘轮、输出轴和内齿条限位环；所述齿条杆铰接孔设置在齿条杆的外端；所述齿条杆滑道和齿条杆齿条分别对应设置在齿条杆中部区域的上下表面；所述第一传动轴、第二传动轴和第三传动轴依次由上至下布置；所述限位销转轴穿过限位滚轮，两端分别连接第一齿条限位器和第二齿条限位器；所述第一齿条限位器和第二齿条限位器结构对称，均由一个和齿条杆同向的矩形块和设置在矩形块底部的轴承构成；所述第一传动轴小齿轮设置在第一传动轴中部；所述第一齿条限位器和第二齿条限位器底部分别通过轴承连接第一传动轴并且对称分布在第一传动轴小齿轮两侧，且矩形块长度大于第一传动轴小齿轮的外接圆直径；所述齿条杆齿条和第一传动轴小齿轮啮合；所述齿条杆滚道和限位滚轮配合；所述外齿条限位环和内齿条限位环分别设置在齿条杆齿条区域的两端；所述大链轮和第一传动轴大齿轮分别设置在第一传动轴的两端；所述小齿轮式棘轮设置在第二传动轴中部一侧；所述第二传动轴小链轮式棘轮和第二传动轴大齿轮分别设置在第二传动轴的两端；所述小链轮式棘轮和大链轮通过链条连接；所述第二传动轴小齿轮式棘轮和第一传动轴大齿轮啮合连接；所述第三传动轴小齿轮和第三传动轴大齿轮分别设置在第三传动轴的两端；所述第三传动轴小齿轮与第二传动轴大齿轮啮合连接；所述输出轴中部间隔均匀的设置有三个输出轴带轮式棘轮；所述输出轴齿轮式棘轮设置在输出轴的一侧并与第三传动轴大齿轮啮合连接；所述输出轴的一端通过联轴器连接直流发电机；所述直流发电机设置在电机放置板上；三个输出轴带轮式棘轮依次通过第一同步带、第二同步带和第三同步带与同侧的第一辅助机构、第二辅助机构和第三辅助机构传动连接；各传动轴的两端均设置有带座轴承，所述带座轴承通过横向安装支架或竖向安装支架固定；

[0010] 所述下部齿轮转换机构与上部齿轮转换机构结构相同，区别在于所述下部齿轮转换机构中，所述小链轮式棘轮设置在第二传动轴中部一侧；所述第二传动轴小齿轮式棘轮和第二传动轴大齿轮分别设置在第二传动轴的两端，第一传动轴、第二传动轴和第三传动轴依次由下至上布置，对应的，所述齿条杆、限位销转轴、限位滚轮、第一齿条限位器和第二齿条限位器与上部齿轮转换机构的齿条杆、限位销转轴、限位滚轮、第一齿条限位器和第二齿条限位器呈中心对称布置。

[0011] 进一步的，所述铰接系统包括第一铰接件、第二铰接件、铰接转轴和铰接柱；所述铰接柱分别设置在中间浮筒组件一端锥形筒盖的上侧和另一端锥形筒盖的下侧；所述第一铰接件和第二铰接件分别螺纹连接在相邻两个锥形筒盖的前端；所述第一铰接件和第二铰接件之间通过铰接转轴连接；所述上部齿轮转换机构的齿条杆铰接孔和相邻另一中间浮筒组件的锥形筒盖上侧的铰接柱铰接，同样，相邻另一中间浮筒组件的下部齿轮转换机构的齿条杆铰接孔和锥形筒盖下侧的铰接柱铰接。

[0012] 进一步的，所述第一辅助机构、第二辅助机构和第三辅助机构的结构相同，均包括辅助第一传动轴、辅助第二传动轴、辅助第三传动轴、辅助限位器、辅助支撑轴、辅助第一传动轴大齿轮、辅助棘轮、辅助第二传动轴大齿轮、辅助第二传动轴小齿轮、辅助第三传动轴小齿轮、辅助第三传动轴大带轮、辅助摇摆锤、弹簧限位销、棘齿转轴、棘齿和棘齿弹簧；所述辅助第一传动轴、辅助第二传动轴和辅助第三传动轴由上至下依次平行输出轴布置；所述辅助第一传动轴大齿轮和辅助棘轮分别设置在辅助第一传动轴的前后两端；所述辅助第二传动轴小齿轮和辅助第二传动轴大齿轮分别设置在辅助第二传动轴的前后两端；辅助第三传动轴大带轮和辅助第三传动轴小齿轮分别设置在辅助第三传动轴的前后两端；所述辅助第二传动轴小齿轮与辅助第一传动轴大齿轮啮合连接；所述辅助第二传动轴大齿轮与辅助第三传动轴小齿轮啮合连接；所述第一辅助机构、第二辅助机构和第三辅助机构中的辅助第三传动轴的长度依次递增，使得其辅助第三传动轴大带轮分别与三个输出轴带轮式棘轮一一对应，并分别通过第一同步带、第二同步带和第三同步带连接其辅助第三传动轴大带轮和对应的输出轴带轮式棘轮；所述辅助支撑轴固定连接辅助限位器；所述辅助摇摆锤上部有孔，通过轴承与辅助支撑轴连接，以辅助支撑轴为摇摆中心；所述辅助摇摆锤由竖向的矩形轴和固连在矩形轴上部一侧的圆盘以及固连在矩形轴底端的重物块构成，所述圆盘的中心通过棘齿转轴与棘齿的一端连接，所述棘齿的另一端与辅助棘轮接触，所述棘齿与棘齿转轴连接处设置有棘齿弹簧，通过棘齿弹簧使得棘齿紧紧压在辅助棘轮上，使其接触紧密；所述弹簧限位销设置在圆盘的上侧，用于固定棘齿弹簧；各辅助传动轴的两端均设置有带座轴承，所述带座轴承通过横向安装支架或竖向安装支架固定。

[0013] 进一步的，所述辅助摇摆锤底端重物块由圆柱和圆锥相结合构成；所述第一辅助机构、第二辅助机构和第三辅助机构中重物块的圆柱部分高度依次变短，质量依次递减。

[0014] 进一步的，所述第一辅助机构、第二辅助机构和第三辅助机构中的辅助第二传动轴大齿轮与辅助第三传动轴小齿轮的齿数比依次递减。

[0015] 本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

[0016] 1、往复运动可等同转换为单向旋转，增大波浪能的利用率；

[0017] 2、三组不同规格的辅助稳定装置可以适应多种波浪条件以弥补齿条齿轮机构换向间隙，提高波浪能转换稳定性和增加波浪能转换效率；

[0018] 3、三组不同规格的辅助稳定装置可以在小波浪条件下，波浪能较小时，齿轮齿条机构无法获得所需动力时，作为主要的波浪能转换机构，提高了小波浪的转换利用率，整体上扩大了波浪能的采集范围，提高了转换效率；

[0019] 4、可根据实际需要，组装多节浮筒，拆装维修等均非常方便。

附图说明

[0020] 图1是本发明的整体结构示意图；

[0021] 图2是本发明的浮筒结构示意图；

[0022] 图3是本发明的铰接系统剖面示意图；

[0023] 图4是本发明上部齿轮转换机构与辅助机构连接的结构示意图；

[0024] 图5是图4中A部分的放大结构示意图；

[0025] 图6是本发明的下部转换机构局部示意图。

[0026] 其中，附图标记：1‑锚泊系统；2‑端部浮筒组件；3‑铰接系统；4‑中间浮筒组件；5‑半球形端盖；6‑压舱体；7‑浮筒体；8‑锥形筒盖；9‑角钢圈；10‑带座紧固环；11‑横向安装支架；12‑竖向安装支架；13‑上部齿轮转换机构；14‑下部齿轮转换机构；15‑第一辅助机构；16‑第二辅助机构；17‑第三辅助机构；18‑第一同步带；19‑第二同步带；20‑第三同步带；21‑电机放置板；22‑直流发电机；23‑联轴器；24‑输出轴齿轮式棘轮；25‑第三传动轴；26‑第三传动轴大齿轮；27‑第三传动轴小齿轮；28‑第二传动轴；29‑小链轮式棘轮；30‑链条；31‑第一传动轴；32‑第一传动轴小齿轮；33‑大链轮；34‑第一齿条限位器；35‑限位滚轮；36‑齿条杆；37‑齿条杆齿条；38‑齿条杆滚道；39‑外齿条限位环；40‑齿条杆铰接孔；41‑限位销转轴；
42‑第二齿条限位器；43‑第一传动轴大齿轮；44‑第二传动轴小齿轮式棘轮；45‑第二传动轴大齿轮；46‑输出轴带轮式棘轮；47‑输出轴；48‑内齿条限位环；49‑带座轴承；50‑辅助第一传动轴；51‑辅助第二传动轴；52‑辅助第三传动轴；53‑辅助限位器；54‑辅助支撑轴；55‑辅助第一传动轴大齿轮；56‑辅助棘轮；57‑辅助第二传动轴大齿轮；58‑辅助第二传动轴小齿轮；59‑辅助第三传动轴小齿轮；60‑辅助第三传动轴大带轮；61‑辅助摇摆锤；62‑弹簧限位销；63‑棘齿转轴；64‑棘齿；65‑棘齿弹簧；66‑第一铰接件；67‑第二铰接件；68‑铰接转轴；
69‑铰接柱；70‑矩形开槽；71‑螺纹孔。

具体实施方式

[0027] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0028] 需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“顶部”、“底部”、“一侧”、“另一侧”、“左”、“右”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。

[0029] 参见附图1至6，给出了本发明所提出的一种带有辅助稳定转换机构的漂浮式波浪能转换装置的一个实施例的具体结构。本实施例中，所述装置包括锚泊系统1、两节端部浮筒组件2、三组铰接系统3和两节中间浮筒组件4；若有需求，可以按需增加中间浮筒组件4的节数以达到所需的波浪能转换效果。相邻两中间浮筒组件4之间通过铰接系统3连接；所述中间浮筒组件4与端部浮筒组件2之间通过铰接系统3连接；所述端部浮筒组件2的另一端设置有半球形端盖5，且内部设置有压舱体6，端部浮筒组件2由于只有一端和中间浮筒组件4铰接，为了保持装置的重心平衡，所以在端部浮筒组件2的靠外侧一端放置压舱体22；所述锚泊系统1的一端通过锚链与半球形端盖5链接。

[0030] 本实施例中，所述中间浮筒组件4包括浮筒体7、锥形筒盖8、角钢圈9、带座紧固环10、横向安装支架11、竖向安装支架12、上部齿轮转换机构13、下部齿轮转换机构14、第一辅助机构15、第二辅助机构16、第三辅助机构17、第一同步带18、第二同步带19和第三同步带
20；所述锥形筒盖8分别通过螺纹连接在浮筒体7的两端；所述上部齿轮转换机构13设置在浮筒体7内一侧的上部；所述下部齿轮转换机构14设置在浮筒体7内另一侧的下部；所述上部齿轮转换机构13与下部齿轮转换机构14的输出端相对；所述上部齿轮转换机构13的输出端内侧依次横向设置有均匀间隔的第一辅助机构15、第二辅助机构16和第三辅助机构17；
同样的，所述下部齿轮转换机构14的输出端内侧也依次横向设置有均匀间隔的第一辅助机构15、第二辅助机构16和第三辅助机构17；所述上部齿轮转换机构13的输出端通过第一同步带18与同侧的第一辅助机构15的输入端传动连接、通过第二同步带19与同侧的第二辅助机构16的输入端传动连接、通过第三同步带20与同侧的第三辅助机构17的输入端传动连接。所述下部齿轮转换机构14的输出端通过第一同步带18与同侧的第一辅助机构15的输入端传动连接、通过第二同步带19与同侧的第二辅助机构16的输入端传动连接、通过第三同步带20与同侧的第三辅助机构17的输入端传动连接。所述端部浮筒组件2的外端设置有半球形端盖5，内端设置有锥形筒盖8。

[0031] 其中，所述上部齿轮转换机构13包括电机放置板21、直流发电机22、联轴器23、输出轴齿轮式棘轮24、第三传动轴25、第三传动轴大齿轮26、第三传动轴小齿轮27、第二传动轴28、小链轮式棘轮29、链条30、第一传动轴31、第一传动轴小齿轮32、大链轮33、第一齿条限位器34、限位滚轮35、齿条杆36、齿条杆齿条37、齿条杆滚道38、外齿条限位环39、齿条杆铰接孔40、限位销转轴41、第二齿条限位器42、第一传动轴大齿轮43、第二传动轴小齿轮式棘轮44、第二传动轴大齿轮45、输出轴带轮式棘轮46、输出轴47和内齿条限位环48；所述齿条杆铰接孔40设置在齿条杆36的外端；所述齿条杆滑道38和齿条杆齿条37分别对应设置在齿条杆36中部区域的上下表面；所述第一传动轴31、第二传动轴28和第三传动轴25依次由上至下布置，所述输出轴47设置在第三传动轴25的内侧；所述限位销转轴41穿过限位滚轮35轴心的后，两端分别连接第一齿条限位器34和第二齿条限位器42；所述第一齿条限位器
34和第二齿条限位器42结构对称，均由一个和齿条杆36同向的矩形块和固连在矩形块底部的轴承构成；所述第一传动轴小齿轮32设置在第一传动轴31的中部；所述第一齿条限位器
34和第二齿条限位器42底部分别通过轴承连接第一传动轴31并且对称分布在第一传动轴小齿轮32的两侧，上部分别通过矩形块连接限位销转轴41的两端，且矩形块长度大于第一传动轴小齿轮32的外接圆直径；所述齿条杆齿条37和第一传动轴小齿轮32啮合；所述齿条杆滚道38和限位滚轮35配合；所述外齿条限位环39和内齿条限位环48分别设置在齿条杆滚道38和齿条杆齿条37区域的左右两端；当齿条杆齿条37和第一传动轴小齿轮32啮合运动时，限位滚轮35在齿条杆滚道38上同步转动，使得齿条杆齿条37和第一传动轴小齿轮32啮合紧密，当第一传动轴小齿轮32运动到齿条杆齿条37的极限位置时，第一齿条限位器34和第二齿条限位器42的矩形块优先接触到外齿条限位环39或者内齿条限位环48，从而保护第一传动轴小齿轮32和齿条杆齿条37；所述大链轮33和第一传动轴大齿轮43分别设置在第一传动轴31的两端；所述第二传动轴小齿轮式棘轮44设置在第二传动轴28中部一侧；所述小链轮式棘轮29和第二传动轴大齿轮45分别设置在第二传动轴28的两端；所述小链轮式棘轮
29和大链轮33通过链条30连接；所述第二传动轴小齿轮式棘轮44和第一传动轴大齿轮43啮合连接；所述第三传动轴小齿轮27和第三传动轴大齿轮26分别设置在第三传动轴25的两端；所述第三传动轴小齿轮27与第二传动轴大齿轮45啮合连接；所述输出轴47中部间隔均匀的设置有三个输出轴带轮式棘轮46；所述输出轴齿轮式棘轮24设置在输出轴47的一侧并与第三传动轴大齿轮26啮合连接；所述输出轴47的一端通过联轴器23连接直流发电机22；
所述直流发电机22设置在电机放置板21上，所述电机放置板21通过横向安装支架11固定；
三个输出轴带轮式棘轮46依次通过第一同步带18、第二同步带19和第三同步带20与同侧的第一辅助机构15、第二辅助机构16和第三辅助机构17的输入端传动连接；各传动轴的两端均设置有带座轴承49，所述带座轴承49通过横向安装支架11或竖向安装支架12固定；

[0032] 所述下部齿轮转换机构14与上部齿轮转换机构13的结构相同，区别在于：所述下部齿轮转换机构14中，所述小链轮式棘轮29设置在第二传动轴28中部一侧；所述第二传动轴小齿轮式棘轮44和第二传动轴大齿轮45分别设置在第二传动轴28的两端；第一传动轴31、第二传动轴28和第三传动轴25依次由下至上布置，对应的，所述齿条杆36、限位销转轴
41、限位滚轮35、第一齿条限位器34和第二齿条限位器42的位置均随着第一传动轴31与上部齿轮转换机构的齿条杆36、限位销转轴41、限位滚轮35、第一齿条限位器34和第二齿条限位器42呈中心对称布置。

[0033] 所述第一辅助机构15、第二辅助机构16和第三辅助机构17的结构相同且均匀的布置在同一水平直线上，均包括辅助第一传动轴50、辅助第二传动轴51、辅助第三传动轴52、辅助限位器53、辅助支撑轴54、辅助第一传动轴大齿轮55、辅助棘轮56、辅助第二传动轴大齿轮57、辅助第二传动轴小齿轮58、辅助第三传动轴小齿轮59、辅助第三传动轴大带轮60、辅助摇摆锤61、弹簧限位销62、棘齿转轴63、棘齿64和棘齿弹簧65；所述辅助第一传动轴50、辅助第二传动轴51和辅助第三传动轴52由上至下依次平行输出轴47布置；所述辅助第一传动轴大齿轮55和辅助棘轮56分别设置在辅助第一传动轴50的前后两端；所述辅助第二传动轴小齿轮58和辅助第二传动轴大齿轮57分别设置在辅助第二传动轴51的前后两端；所述辅助第三传动轴大带轮60和辅助第三传动轴小齿轮59分别设置在辅助第三传动轴52的前后两端；所述辅助第二传动轴小齿轮58与辅助第一传动轴大齿轮55啮合连接；所述辅助第二传动轴大齿轮57与辅助第三传动轴小齿轮59啮合连接；所述第一辅助机构15、第二辅助机构16和第三辅助机构中17中的辅助第三传动轴52的长度依次递增，使得各辅助机构的辅助第三传动轴大带轮60分别与三个输出轴带轮式棘轮46一一对应，所述第一辅助机构15、第二辅助机构16和第三辅助机构17中的辅助第三传动轴大带轮60分别通过第一同步带18、第二同步带19和第三同步带20连接对应的输出轴带轮式棘轮46；所述辅助支撑轴54固定连接辅助限位器53；所述辅助支撑轴54与辅助第一传动轴50相邻且同轴心布置；所述辅助摇摆锤61顶端有孔，通过轴承与辅助支撑轴54端部连接，以辅助支撑轴54为摇摆中心；所述辅助摇摆锤61由竖向的矩形轴和固连在矩形轴上部一侧的圆盘以及固连在矩形轴底端的重物块构成，所述圆盘的中心通过棘齿转轴63与棘齿64的下端连接，所述棘齿64的另一端与辅助棘轮56接触，所述棘齿64与棘齿转轴63连接处设置有棘齿弹簧65，通过棘齿弹簧65使得棘齿64紧紧压在辅助棘轮56上，使其接触紧密；所述弹簧限位销62设置在圆盘的上侧，用于固定棘齿弹簧65；各辅助传动轴的两端均设置有带座轴承49，所述带座轴承49通过横向安装支架11或竖向安装支架12固定。

[0034] 所述角钢圈9分别布置在上、下部齿轮转换机构和各辅助机构之间的圆周外侧并与浮筒体7固连；同一侧的三个辅助机构之间通过横向安装支架11采取带座紧固环10和带座轴承49连接；所述竖向安装支架12分别连接同一侧的横向安装支架11和角钢圈9。

[0035] 同一侧的第一辅助机构15、第二辅助机构16和第三辅助机构17中的辅助支撑轴54均为支撑轴，无法旋转，三个辅助支撑轴54之间通过横向安装支架11和带座紧固环10连接，然后采用竖向安装支架12连接横向安装支架11和角钢圈9，除此之外，其余所有的轴均是传动轴，其余所有的轴两端均安装带座轴承49，若处于同一水平高度的平行且相邻布置的传动轴，则用两个横向安装支架11分别连接同一水平高度不同传动轴同一端的带座轴承49，然后横向安装支架11各自通过竖向安装支架12连接，竖向安装支架12与角钢圈9固连；若传动轴在同一水平面上没有平行且相邻其他传动轴时，则直接用竖向安装支架12与带座轴承49连接，然后竖向安装支架12再与角钢圈9固连。

[0036] 本实施例中，所述辅助摇摆锤61底端重物块由圆柱和圆锥相结合构成；所述第一辅助机构15、第二辅助机构16和第三辅助机构17中重物块的圆柱部分高度依次变短，质量依次递减，即所述第一辅助机构15中的重物块为大质量重物块，所述第二辅助机构16中的重物块为中质量重物块，所述第三辅助机构17中的重物块为小质量重物块；使第一辅助机构15、第二辅助机构16和第三辅助机构17中的辅助摇摆锤61被驱动时所需的波浪能递减。

[0037] 所述第一辅助机构15中的辅助第二传动轴大齿轮57与辅助第三传动轴小齿轮59的齿数比、第二辅助机构16中的辅助第二传动轴大齿轮57与辅助第三传动轴小齿轮59的齿数比、第三辅助机构17中的辅助第二传动轴大齿轮57与辅助第三传动轴小齿轮59的齿数比，呈依次递减，这样装置本身的阻力就会变小，可以适应多种不同的波浪条件，从小到大的波浪能都可以采集到，提高了波浪能的采集范围和波浪能利用率；另外当上部齿轮转换机构13和下部齿轮转换机构14工作时，这三种不同尺寸的辅助机构可以有效弥补齿轮与齿条的换向间隙，使得波浪能转换更加平稳。

[0038] 所述铰接系统包括第一铰接件66、第二铰接件67、铰接转轴68和铰接柱69；所述铰接柱69分别螺纹连接在中间浮筒组件4一端锥形筒盖8的上侧和另一端锥形筒盖8的下侧，对应的，所述端部浮筒组件2内端锥形筒盖8的上侧或下侧也螺纹连接有铰接柱69；所述锥形筒盖8与齿条杆36对应的一侧均设置有矩形开槽70，且所述锥形筒盖8前端均设置有螺纹孔71；所述第一铰接件66和第二铰接件67分别通过螺纹孔71螺纹连接在相邻两个锥形筒盖8的前端；所述第一铰接件66和第二铰接件67之间通过铰接转轴68连接；所述一个中间浮筒组件4中的上部齿轮转换机构13的齿条杆铰接孔40和相邻另一中间浮筒组件4的锥形筒盖8上侧的铰接柱69铰接，同样，相邻另一中间浮筒组件4中的下部齿轮转换机构14的齿条杆铰接孔40与相邻锥形筒盖8下侧的铰接柱69铰接。

[0039] 本装置的工作过程为：首先应根据波浪条件设计第一辅助机构15、第二辅助机构16和第三辅助机构17中辅助第二传动轴大齿轮57和辅助第三传动轴小齿轮59的齿数比，同时设计第一辅助机构15、第二辅助机构16和第三辅助机构17中辅助摇摆锤61的重物块的质量大小，以求第一辅助机构15、第二辅助机构16和第三辅助机构17中采集浪能的范围覆盖所在海域的波浪条件，并且可以在上部齿轮转换机构13和下部齿轮转换机构14工作时，可以弥补齿条的换向间隙造成波浪能转换空隙，提高本装置的波浪能转换效率和稳定性。

[0040] 将本装置沿波浪传播方向布置，并通过锚泊系统1系于海床上，当波浪传播过来时，使得中间浮筒组件4和端部浮筒组件2由于处于不同波浪位置而产生上下相对运动，中间浮筒组件4和端部浮筒组件2之间或者中间浮筒组件4之间发生相对转动，从而使得上部齿轮转换机构13和下部齿轮转换机构14中的齿条杆36沿其轴向往复直线运动，限位滚轮35在齿条杆滚道38上同步转动，使得齿条杆齿条37和第一传动轴小齿轮32啮合紧密，第一齿条限位器34和第二齿条限位器42的矩形块总是在极限位置时优先接触到外齿条限位环39或者内齿条限位环48，从而保护第一传动轴小齿轮32和齿条杆齿条37，齿条杆齿条37驱动第一传动轴小齿轮32往复旋转，使得大链轮33用链条30连接小链轮式棘轮29和第一传动轴大齿轮43连接第二传动轴小齿轮式棘轮44交替驱动第二传动轴28单向旋转，进而带动第二传动轴大齿轮45旋转，第二传动轴大齿轮45连接第三传动轴小齿轮27，进而通过第三传动轴25带动第三传动轴大齿轮26，第三传动轴大齿轮26连接输出轴齿轮式棘轮24，输出轴齿轮式棘轮24连接输出轴47，输出轴47通过联轴器23带动直流发电机22单向转动，之后可以将电能传输到岸基电站或者蓄电池使用。

[0041] 与此同时，所述第一辅助机构15中的辅助摇摆锤61以辅助支撑轴54为中心摆动，辅助限位器53可以限制辅助摇摆锤61的摇摆幅度，避免碰撞装置其他部分而损坏，进而棘齿64驱动辅助棘轮56单向转动，棘齿64通过辅助第一传动轴50带动辅助第一传动轴大齿轮55转动，辅助第一传动轴大齿轮55连接辅助第二传动轴小齿轮58，辅助第二传动轴小齿轮
58通过辅助第二传动轴51带动辅助第二传动轴大齿轮57旋转，辅助第二传动轴大齿轮57连接辅助第三传动轴小齿轮59，辅助第三传动轴小齿轮59通过辅助第三传动轴52带动辅助第三传动轴大带轮60，辅助第三传动轴大带轮60通过第一同步带18带动一个输出轴带轮式棘轮46旋转，其旋转方向与输出轴齿轮式棘轮24相同。

[0042] 所述第二辅助机构16中的辅助摇摆锤61以辅助支撑轴54为中心摆动，辅助限位器53可以限制辅助摇摆锤61的摇摆幅度，避免碰撞装置其他部分而损坏，进而棘齿64驱动辅助棘轮56单向转动，棘齿64通过辅助第一传动轴50带动辅助第一传动轴大齿轮55转动，辅助第一传动轴大齿轮55连接辅助第二传动轴小齿轮58，辅助第二传动轴小齿轮58通过辅助第二传动轴51带动辅助第二传动轴大齿轮57旋转，辅助第二传动轴大齿轮57连接辅助第三传动轴小齿轮59，辅助第三传动轴小齿轮59通过辅助第三传动轴52带动辅助第三传动轴大带轮60，辅助第三传动轴大带轮60通过第二同步带19带动第二个输出轴带轮式棘轮46旋转，其旋转方向与输出轴齿轮式棘轮24相同。

[0043] 所述第三辅助机构17中的辅助摇摆锤61以辅助支撑轴54为中心摆动，辅助限位器53可以限制辅助摇摆锤61的摇摆幅度，避免碰撞装置其他部分而损坏，进而棘齿64驱动辅助棘轮56单向转动，棘齿64通过辅助第一传动轴50带动辅助第一传动轴大齿轮55转动，辅助第一传动轴大齿轮55连接辅助第二传动轴小齿轮58，辅助第二传动轴小齿轮58通过辅助第二传动轴51带动辅助第二传动轴大齿轮57旋转，辅助第二传动轴大齿轮57连接辅助第三传动轴小齿轮59，辅助第三传动轴小齿轮59通过辅助第三传动轴52带动辅助第三传动轴大带轮60，辅助第三传动轴大带轮60通过第三同步带20带动第三个输出轴带轮式棘轮46旋转，其旋转方向与输出轴齿轮式棘轮24相同。

[0044] 综上，所述第一辅助机构15、第二辅助机构16、第三辅助机构17带动的三个输出轴带轮式棘轮46转速不同，可以弥补上部齿轮转换机构13和下部齿轮转换机构14中齿条运动换向间隙造成的转换空挡，提高了本装置波浪能转换的稳定性。

[0045] 另外，当波浪较小时，波浪不足以驱动上部齿轮转换机构13和下部齿轮转换机构14运动，第一辅助机构15、第二辅助机构16、第三辅助机构17由于需要的波浪驱动力较小，且所需的波浪的驱动力依次减小，就可以在波浪较小时，同样可以通过第一辅助机构15或第二辅助机构16或第三辅助机构17带动直流发电机22发电，提高了本装置的不同波浪的利用范围，增加了波浪能转换效率。

[0046] 以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。