CN115788756A - 一种磁力悬浮的垂直接触分离式波浪能采集结构 - Google Patents

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CN115788756A CN202211471738.7A CN202211471738A CN115788756A CN 115788756 A CN115788756 A CN 115788756A CN 202211471738 A CN202211471738 A CN 202211471738A CN 115788756 A CN115788756 A CN 115788756A
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徐敬
王仁明
宋广斌
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Abstract

本发明涉及一种磁力悬浮的垂直接触分离式波浪能采集结构，具体有：圆筒的上下两端固定安装顶盖和底盖，顶盖和底盖的中心固定安转轴，轴上安装有直线轴承一和直线轴承二；直线轴承一与磁铁一固接，磁铁一与密封盖形成密封腔，第三摩擦层和第四摩擦层固定粘接在密封腔底部，质量环、上板、第一摩擦层和第二摩擦层固定粘接在弹簧的上端，弹簧的下端固定安装在密封腔底部；直线轴承二与浮力块固接，浮力块上端与磁铁二固接。优点是：整体结构可以固定安装在浮标等海上目标上，圆筒结构不仅将海浪无规则的运动转化为沿轴向的单自由度运动，且具有很好的自我防护能力，增加了结构的工作寿命。

Description

一种磁力悬浮的垂直接触分离式波浪能采集结构
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的一种磁力悬浮的垂直接触分离式波浪能采集结构，属于波浪能采集技术领域。
背景技术
能源是现代社会高速发展的重要组成部分。随着人类文明不断发展，地球上有限的化石燃料因人类的快速开采正变成当今社会亟待解决的主要问题，可再生能源和绿色能源的开发和利用变得越来越重要。海洋在全球有着广泛的分布，且海洋带来的波浪能取之不尽用之不竭，是一种有望在未来实现大规模应用的一种可再生能源。经过数十年的发展，传统的采用电磁结构的海洋能发电设备在波浪能采集领域仍旧存在局限性，波浪的无规则运动、低频率的特征严重影响着这类发电设备的推广。除此之外，普遍高昂的设备成本和安装维护成本直接限制了以电磁作为发电原理的波浪能发电设备的应用。
纳米摩擦发电机因其众多的应用优势而备受各行业广泛关注。纳米摩擦发电机是一种基于摩擦起电和静电感应的新型能源采集技术，其特点在于能够有效利用低频机械能进行发电，这为海洋能采集提供了一种新思路，是未来可回收能源领域不可或缺的重要部分。
纳米摩擦发电机具有结构简单、成本低的特点，使得该类发电装置具有良好的可阵列性，整机结构质量低，安装维护简单，在一些自供能领域已有应用，未来在海洋工程、机器制造、轨道交通、航空航天等领域将提供更多的解决方案。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种价格便宜、结构简单、稳定可靠、工作寿命长且能简易安装的一种磁力悬浮的垂直接触分离式波浪能采集结构。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种磁力悬浮的垂直接触分离式波浪能采集结构，具体有：圆筒(2)的上下两端固定安装顶盖(1)和底盖(8)，顶盖(1)和底盖(8)的中心固定安转轴(13)，轴(13)上安装有直线轴承一(12)和直线轴承二(9)；直线轴承一(12)与磁铁一(10)固接，磁铁一(10)与密封盖(3)形成密封腔，第三摩擦层(501)和第四摩擦层(502)固定粘接在密封腔底部，质量环(401)、上板(402)、第一摩擦层(403)和第二摩擦层(404)固定粘接在弹簧(11)的上端，弹簧(11)的下端固定安装在密封腔底部；直线轴承二(9)与浮力块(7)固接，浮力块(7)上端与磁铁二(6)固接。
本发明的优点是：整体结构可以固定安装在浮标等海上目标上，圆筒结构不仅将海浪无规则的运动转化为沿轴向的单自由度运动，且具有很好的自我防护能力，增加了结构的工作寿命。
附图说明
图1示出波浪能采集结构的横截面；
图2示出顶盖的正视图。
图中附图标记：
1顶盖
2圆筒
3密封盖
401质量环
402上板
403第一摩擦层
404第二摩擦层
501第三摩擦层
502第四摩擦层
6磁铁二
7浮力块
8底盖
9直线轴承二
10磁铁一
11弹簧
12直线轴承一
13轴
具体实施方式
图1示出构造为波浪能采集结构的横截面，本实施方式所述的一种磁力悬浮的垂直接触分离式波浪能采集结构，具体有：圆筒2的上下两端固定安装顶盖1和底盖8，顶盖1和底盖8的中心固定安转轴13，轴13上安装有直线轴承一12和直线轴承二9；直线轴承一12与磁铁一10固接，磁铁一10与密封盖3形成密封腔，第三摩擦层501和第四摩擦层502固定粘接在密封腔底部，质量环401、上板402、第一摩擦层403和第二摩擦层404固定粘接在弹簧11的上端，弹簧11的下端固定安装在密封腔底部；直线轴承二9与浮力块7固接，浮力块7上端与磁铁二6固接。
图2示出构造为顶盖1的正视图，顶盖1与底盖8完全相同，除中心有安装轴13的圆孔外，四周均设计有圆孔，供海水和空气自由进出。
波浪能采集结构在工作时将被固定在浮动平台或其他水面平台上，部分结构浸入海水中，浮力块7在海水的作用下能够将内部的结构保持在水面上，海浪的起伏会造成整个内部结构沿轴上下起伏，磁铁一10和磁铁二6磁性相斥安装，该结构能将发电结构托高远离水面，并且能实现缓冲的功能。
质量环401、上板402、第一摩擦层403和第二摩擦层404固定粘接的结构在惯性和弹簧11的共同作用下实现和第三摩擦层501的周期性接触分离，通过摩擦起电和静电感应的耦合作用实现发电。

Claims (1)

1.一种磁力悬浮的垂直接触分离式波浪能采集结构，具体有：圆筒(2)的上下两端固定安装顶盖(1)和底盖(8)，顶盖(1)和底盖(8)的中心固定安转轴(13)，轴(13)上安装有直线轴承一(12)和直线轴承二(9)；直线轴承一(12)与磁铁一(10)固接，磁铁一(10)与密封盖(3)形成密封腔，第三摩擦层(501)和第四摩擦层(502)固定粘接在密封腔底部，质量环(401)、上板(402)、第一摩擦层(403)和第二摩擦层(404)固定粘接在弹簧(11)的上端，弹簧(11)的下端固定安装在密封腔底部；直线轴承二(9)与浮力块(7)固接，浮力块(7)上端与磁铁二(6)固接，其特征在于，所述质量环(401)、上板(402)、第一摩擦层(403)和第二摩擦层(404)按顺序从上至下固定粘接；所述质量环(401)、上板(402)、第一摩擦层(403)、第二摩擦层(404)和弹簧(11)粘接的结构与密封盖(3)内侧存在缝隙；所述磁铁一(10)和磁铁二(6)磁性相斥安装；所述的第一摩擦层(403)和第四摩擦层(502)材质为铜；所述的第二摩擦层(404)和第三摩擦层(501)是两种得失电子能力不同的电介质，第二摩擦层(404)的材质为聚四氟乙烯，第三摩擦层(501)的材质为聚对苯二甲酸类塑料。
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