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申请/专利权人：集美大学

摘要：本发明涉及一种可变垂荡板深度的波浪能发电浮标及方法，属于波浪能发电浮标领域，包括空气透平、浮筒和垂荡板，浮筒为内部空心且中心设有空腔的环形结构，空腔的上下两侧均设有开口，空气透平固定设置于空腔上侧的开口处，浮筒的底部竖直穿设有多个关于其中心对称分布的推杆，多个推杆的下端均与垂荡板固定连接，浮筒内安装有多个与推杆上端对应固定连接的可锁紧伸缩装置，可锁紧伸缩装置能够驱动推杆相对浮筒做上下伸缩运动，进而改变垂荡板的深度。本发明能够根据波浪情况调节浮标的垂荡板深度，从而调整波浪能发电浮标的附加质量和固有频率，使波浪能发电浮标能够在较宽的入射波频率范围内具有较高的波能俘获效率。

主权项：1.一种可变垂荡板深度的波浪能发电浮标，其特征在于，包括空气透平、浮筒和垂荡板，所述浮筒为内部空心且中心设有空腔的环形结构，所述空腔的上下两侧均设有开口，所述空气透平固定设置于空腔上侧的开口处，所述浮筒的底部竖直穿设有多个关于其中心对称分布的推杆，多个所述推杆的下端均与垂荡板固定连接，所述浮筒内安装有多个与推杆上端对应固定连接的可锁紧伸缩装置，所述可锁紧伸缩装置能够驱动推杆相对浮筒做上下伸缩运动，进而改变垂荡板的深度；所述可锁紧伸缩装置包括升降驱动机构、升降座和可锁紧传动机构，所述升降座是由一块顶板和两块侧板组成的门字形结构，所述升降驱动机构的固定件固定于浮筒的内壁上，所述升降驱动机构的活动件与升降座的顶板固定连接，所述可锁紧传动机构包括固定齿条、复合齿条、齿轮和双棘爪锁紧部件，所述复合齿条的下端与对应推杆的上端固定连接，所述复合齿条位于升降座的两块侧板之间，所述复合齿条背向浮筒中心的一侧设置有齿轮齿条部，所述复合齿条朝向浮筒中心的一侧设置有双向棘轮齿条部，所述固定齿条固定在浮筒内部的侧壁上且与双向棘轮齿条部相对，所述齿轮转动安装于升降座远离浮筒中心的侧板上且分别与齿轮齿条部、固定齿条相啮合，所述双棘爪锁紧部件安装于升降座靠近浮筒中心的侧板上且与双向棘轮齿条部相配合；所述双棘爪锁紧部件包括第一棘爪、复位弹簧、第二棘爪、摆动块和舵机，所述双向棘轮齿条部是由两个方向相反的棘轮齿条并排组成，所述第一棘爪和第二棘爪的中部通过连接销轴与升降座的对应侧板相铰接，所述复位弹簧的两端分别固定连接第一棘爪和第二棘爪的一端部，所述第一棘爪和第二棘爪的另一端部分别插入两个棘轮齿条上的齿槽中，所述舵机固定于升降座的对应侧板上且其输出端与摆动块固定连接，所述摆动块位于第一棘爪和第二棘爪的一端部之间且分别抵靠在第一棘爪和第二棘爪上，所述舵机在推杆需要伸出时能够驱动摆动块以第一方向旋转使得摆动块脱离第一棘爪并推动第二棘爪脱离对应棘轮齿条的齿槽，所述舵机在推杆需要收缩时能够驱动摆动块以第二方向旋转使得摆动块脱离第二棘爪并推动第一棘爪脱离对应棘轮齿条的齿槽；所述升降驱动机构包括往复电机、螺杆和螺母，所述往复电机固定在浮筒内部的顶壁上且其输出端朝下，所述螺杆的上端与往复电机的输出端固定连接，所述螺母套设在螺杆上且与升降座的顶板固定连接；所述复合齿条的顶面设有盲孔，所述盲孔的内径大于螺杆的外径，所述盲孔的深度小于螺杆的长度；所述浮筒的底部设置有推杆导向孔，所述推杆穿过推杆导向孔并与推杆导向孔滑动密封配合；所述推杆导向孔内套设有密封用的橡胶垫圈，所述推杆与橡胶垫圈滑动接触；所述浮筒的上侧面固定安装有液位传感器，所述液位传感器的探头穿过浮筒外壁后向下延伸至浮筒空腔内，所述液位传感器能够测量浮筒内振荡水柱的液面位置。

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