升降式波浪发电设备技术领域
本发明涉及新能源技术领域，具体是一种升降式波浪发电设备。
背景技术
大海中的波浪永不停歇的上下翻滚。利用波浪中贮存的势能来发电，既不受天气
状况限制，也不受时间限制，可以永久性的进行发电，对于海岸线漫长、域内海洋面积广阔
的中国来说，具有特别的优势。中国专利文献CN 204553075U，于2015年8月12日公开了“浮
子式新型波浪发电装置”，包括有传动机构和发电机组，所述传动机构包括齿条和2个对称
设置的传动单元；所述传动单元包括主动轮、超越离合器和带动轮，所述超越离合器的棘轮
嵌入主动轮内，所述超越离合器的棘爪通过主动轮轴与带动轮连接；所述主动轮和带动轮
通过肋板与航标灯底座连接；所述齿条与锚链相连；2个传动单元分别置于齿条的两侧，且
齿条与2个传动单元的主动轮相啮合，齿条带动2个传动单元的主动轮转动；2个传动单元的
带动轮与发电机组的发电机齿轮相啮合，带动轮转动带动发电机齿轮转动，从而使发电机
组发电。该技术方案传动结构比较复杂，导致传动过程中能量损耗比较大，最终获得的电力
微弱，影响到最终推广的价值。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是，现有波浪发电设备的传动效率比较低，从而提供
一种拥有较高传动效率的升降式波浪发电设备。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种升降式波浪发电设备，包括漂
浮在水面的浮子、固定在水底的基座和发电机，所述浮子的下方连接可轴向往复运动的传
动杆的一端，传动杆的另一端固定在垂直于传动杆运动方向的水平滑动杆的中部，所述水
平滑动杆的两端滑动连接在滑轨上，所述滑轨固定于基座上；所述水平滑动杆在连接传动
杆位置的对侧与曲轴连杆机构的连杆可转动的连接在一起，连杆的另一端连接曲轴；曲轴
连杆机构的曲轴与发电机的转轴轴向连接。
本技术方案设计了浮子以捕获波浪的上下起伏动作，然后将该上下起伏动作通过
传动杆向下传递，传动杆的另一端是一个可以随着传动杆起伏而上下往复滑动的水平滑动
杆，此时，波浪的起伏被转化成水平滑动杆的上下往复运动。传动杆通常被设置为轴线垂直
于水平面，而水平滑动杆通常被设置为轴线平行于水平面。水平传动杆的两端，设计有可沿
传动杆起伏方向滑动的滑动连接结构，用来限制水平滑动杆的滑动方向。而水平滑动杆的
下方，也就是连接传动杆的位置的另一侧，设计与曲轴连杆机构中的连杆小头连接，而连杆
的另一端，即连杆大头，则是与曲轴的轴颈转动连接。这样设计之后，当波浪起伏的时候，浮
子被波浪推动上下升降，带动水平滑动杆上下往复升降，再通过曲轴连杆机构，将这种上下
运动转化为曲轴的转动，曲轴又推动轴向连接的发电机转轴转动，实现发电。由于波浪是起
伏的，本结构中浮子上下均处于推动曲轴转动的过程中，均实现了发电机发电，具有很高的
工作效率。
作为优选，所述浮子与传动杆之间为刚性连接。本方案中浮子与传动轴刚性连接，
可以将浮子受到的浮力完整的传递给传动轴，最大程度的拉动传动轴上下运动，有利于提
高能量转化效率。
作为优选，所述水平滑动杆的两端设有滚轮，滚轮与滑轨形成适配的滚动连接关
系。滚动摩擦的摩擦系数远小于滑动摩擦，本方案设计了更优的滚动摩擦来减小中间环节
的能量消耗。
作为优选，所述水平滑动杆的两端均设有滚轮支脚，所述滚轮支脚平行于水平滑
动杆的滑动方向，所述滚轮在滚轮支脚的两端各设1个。两边各设一个滚轮支脚，每个滚轮
支脚上下各设1个滚轮，使水平滑动杆的上下滑动轨迹精确稳定，有助于对连杆最佳的能量
传递。
作为优选，所述曲轴的连杆轴颈的上止点与下止点之间的高度差，与波浪的峰谷
差适配。曲轴的连杆轴颈的上止点与下止点之间的高度差，也就是波浪做功的高度差，也就
是浮子在波浪中上下浮动的高度差。
作为优选，所述曲轴的端部设有轴向的盲孔，发电机的转轴间隙的套接在该盲孔
内，且发电机的转轴与盲孔内壁之间以卷簧连接。本方案使用卷簧连接曲轴与发电机转轴，
将这使发电机更为均匀的转动，有助于发电机稳定工作，提升发电效率。另一方面，在水面
波浪较大的恶劣环境下，以卷簧作为力传递的中介，可以保护发电机。
作为优选，所述曲轴设有固定于基座上的轴套，轴套上设有防止曲轴逆向旋转的
棘轮结构。棘轮结构可以在曲轴的连杆轴颈转动至上、下止点时依然能正向旋转。
综上所述，本发明的有益效果是：拥有较高传动效率。
附图说明
图1是处于波谷时本发明的一种结构示意图，
图2是处于波峰时本发明的一种结构示意图。
其中：1浮子，2基座，3发电机，4传动杆，5水平滑动杆，6滑轨，7连杆，8支架上横杆，
9支架下横杆，10曲轴，11滚轮，12滚轮支脚，13卷簧，14棘轮结构，15波浪。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。
如图1所示的实施例，为一种升降式波浪发电设备，包括一个刚性的浮子1，浮子下
方刚性的连接着传动杆4的上端部，传动杆为竖直于水平面的，可上下轴向往复运动。传动
杆的下端部固定在水平滑动杆5的中部。水平滑动杆的轴向为水平方向的，其两端分别设有
两个滚轮支脚12，每个滚轮支脚上上下各设有1个滚轮11，这2组4个滚轮与滑轨6构成滚动
连接关系，使水平滑动杆沿着滑轨的方向上下运动。基座2分为左右2个，每个基座上设有1
个立柱，两个立柱间分别以支架上横杆8和支架下横杆9进行横向连接，形成一个整体的支
架，滑轨就在该支架上竖直设置。水平滑动杆的下方通过销轴与曲轴连杆机构的连杆7的连
杆小头转动连接，连杆的另一端即连杆大头与曲轴10的连杆轴颈转动连接。曲轴设有2个轴
套，分别位于左右支柱上，其中左侧的轴套内设有棘轮结构14，防止曲轴逆向转动。曲轴的
右侧端部设有轴向的盲孔，发电机3的转轴间隙的套接在该盲孔内，且发电机的转轴与盲孔
内壁之间以卷簧13连接。
本例的一种升降式波浪发电设备，可以被放置在浅海海浪幅度稳定的海区，基座
固定于海底，整个支架浸没在水面下，浮子漂浮在水面，以捕捉波浪15的起伏升降。当浮子
处于波谷状态时，如图1所示，浮子位于活动位置的最下端，水平滑动杆受到传动杆的推动
也处于滑动区间的最下端，带动连杆大头也处于最下端。当浮子处于波峰状态时，如图2所
示，浮子位于活动位置的最上端，水平滑动杆受到传动杆的推动也处于滑动区间的最上端，
带动连杆大头也处于最上端。浮子捕捉到的波浪的不断上下升降，转化为连杆大头带动曲
轴的连杆轴颈不断在下止点和上止点之间运动，形成曲轴的循环转动，最终推动发电机发
电。由于有棘轮结构的存在，曲轴的转动方向始终是单向的。由于有卷簧的存在，发电机的
转轴可以更平稳的转动。需要注意的是，曲轴的连杆轴颈上止点与下止点之间的高度差，与
波浪的峰谷差适配，以最大程度的利用波浪能量。