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YC610 振荡 发电 装置 结构设计

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YC610-单臂振荡波能发电装置结构设计,YC610,振荡,发电,装置,结构设计

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感谢您浏览本设计资料，由于资料具有可复制性，购买之前请仔细查看预览图，慎重购买。购买之后不受理退款要求，谢谢合作。毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告设计(论文)题目： 单臂振荡波能发电装置结构设 学生姓名： 学号： 专业： 所在学院： 指导教师： 职称： 年 月 日开题报告填写要求1开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效；2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3“文献综述”应按论文的框架成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15篇（不包括辞典、手册）；4有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2004年4月26日”或“2004-04-26”。5.开题报告（文献综述）字体请按宋体、小四号书写，行间距1.5倍。毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写不少于1000字的文献综述：1.1 海洋能的研究背景与意义 传统的化石能源使现代机械工业得以大规模发展，使人类从农耕社会进入了繁荣的工业社会，它为整个工业文明提供了源源不断的动力，是近代人类发展不可或缺的组成部分。截至目前化石能源仍是人类社会消耗的最主要能源，全球消耗的能源中化石能源占比高达80%以上，与此同时化石能源属于耗竭性能源，是地球演化过程中数百万年生成的产物，而它们现在的消耗速度远远超过生成速度。一方面，伴随着科技发展，人类社会能源需求量也日益加大，按照这种速度，不久的将来化石能源将逐渐消耗殆尽，这是人类发展面临的巨大挑战。另一方面，化石能源的使用总是伴随着温室气体的排放和一些环境污染问题的产生，这些危害到整个人类的生存环境，不符合社会健康长久发展的基本要求。极积寻找传统化石能源的替代品，开发利用新型清洁可再生能源、减少环境污染已成为世界各国的共识 地球上海洋面积达到 3.61 亿 km，占地球总表面积的 71%。广阔的海洋是蕴藏着丰富的资源，这些资源既包括海洋矿物能源也包括以潮汐、波浪、温差、盐差、海流等形式出现的“海洋能”。海水受到风力和阳光等的作用，造成不同区域温度、盐度的不同，受月球等的引力作用产生区域海面的起伏，这些差异导致海洋中各种各样的能量，海洋能量清洁并且可以再生。开发和利用这些清洁可再生能源对未来人类的发展具有重要的意义，也是人类维持自身生存发展、拓展生存空间的最切实可行的途径之一。 21 世纪以来，众多国家已针对各种海洋资源展开竞争，海洋科技强国已成为诸海洋国家的新目标。我国处在社会主义发展阶段，科学技术相对滞后于发达国家。通过不断的开拓进取，中国在各个科技领域实力已不断加强，取得了长远的进步，但改革开放后我国偏重于工业发展和经济增长、忽略了环境治理和保护。伴随这种粗放型工业发展路线的是大量的自然资源浪费和包括雾霾、全球气温升高、地下水污染等严重的环境问题，针对这些亟需解决的问题，我国政府加大力度倡导节能减排和环境友好型社会的发展形态，并着重支持对新型清洁可再生能源的开发利用，确立了可持续发展的战略路线。我国海域广阔、海岛众多，拥有 490 万平方公里的海域面积海域和 6000 余个海岛，这些地区蕴含的丰富海洋能资源将是一笔宝贵的财富，合理的加以开发利用是解决我国能源及环境问题的有效途径之一。 海洋能利用技术一般是指将海洋能转化为人们生产生活可以使用的电能的技术，通过各种装置将海洋中以动能、位能、热能、化学能等形式出现的能量转化为电能。世界各国海洋能利用技术目前多处于发展的初始阶段，所以海洋能属于有待开发的新领域，据调查，这些巨量的海洋能资源中潮汐能利用技术已趋于成熟，需要进一步商业化、规模化中，波浪能利用技术还处于试验阶段，有待更深的研究探索，温差、盐差能等利用技术处于原完善阶段。 针对目前的状况，我国已开始对海洋能资源研究的区域性划分和整体规划，国家海洋局海洋可再生能源发展纲要（2013-2016）中提到我国将建立三处大型海洋能试验基地布特点和能源需求的情况科学的进行分区和布局，各科研院校在我国沿海陆续研制开发安装多种海洋能利用试验装置。这将进一步为促进海洋能资源开发、海洋能利用技术的领域研究打下基础。 1.2 海洋波浪能的资源分布 海洋波浪能是一种动能形态的海洋能，它与其他海洋能相比具有分布广泛、能流密度大的特点。据调查，全球波浪能的总储量约为 25 亿 kW，开发前景巨大。如图 1.1 所示为全球波浪能能流密度区域分布图，图中可以看出世界上波浪能密度较大的区域集中于印度洋和太平洋的南部、大西洋北部，太平洋北部等地区。一般波浪能流密度达到 2kW/m时被认为可以加以利用，图中可知全球大部分海洋区域的属于可利用的范围1.3 国内外研究现状与分析 点吸收式波浪能发电装置也称为振荡浮子式波浪能发电装置，原理是通过海面漂浮的振荡浮子来吸收海洋波浪的能量，并通过一定的转换方式来将这些能量转化为电能，点吸收式波浪能发电技术采集波浪能的效率较高，制造也相对容易，成本也较低，适合波浪能能流密度较低的国家，上一节中提及我国波浪能量密度普遍偏小，所以点吸收式波浪能发电装置适合在我国进行研究和推广1.3.1 早期波浪能发电技术的发展 世界上各海洋国家一直都非常重视海洋波浪能领域的探索和研究，最早的波浪能领域发明专利可以上溯到 1799 年，1911 年，法国研制了世界上第一台海洋波浪能发电装置。在 20 世纪 60 年代，日本首次将波浪能利用装置商用，研制了供航标电能的波浪能装置。截至 2010 年波浪能利用技术的专利已超过 4000 多项，全球范围内各海洋国家都在积极进行波浪能发电技术方面的研究，通过一系列的理论计算和数值模拟来进行前期的优化设计，并已在实海况中运行多种波浪能发电装置样机，检验装置的稳定性和可靠性。欧洲沿海地区波浪能资源丰富，所以相关研究的发展较突出，其他区域也在进行该领域的积极探索。 截至目前已有多种波浪能发电装置投入到海洋中运行和实验。我国于 20 世纪 70 年代开始研究波浪能发电技术，中国科学院广州能研究所在“七五”期间建造了我国首座波浪能发电站。在“九五”期间国家海洋技术研究所在山东省大管岛建成我国第一座摆式波浪发电站，它采用机械摆板摆动来收集混凝土浇筑的喇叭形收缩水道中波浪的能量，内部通过液压转换系统进行发电，设计发电功率达到 30kW。 1.3.2 波浪能发电装置的分类方法 依据位于苏格兰奥克尼群岛的欧洲海洋能源中心（世界上第一个海洋能源中心）的分类方法，将波浪能发电装置一次转换、中间转换和二次转换进行分类。一级转换部分采集海洋波浪中具有的能量，通过如浮体、摆板等结构将波浪的动能转换为、；中间转换部分为辅助波浪能的继续转换，使采集的波浪能量便于发电机使用，二次转换通过发电机将机械能转化为电能为波浪能发电装置的转换流程图，图中可以看出，一级转换部分在于通过振荡浮子、摆板等不同机械结构的构件来采集波浪能量，需要研究海洋波浪的变化规律和特点来改进这些构件的物理参数达到波浪能量的有效转换。中间转换部分在于通过齿轮箱、液压结构、惯性轮等构件将一级转换部分已经转换的机械能转化为连续的、稳定的可供发电机使用的机械能量，二级转换主要通过发电机将机械能转换至电能，目前一般通过传统的交流发电机或直流发电机来转换上述能量，也有相关装置应用了直线电机等新技术。波浪能发电技术的重点研究对象包括一次转换部分、中间转换部分的机械系统的结构优化设计也包括二次转换后发电机发电的并网与调配等问题。 按一次转换中的采集波浪能的方式不同可以分为振荡水柱式、筏式、越浪式、点吸收（振荡浮子）式、摆式，鸭式等几种形式，还包括应用了金属磁流体技术的波浪能发电装置。按装置固定与否可以分为固定式和漂浮式，按装置二次转换部分的不同机械原理可以分为气动式、液压式和齿轮式。 一种典型波浪能发电装置的原理示意图，装置包括浮体、绳索、直线电机、锚系系统，当浮体附近波浪起伏运动时，振荡浮子的上下运动带动绳索另一端直线电机的动子运动产生电能，直线电机位于密封机箱内，防止海水的进入。 1.3.3 波浪能发电技术的理论研究 由于点吸收式波浪能发电技术具有转换效率高、结构尺寸可变性大的优势，目前相关装置目前理论研究和设计研发发展很快，研究主要集中于装置的波浪水动力性能分析、置控制策略如相位控制、反馈调节控制等，通过改变设计参数优化装置发电效率、提高装置安全性能，应用新型压电材料的发电也已成为重要方向，本文主要涉及装置的水动力学分析，所以侧重介绍这方面的研究状况。 早在 1981 年，Thomas 等人就总结了波浪能装置在波浪流场中的基本特征，对波浪中浮体间的相互影响进行了研究，Falcao 在 2002 年基于线性波浪假设，对点吸收式波浪能发电装置进行了水动力分析，研究了装置腔体的几何形状和入射波的角度对装置整体效率的影响。Hals 在 2007 年通过建立一种频域和时域混合模型来分析双浮体波浪能发电装置的水动力响应特性，研究相位控制法提高装置能量转换效率的问题，BaBarit 在 2012 年在研究分析中通过在无粘性流体动力学方程中添加二次阻尼项来考虑流体粘性阻尼对分析的影响。 国内包括相关研究所和院校也进行了很多研究，刘应中等在 1987 年利用线性三位源汇法分析了在某一水深规则波浪下船驳组合体的运动响应问题，中国科学院广州能源研究所盛松伟等于 2013 年进行了一种点吸收式波浪能装置的水动力分析，对规则波浪中装置浮体的外部阻尼力和激励力进行了理论演算和装置的优化设计。中国海洋大学的马哲于 2013年考虑振荡浮子运动受负载影响而对振荡浮子施加外界阻尼下的波浪水动力响应问题进行了分析，并针对不同物理特性的振荡浮子的响应运动特性进行讨论.1.3.4 波浪能发电技术的试验研究 近年来，点吸收式波浪能发电技术发展较快，有很多点吸收式波浪能发电装置已进行模型样机的水槽实验，部分已投入实海况试验和小规模运行。如图 1.6 所示为英国 AWS Ocean Energy 公司研发 Archimedes Wave Swing 装置在 2010 年于苏格兰附近海域建立的试验实物和原理示意图，它的原理是通过圆柱形浮筒，浮筒由于波浪的作用而起伏运动时，浮筒内通过缆绳锚系直线电机的机芯部分并不随浮筒一起运动，从而通过直线电机的机芯往复运动发电我国波浪能利用技术具有起步晚、发展速度快、开发规模较小的特点，相关图 1.7 为中国科学院广州能源研究所研制的点吸收式直线发电试验装置 2011 年底在广州大万山岛海域运行时的情况及其原理示意图，它的装机容量是 10KW，波浪作用下，与水下阻尼板固定连接的直线电机动子和与振荡浮子固定连接的直线电机定子产生相对运动而发电如图 1.8 和图 1.9 所示集美大学海洋能利用团队研发的海洋能利用综合试验平台，平台通过位于主体两侧的振荡浮子列和摆板采集波浪能，通过垂直轴风机采集海洋风能，当波浪朝某一方向传递时，平台受水力作用会绕前端锚系浮筒转动，使平台主“船体面向来波方向，从而更好的吸收波浪能，当波浪传递至平台主体时两侧振荡浮子列因波浪不同区域水浮力作用的不同与主体产生相对运动，这些机械能被齿轮箱等结构转化为旋转机械能后供舱内发电机利用。 参考文献1 游亚戈，李伟，刘伟民，等.海洋能发电技术的发展现状与前景J.电力系统自动化，2010，34(14)：1-12. 2 蔡男，王世明.波浪能利用的发展与前景J.国土与自然资源研究.2012(6)：92-94. 3 焦永芳，刘寅立.海浪发电的现状及前景展望J.中国高新技术企业.2010(12)：89-90. 4 王宏.海洋局关于印发海洋可再生能源发展纲要(2013-2016 年)的通知EB/OL .(2013-12-27) 2014-10-19./gongbao/content/2014/content_2654541.htm 5 郑崇伟，贾本凯，郭随平，等.全球海域波浪能资源储量分析J.资源科学，2013，35(8)：1611-1616. 6 郑崇伟，李训强.基于WAVEWATCH模式的近22年中国中国海波浪能资源评估J.中国海洋大学学报，2011，41(11)：5-12. 7 任建莉，罗誉娅，陈俊杰，等.海洋波浪信息资源评估系统的波力发电应用研究J.可再生能源，2009，27(3)：93-97. 8 丁莹莹.我国海洋能产业技术创新系统研究D.哈尔滨：哈尔滨工程大学，2013. 9 游亚戈，李伟，刘伟民，等.海洋能发电技术的发展现状与前景J.电力系统自动化，2010，34(14)：1-12. 10刘美琴，仲颖，郑源，等.海流能利用技术研究进展与展望J.可再生能源，2009，27(5)：78-81. 11游亚戈.我国海洋能进展J.中国科技成果，2007，16(3)：18-20. 12顾明浩，谭祺，石世宁，等.摆式海洋波浪发电原理与事迹J.流体传动与控制，2012，5：5-9. 13訚耀保，Tomiji Watabe.海洋波浪能量综合利用M.上海：上海科学技术出版社，2011. 14韩冰峰，褚金奎，熊叶盛，等.海洋波浪能发电研究进展J.电网与清洁能源，2012，28(2)：61-66. 15游亚戈，李伟，刘伟民，等.海洋能发电技术的发展现状与前景J.电力系统自动化，2010，34(14)：1-10. 16Thomas G，Evans DV. Arrays of the Three-dimensional Wave-energy AbsorbersJ.Journal of Fluid Mechanics，1981，108：67-88. 17De O，Falcao F. Wave-power Absorption by a Periodic Linear Array of Oscillating Water ColumnsJ. Ocean Engineering，2002，29：1163-1186. 18Babari A，Hals J. Numerical Benchmarking Study if a Selection of Wave Energy ConvertersJ. Renewable Energy，2012，41：44-63. 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告2本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：本课题要研究或解决的问题： 国内外通过研究海洋波浪能的特点，已提出了多种不同的波浪能发电装置，这些装置机械结构和原理各异，转换效率高低不一，大部分处于理论或者初步设计阶段。由于海洋波浪能利用技术较新，针对相关装置的优化设计还比较少，进行相关研究工作对装置的优化设计具有指导意义。在点吸收式波浪能发电技术方面：以往多采用单振荡浮子采集波浪能的方式，或者多个单臂振荡波波浪能装置在二次转换以后再进行电力调配和并网，对多点阵列的点吸收式波浪能发电装置的研究较少，相关振荡浮子阵列中振荡浮子间运动的相互影响也较少第一章简述了海洋能资源背景和国内外海洋波浪能发电技术的研究现状，介绍了几种典型的波浪能发电装置的技术原理。并对与本文提及的单臂振荡波波浪能发电装置进行了调查和分析。 第二章介绍了单臂振荡波波浪能发电装置的机械结构和原理.第三章对单臂振荡波波浪能发电装置进行机械结构设计计算拟采用的研究手段（途径）： 模型实验台主要由采能振荡浮子、传动连杆、单向轴承、传动轴、行星增速齿轮箱、扭矩传感器、发电机、结构支架、机箱等组成，局部设计示意图如图1所示。 如图1所示为模型实验台的机械原理示意图，图中球形振荡浮子通过活动扣件与连杆相连，连杆另一端通过螺丝与单向轴承固定，超越离合器只能带动转轴做单向旋转，两转轴间通过齿轮相互连接，其中的转轴 1 通过联轴器与扭矩余转速传感器连接，从而可以通过传感器测出振荡浮子在波浪中运动产生的转矩。机箱内增速齿轮箱的输出轴通过橡胶传动轮与直流发电机转轴相连，当左侧振荡浮子因为波浪的作用做向上摆动时通过连杆带动单向轴承旋转，单向轴承此时锁死所以带动转轴 2 做顺时针旋转，当振荡浮子因重力作用向下摆动时，单向轴承解锁，并不带动转轴 2 旋转，当右侧振荡浮子因为波浪作用向上摆动时通过连杆和锁死对的单向轴承带动转轴 1 逆时针旋转运动，与转轴2 键连接的齿轮和安装在转轴 1 上的齿轮啮合，从而带动转轴 1 逆时针旋转，当右侧振荡浮子向下摆动时同理不会带动转轴旋转，转轴 1 将这种间断的旋转运动通过行星增速齿轮箱将旋转机械能传递给发电机转子发电。 图1 结构图 图2 原理图 验造波水槽采用淡水，多点阵列式波浪能发电装置位于海中，需要进行水密度修正。根据几何相似和上述相似准则可得主要物理量的比例尺。 由于装置设计与模型间的几何相似性可得确定几何比尺，表 5.2 中因为连杆初始位置为倾斜状态，通过原装置设计的尺寸通过连杆在水平面的投影得到，所以这里沿用连杆的投影长度。振荡浮子直径、振荡浮子吃水、连杆长度分别选用几种尺寸，用于为验设置对比组。 由于模型实验环境条件的限制，实验台将采用齿轮结构和连杆结构来构建中间转换部分，主要分析一次转换部分振荡浮子的运动响应特性。验台的设计图纸和实物，装置通过支架位于造波水槽的上方，并为行星增速齿轮箱部分、电机部分搭钢制作的套传动比为 1值，便于实论文搭建了一个套壳内，1:35。中设计了波水槽中的箱，装置的件不被水溅了在最大波的布置和安验台的初步设多点阵列式活动零件，湿造成锈蚀高下振荡浮放。 设计图和具体式波浪能发电包括两根蚀和故障，浮子带动连体设计图纸 电装置水动力根转轴和单向其中行星变连杆运动的角力分析与优化向轴承都位变速齿轮箱角度最大值。毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告指导教师意见：1对“文献综述”的评语：2对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：3.是否同意开题： 同意 不同意指导教师： 年 月 日所在专业审查意见：负责人： 年 月 日 毕 业 设 计（论 文） 设计(论文)题目：单臂振荡波能发电装置结构设计 学生姓名： 指导教师： 二级学院： 专业： 班级： 学号： 提交日期： 年 月 日 答辩日期： 年 月 日 18金陵科技学院学士学位论文 目录目 录摘 要IVAbstractV第1章 绪论11.1 海洋能的研究背景与意义11.2 海洋波浪能的资源分布21.3 国内外研究现状与分析21.3.1 早期波浪能发电技术的发展21.3.2 波浪能发电装置的分类方法31.3.3 波浪能发电技术的理论研究31.3.4 波浪能发电技术的试验研究4第2章 单臂振荡波能发电装置方案设计52.1 概述52.2 方案设计52.3 方案确定7第3章 单臂振荡波能发电装置的受力与分析计算83.1 主要参数的计算83.2 液压原理图设计93.3 油缸直径及行程的确定103.3.1 液压缸最大推力Pmax的确定103.3.2 拉杆最大拉力Tmax的确定103.4 销的选择与校核10第4章 液压系统设计124.1油缸的计算与选型124.1.1 油缸的计算124.1.2油缸的选型124.2 油泵的计算与选型134.2.1油泵工作压力P的计算134.2.2油泵理论流量QT的计算134.2.3油泵排量q的计算134.2.4油泵功率N的计算144.2.5油泵的选型144.3油箱与油管的计算与选型144.3.1油箱容积V的计算144.3.2油管内径d的计算14总结16参考文献17致 谢19单臂振荡波能发电装置结构设计摘 要波浪能源问题日益被重视，世界上有一些新的思路和新的技术浪潮的力量。截至目前，还有约340种不同的场景，千余项专利。手臂摆振动能量是波的形式，波倾斜自我介绍。对于波浪能装置的波能装置的倾斜，在深化的过程中研究的商业价值逐步体现。这篇文章是关于浮力倾斜波能装置。计算出的理论的基础上，在浮力倾斜研究波能装置的条款。论文章节概括如下：第一章讨论了课题的研究背景，波浪能装置的研究现状提出重要性和调查的对象。第二章论述在研究设备关键技术的组成和浮力倾斜波能装置的基本原理进行了分析。第三章，具有放置在固定的位置时，计算了波振幅的力量和分析不动浮力的光波动理论。然后导出的能量俘获效率浮力振荡装置，并用水深度的关系，来分析摆机械阻尼的浮力。关键词：波浪能发电；振荡波；波浪能金陵科技学院学士学位论文 第1章 绪论 Single Arm Oscillation Energy Generation Apparatus DesignAbstractWith the wave energy increasingly being taken seriously, the world made a number of wave power of new ideas and new technologies. So far there are about 340 kinds of different scenarios, more than one thousand patents. Arm pendulum oscillation energy is a form of wave energy, wave energy Tilting introduces himself. Tilting wave energy device for a wave energy device, its commercial value in the deepening of the study of the process of gradually being reflected. This article is about the buoyancy Tilting wave energy device. Calculated from the theory, in terms of buoyancy tilting wave energy device research. Thesis chapters are summarized as follows:The first chapter discusses the research background, research status of wave energy devices presented significance of the topic and the subject of research.The second chapter discusses the composition and the basic principles of buoyancy Tilting wave energy device was analyzed during the study device key technologies.In the third chapter, a slight wave theory of buoyancy placed in fixed position does not move when the force of the wave amplitudes were calculated and analyzed. And then derive the buoyancy means a pendulum motion capture energy efficiency, and analyze its relationship with water depth, buoyancy mechanical damping of the pendulum.Key words: wave energy; oscillation; wave energy第1章 绪论1.1 海洋能的研究背景与意义 传统化石能源，使现代机械工业的大规模发展，已经进入了从农业到人类社会繁荣的工业社会，提供动力源源不断整个工业文明，在近代的人类发展的组成部分。至今仍是人类社会最重要的化石能源消耗，化石能源的全球消费量的比重超过80，而化石燃料能源的枯竭，地球数百万年的所得产品的进化，它们消耗很多比生产速度。在一方面，随着科学技术的发展，人类社会也越来越大的能源需求，按照这个速度，不久的将来会逐渐消耗殆尽的化石能源，这是人类发展的一个巨大挑战。在另一方面，利用化石能源始终伴随着温室气体的排放和生产了一批环境污染危害整个人类环境不符合健康的长远社会发展的基本要求。剧情替代传统的化石燃料，开发和使用新的清洁的寻找可再生能源，减少对环境的污染是海洋的共识是地球上面积达到3.61亿公里，占地球表面的71。浩瀚的海洋是资源丰富，包括海洋化石能源还包括潮汐，波浪，温度，盐度梯度，海流的形式“海力”。经受风吹日晒等，从而导致不同的温度，盐度的不同区域，由月球和其他地区的产品滚动海重力的作用海水，这些差异导致各种海洋能，从海上能量是干净的，可再生的。开发和利用清洁可再生能源，这是对人类未来的发展具有重要意义，也是自身生存和发展的人类，来维持，扩大生存空间最实用的方法之一。进入21世纪以来，必须争取许多国家的各种海洋资源，有各种海洋国家的新目标，海洋科学和技术实力。社会主义在我们的发展，科学技术的滞后期发达国家落后。通过不断开拓进取，中国的实力一直保持科学和技术之间的联系已经在若干领域取得了长远的进步，但改革开放以来我们强调工业发展和经济增长，忽视环境管理和保护后。除了这种粗放的产业发展路线是自然资源，如烟雾，全球变暖，污染地下水，要解决这些问题严重的环境问题很多浪费，我们的政府已经加大力度推进节能减排，并正在制定环境友好型社会，并把重点放在支持新的清洁可再生能源的开发和利用，建立可持续发展的战略路线图。我们的海洋是巨大的，岛屿众多，拥有490万平方公里的海域面积超过6000群岛海域，蕴藏于这些领域将是一笔宝贵的财富，开发和利用是合理的丰富的海洋能源资源有效地解决我们的能源和环境问题。海洋能技术一般是指在生活用海能量和生产的人可能通过多种海洋能量的技术在动能，势能，热能，化学能的形式进入电是该技术的功率能源等新兴。能源技术的世界海洋能量是目前更多的开发的初始阶段，可以达到开发新的海域，根据调查，这种巨大的海浪能量的量成熟潮使用源，进一步通过使用波能源技术的商业规模仍处于实验性阶段，有待更深入的研究和探索，温度，盐度差能和原始声音的舞台技术的其他用途。区域划分和当前形势的总体规划，中国已开始向海洋能，国家海洋局“海洋可再生能源发展纲要（2013-2016）”中提到中国将研究确定了三个主要的海洋能源试验场螺栓形势和科学的角度和分区布局的能源需求，相继开发在中国沿海地区科研机构安装各种海洋能试验装置。这将进一步推动海洋能，海洋能技术研究基金会的发展。 1.2 海洋波浪能的资源分布 海洋波浪能是海洋能源的动能的一种形式，可以比其它海洋广泛的传播能量密度高的流动特性。据调查，约2.5十亿千瓦的全球波浪能，极具发展潜力的总储量。图1.1显示全球浪潮通量范围内，这个数字可以集中在南印度洋和太平洋，北大西洋，北太平洋和类似波的能量密度区的世界中可以看出。一般，当2千瓦/米波浪能磁通密度与它一起使用，该图表明，大部分海洋区域的有效范围内的。1.3 国内外研究现状与分析 点吸式波能装置也浮振荡称为波能装置，其原理是将振动能量通过漂浮在海中的波浪吸收浮海，并通过一种手段，这种能量转换成电能吸收点波能量波能源技术效率高，比较容易制造，成本低，适合于波能可以是密度较低的国家中的波的能量密度的前部，所述流一般较小，以便收集合适的吸收式波浪能装置的现场在我们的研究和推广。1.3.1 早期波浪能发电技术的发展 所有的海洋国家有海洋勘探和研究波浪能源领域确定的世界具有重大影响，波浪能可最早的专利领域可以追溯到1799年，1911年，法国研制出世界上第一个海洋波浪能发电装置。在20世纪60年代，专为能源浮标日本第一个商用波浪能利用装置是波浪能装置。截至2010年，有利用波浪能技术专利使用了4000多个项目，在世界各地所有的海运国家都参与波浪能源技术的研究，通过一系列的理论计算和数值模拟预先优化的设计的，它有在原型中，测试设备的操作的发电装置的稳定性和可靠性的实际的海况一些波。欧洲岸边波浪能资源丰富，因此相关研究在其他地区的发展更加突出也在积极探索领域。到目前为止，有在海洋和运行实验的各种波能装置。中国在上世纪70年代就开始研究，波浪能发电，在“七五”期间中国的第一批电厂的建设能源研究所广州。在该机械钟摆摆动用喇叭板混凝土浇注收集收缩水道波通过发电内部版本液压转换系统，中国第一个倾斜波浪发电站国家海洋技术研究所在山东大管岛“十一五”期间，发电设计达到30kW的。 1.3.2 波浪能发电装置的分类方法 根据苏格兰奥克尼群岛的欧洲海洋能源中心（世界上第一个海洋能源中心）的分类，一旦波能量转换装置，中间转换和第二转换格式。海洋波浪能量转换部分，诸如通过浮子，摆板和其他结构，波浪的动能转化的集合;辅助波能量转换的中间转换部分继续使波能量以促进采集发电机，二转换机械能的发电机转化为电能的波浪能发电设备的流程图，该图所示，一个转换部的转换而通过摇动浮子，捕获，以改善以实现波能量的有效转化这些部件的物理参数摆锤构件板波能量，应进行调查和海洋变化可能性的不同的机械结构。经由齿轮箱，艺术作品的中间层转换部分，飞轮元件具有用于通过辅助过渡发电机的机械能基本上转换成一个连续的，稳定的机械能发生器的转换部分的机械能转换成电力，目前一般转换所述能量由常规的交流发电机的装置或直流发电机还涉及新技术的应用：线性电动机。研究主要集中在波浪能转换技术，包括转换的机械结构优化设计，包括大专转换发生器等，网络和投注选项的系统的中间部分的部分。按波能量收集的另一个转换可以分为摆动型水柱，光滑，传输类型，指向不同的形式（振荡浮动）型，摆动，鸭等的捕捉，但也将金属磁性的应用液波功率器件技术。所述压力装置是不固定的，或可被分成固定的和可变的，根据不同的机械原理，这意味着次要转换部分可以分为气动，液压和齿轮。波能装置的一个典型的原理是该装置的示意图包括浮体，绳索，直线电机，系泊系统中，当在接近波浪浮体波浪状运动，上下移动浮子驱动动子运动帘线振荡到直线的另一端部电机以产生电能，以防止位于密封壳体内的线性马达获得，防止海水的进入。 1.3.3 波浪能发电技术的理论研究 由于吸收式波浪发电技术具有转换效率高，结构，尺寸变化大的优势，目前的理论研究和目前发展迅速设计和开发相关设备的角度来看，研究主要集中于波器水动力性能分析，控制策略设定相位，通过改变设计参数，以便优化的发电设备的效率，以提高装置的安全性能调整反馈调节控制，新一代压电材料中的应用具有重要的成为方向，本文涉及到流体力学分析设备，所以重点介绍这一研究现状。早在1981年，托马斯等人，总结了在墨西哥湾流的基本功能的波浪能装置，互动浮体被海浪之间的研究的基础上，于2002年直线法尔考波假设，以吸收波能的点的腔装置和该装置的总效率的入射角的几何形状的影响发生装置流体动力学分析。颈部于2007年，通过建立一个频率的时间域混合模型来分析流体动力双浮标波浪能装置响应特性，相位控制学习方法来提高能量转换效率问题的手段，在BaBarit 2012年的研究分析，加在没有粘性流体动力学方程的次级阻尼项来检查粘性阻尼流体分析的效果。包括国内相关研究机构和大学也有很多的研究，刘中间三个线性源和汇的分析是在1987年法在规则波的深度下车驳船移动单元响应问题，能源绳松伟广州研究所等于2013是一段波吸收水动力分析，正波浮意味着外部激励动力和阻尼进行了优化设计理论和计算方法。马哲中国海洋大学吸引流体动力波施加浮子外阻尼浮子下方的振荡进行分析如在2013年的问题的响应的冲击载荷的摆动运动，并以浮动的振动的各种物理性质的运动特性的响应讨论.1.3.4 波浪能发电技术的试验研究 近年来，快速的技术发展波浪能吸收点，有波浪能发电装置的吸收点多一直是样机模型水池实验，把一些在现实的海况和小规模试验。如图所示，2010年英国的AWS海洋能源研发阿基米德波摆基地，成立于苏格兰周围海域1.6原理和物理测试，作品被圆柱形浮筒，浮筒由于UPS的波期间起伏不一起移动，与浮标，这是启动太晚，的波浪能产生的往复运动的运动的特性快，小规模的发展而发展的线性电动机的运动的运动浮标电缆内部部分采用直线电机技术，相关图点线性制动检测设备1.7广州能源研究所在2011年底发展起来的，当容量10KW，在茫茫大海上和水下阻尼直线电机及其在广州原理万山岛海域作业如图1.8和移动盘和固定连接到固定到浮动相对运动和发电的振动直线电机定子图1.9集美大学海洋能源的研究和开发团队可以采取全面的海洋测试平台的优势，平台由浮子和摆动板波能量的振动两侧的列的主要部分捕获，由垂直轴风力涡轮机中，当沿给定方向的波，工作平台将左右前端浮筒转动的作用收集海上风力中，为了摆动的主要平台“为船体后部的方向，以使波浪能，更好的吸收时的波穿过平台振荡波主体的两侧浮标其他列，因为相对移动的水的浮力的不同区域的身体，这些机械变速箱和其它结构这可转换成旋转机械能供应发电机使用舱。 金陵科技学院学士学位论文 第2章 单臂振荡波能发电装置方案设计第2章 单臂振荡波能发电装置方案设计2.1 概述图2. 1是离网型浮力摆式波浪能发电机组的总体结构组成，两个主要的机械系统和电气系统：完整的机械系统以吸收大的能量，并且能量传递函数，它包括浮力和液压传动摆动机构，以实现转换为波被转换成动能转化为压力能，从而液压系统在旋转的机械能，以及发电机，电气系统，以实现将旋转机械能转换成电能，并实现能量存储和转换，这是一台发电机，一个系统控制单元和充放电控制系统等的主要功能。包括能源，但它也可以通过电气控制系统来实现赶上浮球和最大化稳定的功率输出图2.1离网型浮力摆式波浪能发电机组的总体结构2.2 方案设计浮力摆式波浪能发电装置包括浮力摆、液压缸和钦接机构等，具体机械结构如图2.2所示因2.2 浮力摆式波浪能发电装置机械结构设计图浮力倾斜波装置结构的机构中的独立运动的运动和功率分析前的数，研究机构的自由，以确定所希望的使设置来控制7的移动，其中该图可被简化固定图2.3。图2.3浮力摆式波浪能发电装置机构运动简图该组织是由机架1，原动机2是复合钦链和两个II类基团，和其中B是由三个部件的钛链的组合物，从而使构成交替的旋转数3-1 = 2C，D两个两个成员，每两个旋转副，因此该机构一共N = 5活跃成员，一共P1口7低边和高pH=0副手，无局部自由度和虚限制，获得自由度，可根据下式为组织自由平面被命名：因为同等数量的自由度运动构件机构和团体的都是一体，使浮力倾斜机制的波浪能装置的相对运动提供。设计浮球机械结构主要钢板20通过焊接，以便在浮力的厚度来进行，以使浮体，并与同样薄越好的一定的刚度，既减轻重量节省材料，而且还形成改善与波其，增加浮力摆置换反应。为此浮力投入中空内部，顶部和底部被设计成半圆弧，4毫米前壁板壁厚。为了访问促进展气缸和刚性，是圆网造纸气缸轴承座设计成固体，从而防止向上力摆变形时，内部硬盘部件焊接到厚度为20正加强肋，侧杨的壁厚板8同时需要充分考虑密封浮力吊带的可靠性。2.3 方案确定在这种情况下，使用浮置摆动的平板车在图4.4示出的空气动力学轮廓。在节中的自动分析3.2.3结论是波浮力的钟摆漂浮密度，宽度和高度倾斜的影响装置的小能量俘获效率。所以浮力吊索设计过程中，在每一种情况下的向上的力摆的结构强度的主要考虑因素。用厚度为20毫米的焊接加固肋浮力，摆浮力摆，以确保机械强度。最重要的参数是浮力吊带：一盘高，= 1.6, Z，厚度d=0.1m时，摆幅W =2.0M，缸枢轴支承枢轴点的点位从口离开=0.25米。 金陵科技学院学士学位论文 第3章 单臂振荡波能发电装置的受力与分析计算第3章 单臂振荡波能发电装置的受力与分析计算3.1 主要参数的计算常规的液压系统的设计过程中，系统的条件下，通常的功率输出，用于实现一定的运动的液压系统。波功率的液压系统的设计原则是，以确定实际的工作海道设备，以确定在海上的实际情况的液压系统的特定参数在波浪，防止最佳匹配之间海浪液压系统的设计和位置，使总能量流动产生的效率意味着最佳。同时，该网站还与器件的具体问题试航实验在施工，所以在选址过程中应考虑安装和维护的方便性和海洋环境，通过最大限度地减轻灾害的可行性。选择主浮力海上吊索的工作条件：平均波高H=1M，波幅a=H/2,海水水深h=10m,平均周期是T=6S,平均频率，平均波长。则将以上海况参数代入式3.28计算其波浪力幅值，计算得： （3.1）从式子3.32可知，波浪力幅值的作用点位于浮力摆的中点，所以根据力矩的计算公式可得波浪力矩为： （3.2）从浮力摆的结构设计，由力矩平衡条件（忽略随动液压缸的力矩，假设浮力摆重力力矩和浮力力矩平衡）： （3.3）代入数据可得，计算液压缸在运动的过程中的最大压力为： （3.4）计算浮力摆在设定海况下的最大摆角为 （3.5）在浮力摆设计的过程中，为了留有一定的安全余量，同时考虑液压缸的行程等问题，取浮力摆的极限运动角度为30。液压马达的转速保持在发电机额定转速附近，n=750r/min.3.2 液压原理图设计根据液压系统的设计要求，设计本方案中浮力摆式波浪能发电装置的原理图如图3.1所示。图3.1 液压原理图1液压缸1 2液压缸2 3单向阀4安全阀5压力表6主辅回路蓄能器7压力传感器8主回路液压马达9永磁同步发电机10精滤油器11辅助回路液压泵12辅助回路异步电机13粗滤油器14油箱15溢流阀16扭矩传感器17转速传感器。该系统包括主油压回路和所述油路，主要功能是提供动力的液压回路，液压油在到达汽缸被传递到过程变量，电荷入口导管的功能是当系统比系统充气压力的设定值低时，气泡的液压系统的作用和振动的系统。主液压回路的操作如下：当浮力，钟摆沿逆时针方向枢转，液压缸2的活塞杆腔，设计，流动通过止回阀3.7液压油从未杆腔，然后将可变驱动马达旋转，液压第一汽缸活塞流到移动的有杆腔通过单向阀3.2,3.1酒吧客房杆腔液压油;如果顺时针转动驱动，液压缸在公平的运动L 2。安全阀4.1,4.3确定该系统的最大压力设定为18Mpa。最大操作压力是由减压阀15被设定在2.5MPa的确定。充电电路的工作原理如下：当返回管低于1a，压力传感器将信号发送到控制器，启动发动机油，分别通过止回阀3.1,3-3,3.6,3 0.8添加油到系统中，当压力达到1.5MPa时。在液压系统压力容器6吸收系统波动。3.3 油缸直径及行程的确定3.3.1 液压缸最大推力Pmax的确定 跟据式计算得KN。3.3.2 拉杆最大拉力Tmax的确定根据式计算得KN。3.4 销的选择与校核销轴均用45钢制造，作调质处理，其屈服强度=355MPa，选择安全系数为2，其许用剪切应力=0.5=177.5Mpa。值50mm。由上述各力的计算分析可知，整个机构中油缸作用点处所受力最大，且在角时取得极限值。MPa例如，选择该机构所有的关节，以满足强度要求。气缸的选择主要是根据所需的最大功率，并确定最大行程。根据液压缸的系统的加工性能，该： （6-1） 式子里，系统效率，通常按=0.8； 液压系统额定工作压力（MPa），参考表6.1选取,越高，对密封要求也越高，成本亦随之上升；根据机构的类型及其工作特点，取MPa。金陵科技学院学士学位论文 参考文献 第4章 液压系统设计4.1油缸的计算与选型4.1.1 油缸的计算油缸式执行机构是一个液压系统，升降和卸载也表示，两家机构的直接动力源。通常分为浮动活塞气缸和朱物种类别。他们单动式活塞，大，小的拉伸长度的圆筒长度，使用低油压力（通常不超过在14MPa）。朱浮动型多级伸缩缸，一般2-5添加过渡，结构紧凑，具有短而粗，大的伸缩长度，用液压高（高达35MPa的），布局等方面的优势是很容易的帮助进行安装。朱浮动型缸在一个方向上分割并在两个方向上作用的行为。有液压附加汽车双作用式落地，顺风顺水，时间快。直推机构多采用多级单缸和联动机制结合使用单级单作用油缸。表4.1液压设备常用的工作压力设备类型机床农业机械或中型工程机械液压机、重型机械、起重运输机械磨床组合机床龙门刨床拉床工作压力P/（MPa）0.82.0352881010162032（1）油缸直径与行程的计算从式子（4-1）算出结果为：mm mm （2）机构油缸直径与行程的计算从式子（4-1）算出结果为：mm 参考同类机构，取mm。 4.1.2油缸的选型根据上述计算的L和d值，查得：油缸选用单级活塞双作用缸HSG-L-01-250/180800-E2501；机构油缸选用多级活塞单作用缸3TGI-E150880。4.2 油泵的计算与选型常见的齿轮泵和活塞泵被分成两大类。齿轮泵通常是网眼外，在相同的体积，但低油压齿轮泵的大流量比活塞。最大的特点是液压活塞高（油压力范围为1635MPa的）和一个最低速度仍然生产满油可降低固定吊装时间。使用更多的灯上的齿轮泵，经常使用串联CB，CBX，CG，CN，等经常在重型活塞泵中使用。4.2.1油泵工作压力P的计算 （4-2） 式子里，油缸最大作用力，(N)； 油缸横截面积，(m2)。则：MPa4.2.2油泵理论流量QT的计算 （4-3）式子里，油缸最大工作容积（m3），按下式计算：L、的单位均为m；举升时间，(s)，一般要求20s，取s； 液压泵容积效率=0.850.9。则： L4.2.3油泵排量q的计算 mL/r （4-4） 式子里，油泵流量； 油泵额定转速。取力器速比：；油缸工作时发动机转速：r/min；则，油泵转速r/min那么：mL/r （4-5）4.2.4油泵功率N的计算 （4-6） 式子里，油泵最大工作压力，(Pa)； 油泵额定流量，(m3/s)； 油泵总效率=0.8。则： KW4.2.5油泵的选型根据上述计算P、q和N的值，查阅相关资料，选择CB-FD40型号的单齿轮泵。4.3油箱与油管的计算与选型4.3.1油箱容积V的计算一般油箱容积要大于或者等于全部工作油缸工作容积的三倍，式子为：那么：L设L4.3.2油管内径d的计算 由即： 式子里，油泵理论流量； 管路中油的流速；高压管路中油的流速3.6m/s；低压管路中油的流速m/s。则：高压油管内径mm低压油管内径mm从上式看出，并选用，管接头形式为A型扣压式；低压回油管我选（HG4-406-66）。液压油冬季选用HJ-20号机械油，夏季HJ-30号机械油。总结毕业，所以我可以加深一体化机械原理，液压，机械和材料工程知识，用专业的课程，分析和解决机械设计问题，进一步巩固和扩大所学的知识。通过分析大量的设计实践，逐步树立正确的设计思想，增强创新意识和竞争意识，熟悉机械设计，开发和问题，解决问题的能力的一般规则。按照设计计算，图纸和使用的技术标准，规范，设计指南，以及其他相关信息，全机械设计