本發(fā)明涉及一種波浪能采集系統(tǒng)，屬于波浪發(fā)電領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

波浪能轉(zhuǎn)換機(Wave Energy Converter，簡稱WEC)，截止目前沒有一個商業(yè)化。問題在于成本高、效率低、抗災害風浪能力差，US20130200626、CN 103423074 A是最接近的技術(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種浮體繩輪波浪能采集系統(tǒng)，它采用配重或滑輪收繩，有比較好的防止采能索彎曲變形能力，從而具有更高的采集效率。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種浮體繩輪波浪能采集系統(tǒng)(簡稱浮體繩輪WEC)，包括浮體、重力錨、直線旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換傳動機構(gòu)、主軸、配重/拉簧；浮體漂浮在海面上，重力錨在浮體的下方的水下；直線旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換傳動機構(gòu)有三種：主卷筒+主繩纜+副卷筒+副繩纜，或摩擦輪+繩索，或滾鏈輪+滾子鏈；

對于卷筒+主繩纜式+副卷筒+副繩纜，浮體繩輪波浪能采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是：一根主繩纜一端系在重力錨上，另一端向上通過安裝在浮體底部的導纜器/雙滾輪導纜鉗后繼續(xù)向上延伸，最后纏繞并末端固定在主卷筒上，主卷筒的主軸通過軸承、軸承座安裝在浮體上，主卷筒與副卷筒通過主軸軸連或通過齒輪/鏈式傳動機構(gòu)聯(lián)動，副卷筒上固定并纏有副繩纜，副繩纜的另一端向下延伸系在一配重上；副繩纜的拉力與主繩纜的拉力對主軸產(chǎn)生的扭矩是相反的；主卷筒通過其軸向外輸出旋轉(zhuǎn)動力；

對于摩擦輪+繩索式的，浮體繩輪波浪能采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是：一根繩索一端系在重力錨上，另一端向上通過安裝在浮體底部的導纜器/雙滾輪導纜鉗后向上延伸，繞過摩擦輪后向下延伸，然后系在一配重；摩擦輪為車有凹槽的輪,凹槽表面摩擦系數(shù)大；摩擦輪通過主軸向外輸出旋轉(zhuǎn)動力，主軸通過軸承、軸承座安裝在浮體上；摩擦輪+繩索也可替換為環(huán)鏈輪+鎖鏈；

對于滾鏈輪+滾子鏈式的，浮體繩輪波浪能采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是：浮體為只有底面開孔的半封閉殼體，一根豎立的直管，該直管的上端口與浮體底部的開孔對接后密封焊接，直管的底端開口處安裝有導纜器/雙滾輪導纜鉗，直管內(nèi)有一根滾鏈，其一端系在一根繩索的一端上，該繩索另一端向下通過所述導纜器/雙滾輪導纜鉗后系在下方的重力錨上，所述滾鏈另一端向上繞過一鏈輪后，然后向下延伸連接在一配重上，所述配重在直管內(nèi)并與直管內(nèi)壁存在一定間隙，配重上設有豎直通孔，所述繩索從該豎直通孔中穿過，所述鏈輪通過主軸向外輸出旋轉(zhuǎn)動力，該主軸通過軸承、軸承座安裝在浮體上，直管也可視為浮體的一部分；

以上三種浮體繩輪波浪能采集系統(tǒng)，配重也可以替換為拉簧，即副繩纜/繩索/滾鏈系在拉簧一端，拉簧的另一端固定在浮體上；

主繩纜、重力錨與摩擦輪/環(huán)鏈輪/滾鏈輪之間區(qū)段的繩索/環(huán)鏈/滾子鏈統(tǒng)稱為采能索，而副繩纜、配重與摩擦輪/環(huán)鏈輪/滾鏈輪之間區(qū)段的繩索/環(huán)鏈/滾子鏈統(tǒng)稱為復位索。

以上為浮體繩輪波浪能采集系統(tǒng)的核心系統(tǒng)。

對于使用配重收繩的核心系統(tǒng)，優(yōu)選的：配重通過第二拉簧與復位索連接，即第二拉簧一端連接配重，第二拉簧另一端連接復位索；

優(yōu)選的：所述第二拉簧的螺旋線材外套橡膠管；

優(yōu)選的：所述第二拉簧與一根繩子并聯(lián)，即第二拉簧一端與繩子的一端連接，第二拉簧另一端與所述繩子另一端連接，繩子長度等于第二拉簧被允許拉伸到最大時的長度。

對于核心系統(tǒng)，優(yōu)選的：還包括硬直管，采能索從硬直管中穿過；該硬直管頂端通過通過橡膠管與浮體底孔對接，即硬直管頂端口與橡膠管一端口對接，橡膠管的另一端口與浮體底孔對接；或，所述硬直管頂端通過繩子連接浮體底面，即硬直管上端口左右兩側(cè)分別連接兩根繩子的一端，所述兩根繩子叉分開，所述兩根繩子的另一端連接到浮體底面上；硬直管底端與錨基之間要留出一段距離；

優(yōu)選的：主繩纜/繩索/鎖鏈從所述硬直管底端開口處安裝的導纜器/雙滾輪導纜鉗中穿出；在硬直管內(nèi)某處也可安裝雙滾輪導纜鉗/直線滾珠軸承；

所述硬直管也可替換為伸縮多級套筒，主繩纜/繩索/鎖鏈從伸縮多級套筒中穿過，伸縮多級套筒頂端通過橡膠管與浮體底面對接，即：伸縮多級套筒頂端與橡膠管一端對接，該橡膠管另一端與浮體底面對接，所述伸縮多級套筒也可通過繩子連接到浮體底面，即：伸縮多級套筒的上端口左右兩側(cè)分別連接兩根繩子的一端，該兩根繩子叉分開，該兩根繩子的另一端連接到浮體底面上；伸縮多級套筒底端口也可采用同樣的方式，即通過橡膠管對接或通過繩子連接到所述重力錨上；

優(yōu)選的，對于伸縮多級套筒，采能索從伸縮多級套筒頂?shù)變啥巳肟谔幇惭b導纜器/雙滾輪導纜鉗中穿過。對于核心系統(tǒng)，優(yōu)選的：還包括去除浮體表面附著物裝置，具體結(jié)構(gòu)為：浮體為回轉(zhuǎn)體外形，一與浮體同軸線的旋轉(zhuǎn)軸承，其內(nèi)環(huán)緊套在浮體表面上，其外環(huán)上固結(jié)一刮條，該刮條的形狀為細長形，貼近浮體外表面延伸，并與浮體外表面保持一定間隙；

優(yōu)選的：所述刮條僅在半圓柱面內(nèi)延伸；

優(yōu)選的：刮條如在其旋轉(zhuǎn)周向上投影面積小，可再與一周向上投影面積大的受浪板固結(jié)；

優(yōu)選的：去除附著物機構(gòu)的裝置也可以為：浮體為回轉(zhuǎn)體外形，一與浮體同軸線的旋轉(zhuǎn)軸承的內(nèi)環(huán)，緊套在浮體表面上，該軸承外環(huán)固結(jié)一曲軸，該曲軸的形狀為細長形，貼近浮體外表面、并在浮體的一軸截面內(nèi)、且只在軸線一側(cè)延伸；在曲軸上的直線段處套有滾筒刷，滾筒刷可在曲軸上自由旋轉(zhuǎn)，并貼近浮體外表面；

優(yōu)選的：在曲軸上固結(jié)一受浪板，該受浪板在周向上投影面積大。

對于核心系統(tǒng)，優(yōu)選的：還包括去除主繩纜/繩索/鎖鏈的海洋附著物裝置，具體結(jié)構(gòu)為：一管狀的滑筒，套在主繩纜/繩索/鎖鏈上，滑筒的比重大于水，滑筒的上端面外緣連接一細繩，該細繩斜向一側(cè)向上延伸，其另一端固定在浮體上，或者是所述細繩的另一端固定并纏繞在一微型卷揚機的卷筒上，該微型卷揚機固定在浮體上，微型卷揚機的電機受單片機/PLC控制；

優(yōu)選的：滑筒內(nèi)安裝導纜器/雙滾輪導纜鉗/刷毛；

對于核心系統(tǒng)，優(yōu)選的：所述摩擦輪可以為2個，以組成摩擦輪組，即：摩擦輪與齒輪軸連，摩擦輪、齒輪、軸及其軸承座構(gòu)成一個摩擦輪齒輪單元，軸通過軸承、軸承座安裝在浮體機架上，2個同樣的摩擦輪齒輪單元軸線平行、同向、端面對齊且緊挨的安裝在機架上，兩個摩擦輪齒輪單元的齒輪嚙合，但每個摩擦輪大小小于齒輪，所以摩擦輪之間并不干涉；摩擦輪組的其中一個單元的軸輸出動力，繩索依次蜿蜒繞過每個摩擦輪齒輪單元的摩擦輪，所謂蜿蜒繞過是指，繩索在前行中繞第一個摩擦輪方向與其繞第二個摩擦輪方向是相反的；

優(yōu)選的：再依次添加一至幾個同樣的摩擦齒輪單元，均按上述規(guī)則安裝，每個摩擦齒輪 單元的齒輪均只跟前一個摩擦齒輪單元的齒輪嚙合，一根繩索依嚙合次序蜿蜒繞過每個摩擦齒輪單元的摩擦輪，整個摩擦輪組仍只有一個摩擦齒輪單元的軸輸出動力；

對于核心系統(tǒng)，優(yōu)選的：多個這樣的波浪能采集系統(tǒng)一起工作時，WEC所驅(qū)動的發(fā)電機的殼體，外敷絕緣層以對浮體絕緣，發(fā)電機殼體與其某一側(cè)的總線用導線連通，發(fā)電機軸通過兩側(cè)互相絕緣的聯(lián)軸器接受外部驅(qū)動，發(fā)電機可以是直流也可以是交流的，具體為：

發(fā)電機如果為直流發(fā)電機，則其并聯(lián)一功率二極管，二極管P極與發(fā)電機負極接在一起，多個波浪能采集系統(tǒng)的直流發(fā)電機與二極管組成的并聯(lián)支路，按同一方向串聯(lián)在總線上；發(fā)電機如果為交流發(fā)電機，則其輸出端接整流橋，多個波浪能采集系統(tǒng)的交流發(fā)電機的整流橋的輸出端，按照同一方向串聯(lián)在總線上；

優(yōu)選的：所述整流橋的+-輸出端可并聯(lián)濾波電容。

對于核心系統(tǒng)，優(yōu)選的：對于配重收繩的、非滾鏈直線旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換機構(gòu)的浮體繩輪WEC，則在浮體上安裝另一導纜器/雙滾輪導纜鉗，復位索從所述導纜器/雙滾輪導纜鉗中穿過；

另外，還包括防雙繩纏繞機構(gòu)，具體有如下幾種結(jié)構(gòu)：

一，潛標側(cè)拉式：一根纜繩一端連接所述配重，另一端向下向一側(cè)延伸，然后繞過一滑輪后向上延伸，最后連接一水下浮子，所述滑輪的滑輪架通過繩子連接另一錨基；或者是省掉所述配重，即從浮體下來的復位索直接與一根纜繩一端連接，該纜繩另一端向下向一側(cè)延伸，然后繞過一滑輪后，最后連接一水下浮子，滑輪的滑輪架通過繩子連接到另一錨基；

二，單懸鏈側(cè)拉式：一根懸錨鏈一端系在配重上，另一端向下向一側(cè)延伸，最后連接到一抓地錨上，該懸鏈也可替換為一段纜繩，纜繩中間系重塊；

三，旁浮標處側(cè)拉式：在所述浮體周圍一定距離處增加一浮標，浮體及所述浮標被系泊系統(tǒng)錨定在某處，一根纜繩一端系在所述配重上，另一端延伸至所述浮標下方，繞過一滑輪后向下延伸，最后連接一重塊，所述滑輪的滑輪架通過繩子連接浮標底面；

也可以省掉上述配重，而讓復位索直接和所述纜繩連接，讓重塊作為收繩用的配重；

也可以是：從浮體上的引出來的復位索穿過的導纜器/雙滾輪導纜鉗安裝在所述浮體側(cè)面，復位索穿出該導纜器/雙滾輪導纜鉗后水平延伸，經(jīng)過一段海上距離再穿過浮標側(cè)面上的導纜器/雙滾輪導纜鉗，然后再繞過安裝在該浮標上的導向滾輪改為向下延伸，再穿過該浮標底面的導纜器/雙滾輪導纜鉗，然后繼續(xù)向下延伸，最后系在配重上；可選的是：在錨定浮體/浮標的多根錨鏈/錨纜中，可以省掉所述復位索所在方向上的錨鏈/錨纜；即復位索也可以做一個錨纜對浮體/浮標發(fā)揮系泊作用；

四，錨鏈處側(cè)拉式：浮體被多點系泊系統(tǒng)錨定在某處，復位索所連接的配重與一根纜繩的一端連接，該纜繩的另一端斜向下向一側(cè)延伸到所述系泊系統(tǒng)的某一錨鏈中部附近，繞過一個滑輪后向下連接一重塊，該滑輪的滑輪架通過繩子連接到所述所述錨鏈的中部；也可以省掉所述配重，這樣復位索直接和纜繩一端連接，讓重塊作為收繩用的配重；

優(yōu)選的：對于以上四種采用重塊對配重側(cè)拉的防纏機構(gòu)，側(cè)拉配重的纜繩/懸鏈可不直接連接到配重而是通過硬直桿連接，即纜繩/懸鏈與硬直桿一端連接，硬直桿另一端與配重活動連接；

五，雙懸鏈擋桿式：復位索所連接的配重的兩側(cè)各系一根錨鏈，兩根錨鏈向兩側(cè)向下叉分開，每根錨鏈的另一端分別連接一個重力錨/抓地錨；錨鏈也可替換為錨纜，但應在錨纜中間系重塊；也可以省掉配重，這樣復位索與兩根錨鏈/錨纜直接連接組成倒Y形結(jié)構(gòu)；

優(yōu)選的：采能索下半段可替換為硬直桿，硬直桿底端通過互相扣合的一對鎖環(huán)連接重力錨；

六，雙繩導向式：浮體有兩套相同的共軸的間隔一定軸向距離的主卷筒/摩擦輪/環(huán)鏈輪及所配套的采能索，兩根采能索在穿過各自的導纜器/雙滾輪導纜器后，繼續(xù)向下延伸，然后分別穿過所述配重上設有相隔一定距離的兩個豎直孔，最后連接到重力錨上；

優(yōu)選的，在所述配重的豎直孔上下入口處均設有導纜器/雙滾輪導纜鉗，采能索所述該導纜器/雙滾輪導纜鉗中穿過；

對于六，雙繩導向式防纏機構(gòu)，優(yōu)選的：還包括調(diào)配拉力機構(gòu)，有3種設計：

設計1：采用滑輪方式，即：浮體向下延伸的原本要連接重力錨的兩根采能索，改為在靠近重力錨上方處合為一股并繞過一滑輪，該滑輪的滑輪架再通過一根繩子連接重力錨；

設計2：所述浮體由第二浮體和設備艙組成，第二浮體在水面，設備艙在其下方，而設備艙為只有底面開孔的半封閉殼體，所述的主軸、卷筒/摩擦輪/環(huán)鏈輪/滾鏈輪、軸承、軸承座均安裝在設備艙內(nèi)，所述導纜器/雙滾輪導纜鉗安裝在設備艙底面開孔處；

第二浮體與設備艙的連接采用U形環(huán)方式，設備艙殼體的左側(cè)外壁固結(jié)一圓柱的一端，右側(cè)外壁也固結(jié)另一圓柱的一端，兩個圓柱同軸線，所述兩個圓柱分別插入一U形環(huán)的兩個孔中，U形環(huán)的中段外側(cè)與第二浮體底端連接；所述圓柱軸線與兩根采能索所穿過的導纜器/雙滾輪導纜鉗的位置連線垂直，且與該連線中點重合；

設計3：對于浮體繩輪波浪能采集系統(tǒng)的下部，所述兩根采能索先不連接重力錨，改為先分別連接一硬直桿的兩端，該硬直桿再通過Y形繩索連接重力錨，即：Y形繩索的兩個頂端分別與硬直桿的兩端連接，Y形繩索的底端與重力錨連接；

對于浮體繩輪WEC的上部，所述浮體為第二浮體懸吊設備艙結(jié)構(gòu)，第二浮體與設備艙的連接采用U形環(huán)/單繩/Y形繩索連接方式；U形環(huán)連接即設計2的連接方式，單繩連接即：一根纜繩一端連接第二浮體底面，另一端連接到設備艙頂面上的系點，且該系點要在兩根采能索的中心線(向上拉設備艙使兩根采能索被拉直，這時兩個近乎平行的采能索可確定一平面，該平面內(nèi)有一條直線與兩采能索平行、等距，即為中心線)與設備艙頂面的交點上；Y形繩索連接方式即：Y形繩索所在平面要先與兩被拉直的采能索平行，然后將Y形繩索的中心點放到所述中心線的延長線上，然后Y形繩索的兩頂端連接到設備艙頂面；優(yōu)選的：Y形繩索所在平面與兩采能索所在平面重合；

七，穿吊錨式，吊錨是指被懸吊在水中的重力錨；有兩種，第一種：所述重力錨兩側(cè)分別與懸吊它的、向上叉分開的兩根繩子的一端連接，所述兩根繩繩子的另一端分別連接到海面上間隔一定距離的兩浮子，兩浮子被錨定；重力錨上設有豎直貫穿孔，所述復位索從該豎直孔中穿過后繼續(xù)向下，最后連接配重；

第二種：一根纜繩從一凹槽滑輪繞過，重力錨頂端與所述滑輪的滑輪架固結(jié)，所述纜繩的兩端分別連接到海面上的分隔開一定距離的兩個浮子上，兩個浮子被錨定，重力錨上設有豎直的貫穿孔，所述復位索從該貫穿孔中穿過后繼續(xù)向下延伸，連接配重；

對于所述兩種穿吊錨式防纏機構(gòu)，優(yōu)選的：所述重力錨上的貫穿孔的上下兩個入口處安裝導纜器/雙滾輪導纜鉗，復位索從導纜鉗/雙滾輪導纜鉗中穿過；

對于核心系統(tǒng)，優(yōu)選的：還包括超越離合器、止退棘輪機構(gòu)、差速器/行星齒輪、蓄能調(diào)載裝置；所述直線旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換傳動機構(gòu)與超越離合器的一端，軸連或通過齒輪/鏈式傳動聯(lián)動，所述超越離合器另一端與止退棘輪機構(gòu)的棘輪軸聯(lián)，止退棘爪安裝在機架上，所述棘輪與差速器/行星齒輪的第一動力端軸連，差速器/行星齒輪的第二動力端驅(qū)動發(fā)電機，差速器/行星 齒輪的第三動力端與蓄能調(diào)載裝置的輸入動力的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件軸連；蓄能調(diào)載裝置有三種：

第一種蓄能調(diào)載裝置為液壓式，包括液壓&機械能互換裝置和調(diào)壓裝置；

其中液壓&機械能互換裝置分為兩種，一種是采用液壓缸的，即：一單作用液壓缸的加長活塞桿，其加長的多余段做成齒條，與齒輪嚙合，該齒輪與所述的差速器/行星齒輪的第三動力端軸聯(lián)，單作用液壓缸固定在機架上，其進出油口通過油管接蓄能器；

上述齒輪齒條傳動機構(gòu)也可替換為鏈輪鏈條傳動機構(gòu)，即：差速器/行星齒輪的第三動力端與滾鏈輪軸聯(lián)，與之嚙合的滾子鏈的一端與一單作用液壓缸的活塞桿連接，滾子鏈的另一端系一重塊/拉簧，拉簧另一端系在機架上；所述單作用液壓缸進出油口通過油管接蓄能器；

優(yōu)選的，所述重塊在一個豎直滑筒內(nèi)并與其內(nèi)壁保持間隙，滑筒固定在機架上；

同樣齒輪齒條傳動機構(gòu)也可替換為卷筒繩索傳動機構(gòu)，即：差速器/行星齒輪的第三動力端與卷筒軸聯(lián)，一纜繩一端固定并纏繞在卷筒上，該纜繩另一端與一單作用液壓缸的活塞桿連接；所述單作用液壓缸進出油口通過油管接蓄能器；

第二種液壓&機械能互換裝置為采用容積泵兼馬達的，即：容積泵兼馬達與差速器/行星齒輪的第三動力端軸聯(lián)；容積泵兼馬達的一個進出油口經(jīng)油管接油箱，容積泵兼馬達的另一個進出油口經(jīng)油管接蓄能器；

以上兩種液壓&機械能轉(zhuǎn)換裝置，它們所配套的調(diào)壓裝置的結(jié)構(gòu)可以有3種：

第1種為：所述蓄能器的氣囊與經(jīng)氣管接一電動閥配流式氣泵的出口，該閥配流式氣泵的進口接大氣，在所述閥配流式氣泵與所述氣囊之間再叉分出一條氣管支路，該氣管支路通過一電磁閥后接大氣，MCU根據(jù)所述氣囊所連接的氣管上的壓強傳感器獲取壓強信息，控制閥配流式氣泵的啟停、電磁閥的通斷；閥配式液壓泵也可以由端面配流液壓泵與單向閥的串聯(lián)支路替代，單向閥導通方向為面向氣囊一側(cè)；

第2種為：所述蓄能器的氣囊接氣管，該氣管先后經(jīng)壓強傳感器、電磁閥，接到一電動端面配流柱塞泵，端面配流柱塞泵的另一進出口接大氣；MCU讀取壓強傳感器發(fā)來的信息，控制端面配流柱塞泵的啟停、電磁閥的通斷；

第3種：液壓&機械能互換裝置中的蓄能器為多個且氣囊壓強不同；由所述單作用液壓缸/容積泵&馬達進出口(高壓側(cè))，引出的油管，叉分成多支路，每支路經(jīng)過一電磁閥后接一蓄能器，各支路上的蓄能器氣囊壓強不同，單片機/PLC可對所述各支路上的電磁閥進行通斷控制；

優(yōu)選的，所述單作用液壓缸/容積泵兼馬達進出口(高壓側(cè))，引出的油管上有壓強傳感器，MCU/PLC根據(jù)壓強傳感器對各支路上的所述電磁閥進行切換控制；

第二種蓄能調(diào)載裝置為氣壓式的，即：差速器/行星齒輪的第三動力端與滾鏈輪軸聯(lián)，與該滾鏈輪嚙合的滾子鏈的一端與第一氣缸的活塞桿連接，第一氣缸為一單作用氣缸；所述滾子鏈的另一端系一重塊/拉簧，拉簧另一端系在機架上；第一氣缸固定在機架上，第一氣缸上的進出氣孔通過氣管接后面的調(diào)載裝置，調(diào)載裝置有兩種，氣缸式和氣泵式；

氣缸式：第一氣缸引出來的氣管，在經(jīng)過一電磁閥后，再接一第二氣缸，第二氣缸為一單作用氣缸，該單作用氣缸的活塞桿加長，加長部分做成齒條，與該齒條嚙合的齒輪與被PLC控制的伺服電機的轉(zhuǎn)子軸聯(lián)，PLC依據(jù)伺服電機的位置模塊反饋回來的電機狀態(tài)或通過所述第一氣缸引出的氣管上的壓強傳感器的信號，來控制伺服電機的旋轉(zhuǎn)、電磁閥的通斷；

氣泵式：一端面配流的氣泵的一個進出口接大氣，另一個進氣口接一氣管，該氣管經(jīng)電磁閥接所述單作用氣缸，氣泵與伺服電機的轉(zhuǎn)子軸連；PLC依據(jù)所述單作用氣缸引出的氣管 上的壓強傳感器的信號，來控制伺服電機的旋轉(zhuǎn)、電磁閥的通斷；

同樣，上述鏈輪鏈條機構(gòu)也可替換為卷筒繩纜機構(gòu)/齒輪齒條機構(gòu)。

第三種蓄能調(diào)載裝置是彈簧式，即：差速器/行星齒輪的第三動力端與卷筒軸聯(lián)，一纜繩一端固定并纏繞在所述卷筒上，該纜繩另一端與一拉簧一端連接，該拉簧另一端連接織帶的一端，該織帶另一端固定并卷繞在一個卷揚機卷筒上，該卷揚機的電機通過扭矩傳感器與其卷筒軸連，單片機/PLC通過讀取所述扭矩傳感器的數(shù)據(jù)，對該卷揚機進行正反轉(zhuǎn)及剎車控制。

對于以上三種蓄能調(diào)載機構(gòu)：

優(yōu)選的：在直線旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換傳動機構(gòu)與超越離合器之間插入扭矩限制器，即直線旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換傳動機構(gòu)的主軸與扭矩限制器的一端軸連，而扭矩限制器的另一端與超越離合器的一端軸連；

優(yōu)選的：蓄能調(diào)載裝置的MCU/PLC可通過外部天線接收外部控制命令；

優(yōu)選的：對于含氣缸/液壓缸的蓄能調(diào)載裝置，在氣缸/液壓缸上安裝監(jiān)測活塞位置的位置傳感器，位置傳感器發(fā)信號給MCU或PLC。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

1)本發(fā)明的浮體繩輪波浪能采集系統(tǒng)中的復位索通過彈簧連接配重，可提高波谷時的采能索拉力提高復位量，減少因采能索撓性彎曲導致的波高利用的損失，在波峰時減少復位索拉力，從而讓浮體的更多的浮力用來做功。

2)本發(fā)明中的硬直管/多級伸縮套筒，可以避免采能索直接承受海水沖擊下而彎曲(如彎曲太多則浮體上浮時會有部分波高用于拉直采能索)，從而避免波高做功損失。

3)本發(fā)明中的“刮板/壓輥去除海洋附著物”方案，借助于海水的沖擊力產(chǎn)生的扭矩力，來去除浮體表面的附著海洋附著生物，省去了人力去除附著物。

4)“滑筒去除繩索上附著物”方案利用采能索相對滑筒運動去除附著物，省掉人力成本。

5)本發(fā)明中的“摩擦輪組+繩索”這種直線旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換傳動機構(gòu)，可以讓繩索不必像卷筒一樣反復纏繞，縮小了體積，同時省掉了部分增速機構(gòu)，降低了成本。

6)電機絕緣串聯(lián)方案可低成本解決波浪發(fā)電的能量匯集問題，也提高了安全性可靠性。

7)本發(fā)明中的各種防雙繩纏繞機構(gòu)，可以有效的避免兩根繩的互相纏繞；

8)本發(fā)明中的蓄能調(diào)載系統(tǒng)，可以將不穩(wěn)定的波浪動力轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的發(fā)電機旋轉(zhuǎn)所需動力，同時可對工作負荷進行調(diào)節(jié)。

附圖說明

圖1：雙主繩纜自導防纏機構(gòu)+卷筒機構(gòu)+彈簧配重的WEC結(jié)構(gòu)圖

圖1A：第二浮體通過U型環(huán)懸吊設備艙結(jié)構(gòu)圖

圖1B：滑輪均衡雙采能索拉力結(jié)構(gòu)圖

圖2：鏈式機構(gòu)+彈簧振子WEC結(jié)構(gòu)圖

圖3：摩擦輪組+多繩導向+Y形連接的WEC前視圖

圖4：摩擦輪組+單懸鏈防纏機構(gòu)+彈簧配重+硬直管的WEC側(cè)視圖

圖4A：拉簧外套橡膠管結(jié)構(gòu)圖 圖5：雙懸鏈防纏機構(gòu)示意圖

圖6：多級伸縮套筒結(jié)構(gòu)示意圖 圖7：刮條式去除海洋附著物裝置結(jié)構(gòu)圖

圖7A：圖7的局部視圖 圖7B：圖7的仰視圖

圖8：壓輥式、卷揚機&滑筒去除海洋附著物裝置結(jié)構(gòu)圖

圖9：多WEC的發(fā)電機串聯(lián)電氣示意圖 圖10：簡稱旁標側(cè)拉復位索俯視圖

圖11：錨鏈系滑輪側(cè)拉復位索+旁浮標懸吊滑輪側(cè)拉配重的結(jié)構(gòu)圖

圖12：蓄能調(diào)載系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖(氣缸蓄能、氣缸調(diào)壓)

圖13：蓄能調(diào)載系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖(泵&馬達+蓄能器、電磁閥+泵調(diào)壓)

圖14：蓄能調(diào)載系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖(拉簧蓄能、卷揚機調(diào)節(jié))

圖15：蓄能調(diào)載系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖(液壓缸+蓄能器、泵&馬達調(diào)壓)

圖16：蓄能調(diào)載系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖(液壓缸+多蓄能器+多電磁閥)

1-超越離合器；2-止退棘爪；3-差速器的半軸齒輪；4-差速器轉(zhuǎn)殼；5-壓簧；6-懸臂：一端固定在浮體外壁上，另一端向浮體外側(cè)伸出的構(gòu)件；7-設備艙：只有底面開孔的半封閉殼體，腔內(nèi)安裝各種設備構(gòu)件；8-導向柱：作為導軌用的柱子；9-棘輪；10-齒圈；11-卷筒；12-單作用液壓缸；13-蓄能器；14-氣管；15-彈簧；16-主繩纜；17-電動閥配流柱塞泵：電機帶動的閥配流柱塞泵；18-第二拉簧；19-扭矩限制器；20-硬直桿：硬的筆直長桿，最好為鋼制；21-浮體；22-拉簧；23-增速器；24-發(fā)電機；25-主卷筒；26-采能索；27-主軸；28-重力錨；29-活塞桿；30-容積泵&馬達：既可以做泵又可以做馬達，端面配流或軸配流；31-齒輪齒條機構(gòu)；32-繩索；33-油管；34-開式油箱；35-受控卷揚機；36-第一氣缸：單作用氣缸；37-織帶；38-齒輪；39-伺服電機；40-錨纜；41-繩子；42-電磁閥：電磁控制的開關(guān)閥，電磁換向閥也可以達到同樣效果；43-天線；44-壓強傳感器；45-復位索；46-鏈式傳動；47-位置傳感器；48-電動端面配流柱塞泵：電機帶動的端面配流柱塞泵；49-滑輪架；50-環(huán)鏈輪；51-配重；52-扭矩傳感器；53-摩擦輪：類似皮帶輪，區(qū)別是凹槽不是梯形而是半圓形凹槽，凹槽表面材料摩擦系數(shù)大；54-副卷筒；55-密封圈；56-軸承；57-導纜器；59-潛標：水下的浮體；60-滑輪；61-副繩纜；62-絕緣聯(lián)軸器：聯(lián)軸器的兩端互相絕緣；63-絕緣層；64-滾鏈輪；65-重塊：比重大于水，可以選用水泥塊/鐵塊/鉛塊；66-直管：筆直的管狀物，可以是方筒、六/八邊形等，不一定是圓筒；67-Y形繩索；68-雙滾輪導纜鉗：與船上的雙滾輪導纜鉗類似，區(qū)別是：兩個凹槽滾輪輪緣是緊貼的安裝在一起的，兩凹槽滾輪將被導引物夾在間隙內(nèi)，使其不能向各個方向上脫離；69-纜繩；70-抓地錨；71-橡膠或聚脲護套；72-環(huán)鏈；73-鏈環(huán)；74-U形環(huán)：形狀與去掉了銷子的起重吊裝用的U形環(huán)一樣，兩端有同軸線的孔；75-定向腳輪；76-滾子鏈；77-壓鏈輪：引導壓住鏈條切入鏈輪，防其脫落；78-伸縮多級套筒：類似于伸縮式魚竿或多級液壓缸結(jié)構(gòu)，多個套筒組成可伸縮；79-直線滾珠軸承：可以被直線滑動軸承替換；80-卷揚機的自帶卷筒；81-凸緣；82-橡膠波紋管：起活動連接作用；83-刮條：貼浮體表面延伸的長條狀硬質(zhì)物，用于刮除浮體表面附著物；84-受浪板：與刮片固結(jié)在一起的板，其在旋轉(zhuǎn)運動的周向上投影面積大；85-第三拉簧；86-滾刷：類似于刷漆用的滾筒刷；87-曲軸：貼浮體表面延伸的軸，軸上每個直線段部分都可以套有與滾筒刷結(jié)構(gòu)一樣的滾刷；88-細繩；89-套筒：套在繩索上的管，用來清除附著海洋生物；90-錨鏈；91-浮子；92-直線旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換機構(gòu)；93-第二浮體；94-圓柱；95-硬直管；96-第二氣缸：一種調(diào)壓用的單作用氣缸；97-氣囊；

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步的詳細說明。

節(jié)I：圖1、圖12中，直線旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換機構(gòu)是主卷筒25+主繩纜16+副卷筒54+副繩纜61，收繩構(gòu)件是配重51。一根主繩纜16一端系在重力錨28上，另一端向上穿過安裝在浮體21底部的導纜器57/雙滾輪導纜鉗后繼續(xù)向上延伸，最后纏繞并末端固定在主卷筒25上，主卷筒25的主軸27通過軸承56、軸承座安裝在浮體21上，主卷筒25與副卷筒54通過主軸27軸連或通過齒輪/鏈式傳動機構(gòu)聯(lián)動，副卷筒54上固定并纏有副繩纜61，副繩纜61的另一端向下延伸系在一配重51上(圖1所示是通過第二拉簧18連接，后有解釋)；副繩纜61的拉力與主繩纜16的拉力對主軸27產(chǎn)生的扭矩是相反的；主卷筒25通過其軸27輸出旋轉(zhuǎn)動力；

圖2中，直線旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換機構(gòu)是滾鏈輪64，收繩構(gòu)件是配重51，一根豎立的直管66一端口與設備艙底部的孔對接(第二浮體93后下面吊著設備艙7)，直管66的底端開口處安裝導纜器57/雙滾輪導纜鉗，直管66內(nèi)有一根滾鏈76，其一端系在一根繩索32的一端，該繩索 32另一端向下通過所述導纜器57/雙滾輪導纜鉗后系在下方的重力錨28上，所述滾鏈76另一端向上繞過一鏈輪64后，再向下延伸連接一配重51，所述配重51在直管66內(nèi)并與直管66內(nèi)壁存在一定間隙，配重51上設有豎直通孔，所述繩索32從該豎直通孔中穿過，所述鏈輪64通過主軸(虛線表示)向外輸出旋轉(zhuǎn)動力，該主軸通過軸承、軸承座安裝在設備艙7上；

圖4的直線旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換機構(gòu)是摩擦輪53，一根繩索32一端系在重力錨28上，另一端向上通過安裝在浮體21底部的導纜器57/雙滾輪導纜鉗后，向上延伸，繞過摩擦輪53(本圖實為多個摩擦輪，后有解釋)后向下延伸，然后系在一配重51上；摩擦輪53為車有凹槽的輪,凹槽表面摩擦系數(shù)大；摩擦輪53通過其主軸27向外輸出旋轉(zhuǎn)動力，主軸27通過軸承56、軸承座安裝在浮體上；摩擦輪53+繩索32也可替換為環(huán)鏈輪50+鎖鏈72(見圖16)；

以上三種WEC，配重51也可以替換為拉簧22(如圖8、13)，即副繩纜61/繩索32/滾鏈76系在拉簧22一端，拉簧的另一端固定在浮體21上；

圖1、2、3、4、8、11、12、13、16中，主繩纜16、重力錨28與摩擦輪53/環(huán)鏈輪50/滾鏈輪64之間區(qū)段的繩索32/環(huán)鏈72/滾子鏈76，承受的拉力非常大，用于將浮體21的浮力做功轉(zhuǎn)換為拉動直線旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換機構(gòu)的機械能，所以統(tǒng)稱為采能索，而副繩纜61、配重51與摩擦輪53/環(huán)鏈輪50/滾鏈輪64之間區(qū)段的繩索32/環(huán)鏈72/滾子鏈64，承受的拉力是配重51/拉簧22提供的復位拉力，力量小，所以統(tǒng)稱為復位索。對于卷筒，主繩纜與副繩纜是分開的兩股，而對于摩擦輪/環(huán)鏈輪/滾鏈輪，采能索與復位索其實是一股，只是按區(qū)段不同來標識。

浮體繩輪WEC是利用浮體相對于水下的重力錨之間的相對運動來采集波浪能的，重力錨作為一個相對參考點，在浮體隨波浪上升時，浮體與重力錨間的距離增大，采能索受拉，于是其拉動直線旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換機構(gòu)旋轉(zhuǎn)，直線旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換機構(gòu)將旋轉(zhuǎn)線性轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運動，輸出動力，這一過程，也拉動了收繩構(gòu)件(彈簧/配重)，從而蓄能；而在浮體隨波浪下落時，浮體與重力錨間的距離縮短，浮體浮力對采能索的拉力消失，在收繩構(gòu)件的反向力作用下，直線旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換機構(gòu)倒轉(zhuǎn)將采能索收回，如此循環(huán)。

節(jié)II：有時如果讓設備艙直接作為海面浮體而承受海浪沖擊，則會出現(xiàn)一系列問題。

見圖2，直線旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換機構(gòu)是滾鏈輪64，它需要很長的直管66來保證配重51有足夠的行程空間(10m)，而如果讓設備艙7作為海面上的浮體(即去掉第二浮體93)，那么因為圓柱形長直筒66的水阻很大，當設備艙7受到海浪水平?jīng)_擊，會在設備艙7與直管66結(jié)合處出現(xiàn)非常大的應力，易造成破壞。解決辦法是：浮體設計成水面上的第二浮體93下掛設備艙7的方式，設備艙7底面開孔并與直管66的頂端口對接并作密封焊接，所述的主軸27、滾鏈輪64、軸承、軸承座均安裝在設備艙7內(nèi)，所述導纜器57/雙滾輪導纜鉗安裝在直管66底端開口處，一根鎖鏈72一端系在第二浮體93底端，另一端系在設備艙7頂端，設備艙7體積應小，以減少水的沖擊力，并且設備艙7+附帶的內(nèi)部機構(gòu)可整體比重大于水，完全靠上面的第二浮體懸吊。這樣第二浮體21在海面上的傾斜擺動不會造成設備艙7的傾斜擺動，設備艙7可視為一直承受的是頂部系點與長管底端的導纜器57兩端的拉力。另外設備艙7頂端系點最好在直筒66的軸線上，這樣直管66、及其與設備艙7的結(jié)合處將不會出現(xiàn)大的彎矩。配重51側(cè)面安裝的定向腳輪75可上下在直管66內(nèi)滾動，從而避免其與內(nèi)壁摩擦。

節(jié)III：如圖1，配重51通過第二拉簧18與副繩纜61連接，即第二拉簧18一端連接配重51，第二拉簧18另一端連接副繩纜61。目的主要是波谷時讓復位索的拉力(比起沒有第二拉簧18)更大，而在波峰時副繩纜61拉力相對更小。舉例：波浪的本質(zhì)是水質(zhì)點做近似 圓周運動(假設逆時針)，副繩纜上下速度是由浮體決定，在WEC靜止時第二拉簧18受到配重51的拉力的長度定義為平衡長度。當從9點-6點，浮體21豎直方向上處于減速，所以副繩纜61也處于減速狀態(tài)，由于配重51的慣性以及第二拉簧18的拉力是由其伸長量決定，配重51相對于復位索向下運動，第二拉簧18被慢慢拉大，在波谷時第二拉簧18被拉的長度超過了平衡長度，從而產(chǎn)生了一個比配重51濕重更大的復位拉力(實驗表明有時達2倍以上)，而在6-3點第二拉簧18的彈性勢能對配重51做了功，配重51被向上拋通過3點，在波峰時由于配重51的慣性，第二拉簧18的長度又比平衡長度小，復位索拉力相對更小，有時為0。

優(yōu)選的：見圖4A，第二拉簧18的螺旋線材外套橡膠管/聚脲護套71；以隔絕第二拉簧18與海水，從而防腐；優(yōu)選的：見圖1、圖4，第二拉簧18與一根繩子41并聯(lián)，即第二拉簧18一端與繩子41一端連接，第二拉簧18另一端與繩子41另一端連接，繩子41長度為拉簧最大允拉伸時的長度，繩子41起保護作用，防止第二拉簧18被拉的過長而被損壞。

配重+彈簧收繩適用于所有配重收繩需要加強的場合。

另外見圖2，給浮體加彈簧，也可以讓其落得更深，從而多收回一點繩索，多利用一點波高做功，浮體內(nèi)設有重塊65，它上面有豎直貫穿孔，浮體上的導向柱8從孔中穿過，重塊65下連接壓簧5，也可以將重塊65設置在外面，看圖的下面重塊65套在直管66上，重塊65上方連接彈簧15一端，彈簧15另一端連接設備艙7底，原理跟上面是一樣的，只是作用對象不一樣，當然最好還是滾子鏈76與配重51間加第二拉簧18。

節(jié)IV：見圖4，WEC的直線旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換機構(gòu)是摩擦輪組(后面有解釋)，由于浮體21不斷縱蕩橫蕩，再加上海流的沖擊，所以繩索32會在橫向力的作用下彎曲，為了抑制這種彎曲，加了硬直管95，采能索26從硬直管95中穿過，該硬直管95頂端通過橡膠管82與浮體21底孔對接，即硬直管95頂端與橡膠管82一端口對接，橡膠管82的另一端口與浮體21底面開孔對接(硬直管95+橡膠管82+浮體21內(nèi)部融合成一個半封閉空間，開口在硬直管底部，里面可注入高壓空氣，將內(nèi)部的水面逼到硬直管95底部，從而更好的防止海水侵入浮體21腔內(nèi))，或參照圖6，通過繩子41連接連接浮體底面。橡膠管82/繩子41使得硬直管95與浮體是活動連接，可以自由傾斜。硬直管95底端口與錨基28之間要留出一段距離，以免浮體21帶著硬直管95上下運動時，硬直管95底端撞到錨基28上。

為了防止硬直管95的底端開口與采能索26摩擦，在所述硬直管底端開口處安裝的導纜器68/雙滾輪導纜鉗，采能索26從導纜鉗68/雙滾輪導纜鉗中穿出；同樣在硬直管內(nèi)某處也可安裝導纜器/雙滾輪導纜鉗/直線滾珠軸承，以避免采能索26與硬直管95內(nèi)壁摩擦；

硬直管也可替換為伸縮多級套筒78，見圖6，采能索26從伸縮多級套筒78中穿過，伸縮多級套筒78頂端通過橡膠管對接或通過繩子41連接到浮體21底面(即伸縮多級套筒78頂端兩側(cè)各系一根繩子41的一端，兩根繩子41的另一端叉分開，系到浮體21的底面)。伸縮多級套筒78底端通過橡膠管82對接或通過繩子連接到所述重力錨28。

對于伸縮多級套筒，在其頂?shù)變啥巳肟谔幓蚱鋬?nèi)部安裝導纜器/雙滾輪導纜鉗/直線滾珠軸承79，以防采能索26與內(nèi)壁摩擦。

本節(jié)的硬直管與伸縮多級套筒利用其較強的抗彎剛性，讓繩索躲在其內(nèi)免受海水沖擊，可應用于所有防止繩索彎曲變形的場合。

節(jié)V：見圖7，海面上的浮體經(jīng)常會受到海洋生物的附著，本圖給出了解決方案，具體為：浮體21為回轉(zhuǎn)體外形，一與浮體21同軸線的旋轉(zhuǎn)軸承56，其內(nèi)環(huán)緊套在浮體21表面 上，其外環(huán)上固結(jié)一細長形刮條83，刮條83貼近浮體21外表面延伸；圖7B是仰視圖。

優(yōu)選的：所述刮條83的只在半柱面內(nèi)延伸；

原理：因為軸承56的外環(huán)可自由旋轉(zhuǎn)，海流/海浪對刮條83的沖擊，產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)力矩，該力矩推動刮條83旋轉(zhuǎn)，因刮條緊貼浮體21表面，所以可掃除浮體21表面附著物。

刮條83如在其旋轉(zhuǎn)周向上投影面積小，可與一周向上投影面積大的受浪板84固結(jié)，以增強波浪/海流的推動力。

去除附著物的裝置還可以是這樣的，見圖8：浮體21為回轉(zhuǎn)體外形，一與浮體21同軸線的旋轉(zhuǎn)軸承56的內(nèi)環(huán)，緊套在浮體21表面上，該軸承21外環(huán)固結(jié)一曲軸87，該曲軸87的形狀為細長形，貼近浮體21外表面、并在浮體21的同一軸截面內(nèi)、且在軸線一側(cè)延伸；在曲軸87上的直線段處套有滾筒刷86，滾筒刷86可在曲軸87上自由旋轉(zhuǎn)，并貼緊浮體21外表面；這個原理跟上圖刮片是一樣的，也是利用了波浪/海流的沖擊，所不同的是掃除工具由刮條83變成了滾筒刷86。由于滾筒刷86要與浮體21表面滾動摩擦，所以不同旋轉(zhuǎn)半徑處的線速度會不同，這必然導致滑動摩擦，為減小阻力，對于浮體徑向上長度較長的曲軸直線段，所套的滾筒刷86要分成好幾個，串聯(lián)的套在曲軸直線段上。

同樣，為增強波浪/海流沖擊力，可以選擇的是在曲軸87上固結(jié)一受浪板84，該受浪板84在所述軸承的周向上投影面積大。

本節(jié)刮條83/滾筒刷去除海生物方案適用于所有海上浮標，不限于WEC的浮體。

節(jié)VI：圖8，還包括了去除主繩纜/繩索/鎖鏈的海洋附著物裝置，具體結(jié)構(gòu)為：一管狀的滑筒89，套在采能索26上，滑筒89的比重大于水，滑筒89的上端面外緣連接一細繩88，該細繩88斜向一側(cè)向上延伸，其另一端固定并纏繞在一微型卷揚機35的卷筒上，該微型卷揚機35固定在一個懸臂6末端，卷揚機35的電機受MCU(即單片機)/PLC控制，所述懸臂6的另一端固結(jié)在浮體21的外側(cè)面上。

其實，所述細繩88也可以直接固定在浮體21上底面外緣，因為要防止?jié)L筒刷86掃到，所以可固定到懸臂6的底端，原理是這樣的：由于浮體繩輪WEC的采能索26是不斷上下相對于浮體21運動來工作的，而滑筒89依靠自己重力拉緊細繩88，即相對于浮體21豎直方向上近乎不動，所以滑筒89會相對于采能索26上下運動，從而掃除采能索26上的附著物，為了防止套筒89內(nèi)壁磨損采能索26，優(yōu)選的：滑筒89內(nèi)安裝導纜器/雙滾輪導纜鉗68/刷毛；為了防止套筒89繞著采能索26轉(zhuǎn)動而發(fā)生細繩88纏繞現(xiàn)象，套筒89的上端口張開，形似喇叭狀凸緣81，細繩88系到凸緣上。

而對于說到的，細繩88固定并纏繞在卷揚機35上的目的是，可以由MCU來控制滑筒89的工作深度，當然也可以在波浪很小的季節(jié)，MCU通過控制卷揚機35不斷的收放細繩88，來使滑筒89不斷的上下運動，從而可以自主的清除附著物而不依賴于波浪。

本節(jié)去除采能索的卷揚機懸吊滑筒方案其實也適用于所有海上繩索場合。

節(jié)VII：節(jié)I中提到了,利用摩擦輪與繩索之間的摩擦力，將線性運動轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運動的轉(zhuǎn)換機構(gòu)，由于摩擦是一種F/V(力÷傳動材料體積)較小的傳動方式，所以需增強。圖3給出了通過多個摩擦輪+采能索并、串聯(lián)的設計，這里只講串聯(lián)。圖3從正面、圖4從側(cè)面的展示了串聯(lián)的方案，兩圖要結(jié)合著看。即：所述摩擦輪53為ABCDE，組成摩擦輪組，即：摩擦輪53與齒輪38通過軸27軸連，摩擦輪53、齒輪38、軸27及其軸承座構(gòu)成一個摩擦輪齒輪單元，軸27通過軸承座安裝在浮體機架上，五個同樣的摩擦輪齒輪單元軸線平行、同向、 端面對齊且依次緊挨的安裝在機架上，五個摩擦輪齒輪單元的齒輪38依次嚙合(排列類似奧運五環(huán))，但每個摩擦輪53大小小于齒輪，所以摩擦輪53之間并不干涉；摩擦輪組的其中一個單元的軸27輸出動力，繩索32依嚙合次序蜿蜒繞過每個摩擦輪齒輪單元的摩擦輪53，所謂蜿蜒繞過是指，繩索32在前行中繞相鄰的兩個摩擦輪的方向總是相反的。

原理：當繩索32拉動時將會通過靜摩擦力帶動整列摩擦輪53轉(zhuǎn)動，摩擦輪53的摩擦扭矩通過彼此嚙合的齒輪38匯集到一起，從某個主軸27輸出動力。

優(yōu)點：這種設計可以讓一根繩索產(chǎn)生更大的摩擦力。

適用范圍：適用于所有需要依靠繩索摩擦力來做直線旋轉(zhuǎn)動力轉(zhuǎn)換的場合，不限于WEC。

Ⅷ節(jié)：對于圖1、2、3、4、8、10，直線旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換傳動機構(gòu)輸出的動力通過超越離合器1傳給發(fā)電機，超越離合器1將直線旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換機構(gòu)的往復轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為單向轉(zhuǎn)動，所以發(fā)電機24將持續(xù)向一個方向旋轉(zhuǎn)，但這個旋轉(zhuǎn)是時大時小時有時無(波浪帶動浮體上升，采能索拉動直線旋轉(zhuǎn)機構(gòu)做功，動力經(jīng)超越離合器輸給發(fā)電機，波浪下降，采能索被回收，主軸倒轉(zhuǎn)，但此時超越離合器處兩端之間不傳動，發(fā)電機不動)，如果要匯集這些WEC的發(fā)電機的電能，該如何做，圖9給出了解決方案，即：

發(fā)電機如為直流的，則并聯(lián)一功率二極管，二極管P極與發(fā)電機負極接在一起，多個波浪能采集系統(tǒng)的直流發(fā)電機與二極管組成的并聯(lián)支路，按同一方向串聯(lián)在一起形成總線；

在發(fā)電機發(fā)電時，其兩端電壓造成二極管截止，總線電流從發(fā)電機中過，發(fā)電機輸出電力，而當發(fā)電機不發(fā)電時，發(fā)電機的內(nèi)阻將產(chǎn)生壓降，從而造成二極管導通，總線電流從二極管中經(jīng)過，不經(jīng)過發(fā)電機，從而減少了發(fā)電機內(nèi)阻產(chǎn)生的功耗。

發(fā)電機如為交流的，則其輸出端接整流橋，多個浮體繩輪WEC的交流發(fā)電機的整流橋的輸出端，按同一方向串聯(lián)在一起形成總線；所述整流橋也可并聯(lián)濾波電容，以濾除交流成分。發(fā)電機發(fā)電時，總線電流的走向是二極管》發(fā)電機》二極管，當發(fā)電機不發(fā)電時，發(fā)電機相當于電阻，產(chǎn)生壓降，這時總線電流從并聯(lián)的兩路串聯(lián)雙二極管支路中經(jīng)過，不經(jīng)過發(fā)電機，避免了內(nèi)阻產(chǎn)生的功耗。

多個WEC的發(fā)電機串聯(lián)后，盡管每個發(fā)電機發(fā)出的電壓時刻在變化，但整列串聯(lián)的發(fā)電機的電壓∑Ui就穩(wěn)定多了，這個不發(fā)那個發(fā)，這個不強那個強，穩(wěn)定了總電壓。

另外串聯(lián)會帶來一個問題，就是累積電勢，即由于非常多的WEC的發(fā)電機電壓加到一起，電壓越來越高，發(fā)電機殼體如果接浮體的話，那么部分發(fā)電機殼體與其電樞繞組間的電勢非常大，這樣極易擊穿繞組，所以要將發(fā)電機金屬殼體用絕緣層63包裹起來，發(fā)電機轉(zhuǎn)軸與外界也要通過兩端絕緣的聯(lián)軸器62以實現(xiàn)絕緣，同時發(fā)電機的金屬殼體與其一側(cè)總線用導線連通，這樣發(fā)電機殼體與電樞繞組的電勢差就小多了。

本圖串聯(lián)方案也適用于所有多發(fā)電機需要匯集能量的場合。

節(jié)IX：對于在大海里工作的浮體繩輪WEC，浮體是做各種運動，對于配重收繩的、非滾鏈直線旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換機構(gòu)的浮體繩輪WEC，復位索45與浮體21的夾角會做各種變化，為了防止復位索偏離正常工作平面而從副卷筒/摩擦輪/環(huán)鏈輪上脫落，也為了防止復位索與浮體摩擦，需在浮體上安裝另一導纜器/雙滾輪導纜鉗57，復位索從所述導纜器57/雙滾輪導纜鉗中穿過，見所有的配重收繩圖例。

另外在水下海浪海流的沖擊下，如果配重51無約束那么它將任意擺動，極易發(fā)生采能索26與復位索45的互相纏繞現(xiàn)象，所以浮體繩輪WEC需要一個防雙繩纏繞機構(gòu)，方案如下：

一，潛標側(cè)拉式，見圖12：一根纜繩69一端連接所述配重51，另一端向下向一側(cè)延伸，然后繞過一滑輪60后，最后連接在一水下浮子59上，所述滑輪60的滑輪架通過繩子連接到另一錨基28上；或者是省掉所述配重51，即從浮體下來的副繩纜61直接與一根纜繩69一端連接，該纜繩69另一端向下向一側(cè)延伸，然后繞過一滑輪60后，最后連接在一水下浮子59上，滑輪60的滑輪架通過繩子連接到另一錨基28上；

原理：潛標59的浮力通過纜繩69對配重51進行斜向下、一側(cè)拉拽，產(chǎn)生的水平分力使得配重51離開主繩纜16，這樣副繩纜61與主繩纜16就不會發(fā)生纏繞了。而如果省掉了配重51，那就相當于潛標59作為WEC的收繩構(gòu)件了，利用潛標59的浮力收繩復位。

二，單懸鏈側(cè)拉式，見圖4：一段纜繩69，中間系重塊65，纜繩69一端系在配重51上，另一端向下向一側(cè)延伸，最后連接到一抓地錨70上，該纜繩69也可替換為懸鏈；

原理：重塊65的濕重重力會拉緊纜繩69(懸鏈是靠分散的自重產(chǎn)生拉力)，從而對配重51產(chǎn)生一個斜向下的拉力，水平分力部分會拉動配重51離開采能索26，使得復位索45與采能索26不會發(fā)生纏繞。

三，旁浮標處側(cè)拉式，見圖11右側(cè)：在所述浮體21周圍一定距離處(比如50米)增加一浮標91，浮體21及所述浮標91被系泊系統(tǒng)錨定在某處，一根纜繩69一端系在配重51上，另一端向浮標處延伸，繞過一滑輪60后向下延伸，最后連接一重塊65，所述滑輪60的滑輪架通過繩子41連接浮標91底面；

比重大于水的重塊65會對纜繩69產(chǎn)生向下拉力，這個拉力沿著纜繩69傳導，從而拉拽配重51，從而使其遠離采能索26，避免采能索26與復位索45發(fā)生纏繞?；?0的位置可以放在水下10m深處，正好處于配重51的上下運動行程(比如是在0m-20m深度)的中間高度，這樣纜繩69呈大約水平左右(0±11.31°)側(cè)拉配重，從而更充分發(fā)揮重塊65的濕重，幾乎都用來側(cè)拉配重51，如果是象一、二防纏機構(gòu)那樣，斜著側(cè)拉配重51，則只有部分拉力是用于水平側(cè)拉配重51，還有部分拉力是豎直方向上，干擾了復位索45拉力。另外此例中，配重51的運動引起的纜繩69的拉伸變動量是比較小的，只有±0.99m，重塊65不需要很大的豎直位移，也就是說水的阻力相對小很多，從而減少配重51上下運動的附帶阻尼。

也可以省掉上述配重51，而讓復位索45直接和所述纜繩69連接，重塊65作為收繩用的配重；但這樣復位索45就不是豎直向下拉了，而是斜向下，復位索26被豎直下拉的好處是不會對浮體21產(chǎn)生水平分力，避免產(chǎn)生彎矩。

也可以是(見圖10)：從浮體21上的引出來的復位索(即副繩纜61)穿過浮體側(cè)面的導纜器/雙滾輪導纜鉗57后，水平延伸，經(jīng)過一段海上距離再穿過浮標91側(cè)面上的導纜器/雙滾輪導纜鉗，然后再繞過安裝在該浮標上的導向滾輪60后改為向下延伸，再穿過該浮標底面的導纜器/雙滾輪導纜鉗，然后繼續(xù)向下延伸，最后系在配重(被浮標擋住，未畫)上；

這樣復位索61的豎直段就與采能索分隔開來，從而防止纏繞?？蛇x的是：在錨定浮體21/浮標91的多根錨鏈90/錨纜中，可省掉所述復位索所在方向上的錨鏈90(如圖10)；即復位索61也可以做一個錨纜對浮體21/浮標91發(fā)揮系泊作用；

四，錨鏈處側(cè)拉式，見圖11左側(cè)：浮體21被多點系泊系統(tǒng)錨定在某處，復位索45所連接的配重51與一根纜繩69的一端連接，該纜繩69的另一端斜向下向一側(cè)延伸，繞過一個滑輪60后向下連接一重塊65，該滑輪60的滑輪架通過繩子連接到所述系泊系統(tǒng)中的其中一根錨鏈90的中部；也可以省掉所述配重51，這樣復位索45直接和纜繩69一端連接(虛直線 部分)，讓重塊65的作為收繩用的配重；

這個設計的運作機理跟上面都是一樣的，都是利用重塊的濕重側(cè)拉配重或者是濕重直接作為復位索復位的拉力，只是安裝地方不一樣。

優(yōu)選的，見圖11：對于以上四種采用重塊對配重提供側(cè)拉力的防雙繩纏繞機構(gòu)，側(cè)拉配重51的纜繩69/懸鏈(二、單懸鏈側(cè)拉防纏機構(gòu)中的懸鏈)，通過較長的硬直桿20連接配重51，即纜繩69/懸鏈與硬直桿20一端連接，硬直桿20另一端與配重51活動連接；目的是為了更好的防止配重51繞采能索26旋轉(zhuǎn)，假如因為某種原因(比如非常強的海流沖擊)配重51克服了重塊65對它的側(cè)拉力，還是跑到了采能索26(圖11)的左邊，只要硬直桿另一端未到采能索左邊，那么因為硬直桿20是硬的不能彎折，配重51還是不能繞著采能索26旋轉(zhuǎn)。

五，雙懸鏈擋桿式，見圖5：復位索45所連接的配重51的兩側(cè)各系一根錨鏈90，兩根錨鏈90向兩側(cè)向下叉分開，每根錨鏈90的另一端分別連接一個重力錨/抓地錨70；

本方案，是利用拉緊的錨鏈90與拉緊的采能索26之間的碰撞，來阻止配重51圍繞采能索26旋轉(zhuǎn)，顯然，無論配重51怎么運動，采能索26一直在兩根錨鏈72組成的連線的一側(cè)，但為防止采能索26被磨損，采能索26下半段可以替換為硬直桿20，硬直桿20底端通過互相扣合的一對鎖環(huán)73連接重力錨28，鎖環(huán)73可以讓硬直桿20自由傾斜。

也可省掉配重51，這樣復位索45與兩根錨鏈90/錨纜直接連接組成倒Y形；錨鏈72也可替換為錨纜，但應在錨纜中間系重塊；這樣就成了利用懸鏈72/重塊的濕重來收繩了。

六，雙繩導向式，見圖1：浮體21有兩套相同的共軸的間隔一定軸向距離的主卷筒25及所配套的主繩纜16。從浮體21下來的兩根主繩纜16，分別從配重51上設置的兩個豎直孔中穿過，然后連接到重力錨28上；

很顯然，配重51被穿過它的兩根主繩纜16所引導，它的運動受到約束，不能大角度的旋轉(zhuǎn)，一旦旋轉(zhuǎn)兩根主繩纜16的變形將會對配重51產(chǎn)生反方向的恢復力矩。圖3，也是屬于雙繩導向式機構(gòu)，它是采用了兩套采能索26來引導配重51。

另外在所述配重51的豎直孔上下入口處設有導纜器/雙滾輪導纜鉗68，主繩纜16(圖1)/采能索26(圖3)從該導纜器/雙滾輪導纜鉗68中穿過；這樣采能索就不會與豎直孔摩擦了。

另外，見圖1，浮體21在海面將承受波浪的左右振蕩和搖擺，浮體21會出現(xiàn)不同傾角，這時兩根主繩纜16會出現(xiàn)拉力不同現(xiàn)象，所以對于雙繩導向防纏機構(gòu)來說，還要有一個調(diào)配拉力機構(gòu)，這里有三種設計：

設計1，滑輪連接重力錨：見圖1B，即：從浮體21向下延伸的原本要連接重力錨28的兩根采能索26，改為在靠近重力錨28上方處合為一股并繞過一滑輪，該滑輪的滑輪架49通過一根繩子連接重力錨28；利用滑輪將兩根采能索26的拉力相等。

設計2，浮體U形環(huán)懸吊設備艙：見圖1A，將浮體設計成第二浮體93下掛設備艙7的形式，第二浮體93在水面，設備艙7在其下方，設備艙7為只有底面開孔的半封閉殼體，主軸、卷筒、軸承、軸承座均安裝在設備艙7內(nèi)，導纜器57/雙滾輪導纜鉗安裝在設備艙7底面開孔處，設備艙殼體的左右兩側(cè)分別外固結(jié)一圓柱94的一端，兩個圓柱94同軸線，兩個圓柱94分別插入一U型環(huán)74的兩個孔中(圓柱與孔為間隙配合)，該U形環(huán)74的中段的外側(cè)與第二浮體93底端通過繩子41連接(也可U形環(huán)74中段外側(cè)與第二浮體93底面固結(jié))；需要注意的是：兩根主繩纜16從設備艙7底部所穿出的兩點(即它們所穿出的導纜器57)連線，要與U形環(huán)74的兩孔的軸線垂直，同時所述兩點連線的中點要恰好在U形環(huán)兩孔連 線上，當?shù)诙◇w93左右傾斜時，兩主繩纜16與圓柱94的垂直距離相等，根據(jù)力學分析可知，此時兩主繩纜16的拉力是相當?shù)?。而當?shù)诙◇w93前后搖擺時，因為這個方向上兩根主繩纜16是對齊的，所以受力是一樣的。圖1A實施方案定義為U形環(huán)74懸吊方案。

設計3，Y形連接重力錨+浮體懸吊：見圖3，采能索26與重力錨28之間采用Y形繩索連接，即：所述兩根采能索26先不連接重力錨28，改為先均布的、且對稱的連接一硬直桿20的兩端，該硬直桿20再通過Y形繩索67連接重力錨，即：Y形繩索67的兩個頂端分別與硬直桿20的兩端連接，Y形繩索67的底端與重力錨28連接。

而關(guān)于浮體，則要采用第二浮體懸吊設備艙的結(jié)構(gòu)形式，懸吊方式可以是：U形環(huán)/單繩/Y形繩索任意一種，U形環(huán)連接可參照圖1A，至于單繩連接，則是：連接用的纜繩一端連接到第二浮體93底面，另一端連接到設備艙7頂面上的系點，該系點在中心線FF’與設備艙7頂面的交點上。所謂中心線：將設備艙7向上拉，從而將兩根采能索26及重力錨上28的Y形繩索均拉緊，這時兩根采能索26被拉直而且近乎平行，兩根采能索26確定了一個平面，在這平面內(nèi)有一根直線位于二者之間與二者平行且距離相當，這個就是中心線FF’。

而圖3采用了上下Y形繩索連接方式，第二浮體93在水面，設備艙7在其下方，主軸27、摩擦輪53、軸承、軸承座均安裝在設備艙7內(nèi)，所述導纜器57/雙滾輪導纜鉗安裝在設備艙底面開孔處；設備艙7通過Y形繩索67與第二浮體93活動連接，Y形底端與第二浮體93底端活動連接，Y形兩個頂端與設備艙7頂面活動連接；當將Y形繩索拉直使得其所在平面與拉直的兩根采能索平行的時候，先對準Y形繩索的中心O點到中心線FF’上，然后再將Y的兩個頂端系到設備艙7頂面上。這樣O拉力作用點與兩采能索26距離相當，無論第二浮體93做各種傾斜搖擺等動作,兩采能索26拉力相等。

需說明的是，對于上部Y形繩索所在平面與兩平行的采能索所在平面，可呈任何角度，而本圖設計成了重合關(guān)系，這樣：當兩根采能索26出現(xiàn)拉出長度不一的時候，根據(jù)力學分析可知，拉出長度較長的那根采能索26受力較小，而拉出較短的采能索受力較大，從而自動使得拉出較短的采能索產(chǎn)生更多的滑動摩擦，從而趕上拉出較長的采能索，使得它們長度一致，也就是說它具備了自動調(diào)節(jié)兩繩長度的功能。

七，穿吊錨式，有兩種，第一種是：所述重力錨兩側(cè)分別與分開一定距離的兩根繩子的一端連接，所述兩繩子的另一端分別連接海面上間隔一定距離的兩浮子，兩浮子被錨定；所述重力錨上設有豎直的貫穿孔，所述復位索從該貫穿孔中穿過，繼續(xù)向下連接配重；

滑輪式：一根纜繩從一凹槽滑輪繞過，所述重力錨頂端與所述滑輪的滑輪架固結(jié)，所述纜繩的兩端分別連接海面上的分隔開一定距離的兩浮子上，兩浮子被錨定，重力錨被該纜繩懸吊在水中上設有豎直的貫穿孔，所述復位索從該貫穿孔中穿過后，繼續(xù)向下連接配重；

對于所述兩種穿吊錨式防纏機構(gòu)，優(yōu)選的是，貫穿孔的上下兩個入口處安裝導纜器/雙滾輪導纜鉗，采能索從導纜鉗/雙滾輪導纜鉗中穿過，以防摩擦。

原理：因為懸吊重力錨的兩根繩子/纜繩(繞滑輪的)會在重力錨自轉(zhuǎn)時產(chǎn)生一個復位力矩來抑制它自轉(zhuǎn)，所以重力錨是不自轉(zhuǎn)的，這樣只要把浮體錨定住不讓其自轉(zhuǎn)，則對于復位索來說，其上端被浮體底部的導纜器/雙滾輪導纜器約束，而下段又被重力錨的豎直貫穿孔約束，所以是不能繞著采能索轉(zhuǎn)動的。

本節(jié)的防雙繩纏繞機構(gòu)，也適用于海上其他設備的相近繩索間防纏場合。

節(jié)X：見圖12、13、14、15、16，由直線旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換機構(gòu)+超越離合器，可將浮體的上下 運動轉(zhuǎn)換成單向旋轉(zhuǎn)運動，但這個轉(zhuǎn)速是時快時慢，而且時有時無，所以還需要把不穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)動力轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)，CN102016294A、US20130200626給出了解決辦法，它是利用抬高重物來蓄能，但WEC在大海里運行時經(jīng)常需要調(diào)節(jié)工作載荷，例如大浪時它必須把工作負荷調(diào)高，以增加采能索拉力、浮體的吃水，這樣才能吸收更多波浪能，而小浪時要把工作負荷調(diào)低，以減小采能索的拉力、浮體的吃水深度，讓浮體能被小浪推動從而產(chǎn)生足夠行程，工作負荷與浪高存在一個最佳的匹配關(guān)系。

圖12、13、14、15、16給出了解決方案，即：增加了止退棘輪機構(gòu)9、差速器/行星齒輪、蓄能調(diào)載裝置；所述WEC核心系統(tǒng)的直線旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換傳動機構(gòu)與超越離合器1的一端，通過齒輪/鏈式傳動76聯(lián)動或軸27連，所述超越離合器1另一端與止退棘輪機構(gòu)的棘輪9軸聯(lián)，止退棘爪2安裝在機架上，所述棘輪9與差速器/行星齒輪的第一動力端軸連，差速器/行星齒輪的第二動力端通過增速器23驅(qū)動發(fā)電機24，差速器/行星齒輪的第三動力端與蓄能調(diào)載裝置的輸入動力的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件軸連。

直線旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換機構(gòu)輸入的動力先是經(jīng)過超越離合器1，使往復旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成單向旋轉(zhuǎn)，然后經(jīng)過止退棘輪機構(gòu)(作用是防止差速器/行星齒輪的第二動力端的動力返回，帶動直線旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換機構(gòu)倒轉(zhuǎn))，然后經(jīng)差速器/行星齒輪分成兩路，一路是輸給第二動力端給發(fā)電機，一路是第三動力端給蓄能裝置。前面說了，由超越離合器1過來輸入給差速器/行星齒輪的第一動力端的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速是不穩(wěn)定的，而對于第二動力端，其所聯(lián)接的增速器23+發(fā)電機24，由于是把轉(zhuǎn)速放大，發(fā)電機轉(zhuǎn)動慣量被平方的放大，所以第二動力端在短時間內(nèi)可視為恒速。由于差速器/行星齒輪是三個動力端互相關(guān)聯(lián)，第一動力端的劇烈變化，只能由第三動力端來匹配，第三動力端所接的蓄能調(diào)載裝置，在第一動力端速度快、第二動力端消化不了的時候，蓄將多余的機械能儲存起來，在第一動力端速度慢/靜止的時候，又將先前積蓄的能量釋放，滿足推動第二動力端的要求。因為三個動力端的工作扭矩是相互關(guān)聯(lián)的，所以當需要改變工作負荷時，不但要改變第二動力端的負載，還要同時改變第三動力端的蓄能調(diào)載裝置的工作載荷。

蓄能調(diào)載裝置有三種，分別是液壓式、氣壓式、拉簧式，分別是：

第一種，液壓式，包括液壓&機械能互換裝置、調(diào)壓裝置。

其中液壓&機械能互換裝置分為兩種，一種是采用液壓缸(見圖16)，即：一單作用液壓缸12的加長活塞桿29，其加長段做成齒條31，與齒輪嚙合，該齒輪與所述的差速器/行星齒輪的第三動力端軸聯(lián)，單作用液壓缸12固定在機架上，其進出油口通過油管33接蓄能器13；

其中，上述齒輪齒條傳動機構(gòu)也可替換為鏈輪鏈條傳動機構(gòu)，即：差速器/行星齒輪的第三動力端與滾鏈輪軸聯(lián)，與之嚙合的滾子鏈的一端與所述單作用液壓缸12的活塞桿29連接，滾子鏈的另一端系一重塊/拉簧，拉簧另一端系在機架上；

加拉簧/重塊可以讓滾子鏈的另一端保持張力，保持穩(wěn)定，防止?jié)L子鏈從鏈輪上脫落。

優(yōu)選的，對于鏈輪鏈條傳動機構(gòu)，可參考圖12，所述重塊65在一豎直滑筒66內(nèi)并與其內(nèi)壁保持間隙，滑筒66固定在機架上。這樣重塊65就只在豎直滑筒66內(nèi)上下運動，不會亂擺，避免鏈條脫離鏈輪。

同樣齒輪齒條傳動機構(gòu)也可替換為卷筒纜繩傳動機構(gòu)(圖15)，即：差速器/行星齒輪的第三動力端與卷筒11軸聯(lián)，一纜繩69一端固定并纏繞在卷筒11上，該纜繩另一端與所述單作用液壓缸的活塞桿29連接；

原理(圖15)：由于第二動力端轉(zhuǎn)速很難短時間改變，當差速器/行星齒輪的第一動力端 (太陽輪)高速旋轉(zhuǎn)時，第三動力端(與卷筒11軸連的行星架)將會被驅(qū)動，以吸收多余動力，第三動力端會通過卷筒11纜繩69機構(gòu)拉動單作用液壓缸12活塞桿29，液壓缸12輸出高壓油給蓄能器13；當?shù)谝粍恿Χ送＾D(zhuǎn)時，蓄能器13釋放高壓油給液壓缸12，推動活塞復位，從而拉動纜繩69帶動卷筒11倒轉(zhuǎn)，驅(qū)動第三動力端倒轉(zhuǎn)，由于止退棘爪2的作用，棘輪9不能倒轉(zhuǎn)，所以第一動力端不能反轉(zhuǎn)，第三動力端10此時只能驅(qū)動第二動力端繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。

第二種液壓&機械能互換裝置為采用容積泵兼馬達(見圖13)，即：容積泵兼馬達30與差速器/行星齒輪的第三動力端軸聯(lián)；容積泵兼馬達30的一個進出口經(jīng)油管接油箱34，容積泵兼馬達30的另一個進出口經(jīng)油管33接蓄能器13；

原理：當差速器/行星齒輪的第一動力端高速旋轉(zhuǎn)時，其第三動力端將會被驅(qū)動，以吸收多余動力，第三動力端會帶動容積泵兼馬達30，容積泵兼馬達30會從開式油箱34中抽取液壓油，輸出高壓液壓油給蓄能器13；當差速器/行星齒輪的第一動力端停轉(zhuǎn)時，蓄能器13釋放高壓油，驅(qū)動容積泵兼馬達30反轉(zhuǎn)，驅(qū)動第三動力端倒轉(zhuǎn)，由于止退棘爪2的作用，第一動力端所軸連的棘輪9不能倒轉(zhuǎn)，所以第三動力端此時只能驅(qū)動第二動力端繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。

很顯然，第三動力端的工作扭矩取決于液壓缸/容積泵兼馬達的工作負荷，進一步的取決于蓄能器氣囊的壓強。所以只要改變了蓄能器氣囊的壓強，就能改變第三動力端的工作扭矩(因為第二動力端相當于恒速或固定)，就能改變第一動力端的工作扭矩，也就改變了直線旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的工作扭矩，也就改變了采能索的拉力，也就改變了波浪對浮體做功時的吃水深度，也就改變了整個WEC的工作負荷。對于以上兩種液壓&機械能互換裝置，它們所配套的調(diào)壓裝置的結(jié)構(gòu)可以有3種：

第1種調(diào)壓裝置，見圖13：所述蓄能器13的氣囊97經(jīng)氣管14接一電動閥配式氣泵17的出口，該閥配式氣泵17的進口接大氣，在所述閥配式氣泵17與所述氣囊97之間再叉分出一條氣管支路，該氣管支路通過一電磁閥42后接大氣，MCU根據(jù)氣囊97所連氣管上的壓強傳感器44獲取壓強信息，來控制閥配式氣泵17的啟停、電磁閥42的通斷；

原理：平時電磁閥42、電動閥配式氣泵17都是關(guān)閉的。假如我們發(fā)現(xiàn)海上浪比較大，想要調(diào)大工作負荷，我們通過天線給MCU發(fā)出指令，MCU接收到后，控制閥配式氣泵17開始從大氣中抽氣，注入到蓄能器13的氣囊97中，氣囊97的壓強得以升高，MCU通過壓強傳感器44來不斷監(jiān)測上升的液壓，當達到預定值后，MCU關(guān)掉閥配式氣泵17；假如浪變小，我們想調(diào)小工作負荷，給MCU發(fā)出指令，MCU收到后，打開電磁閥42，這時候氣囊97的高壓空氣就開始經(jīng)過電磁閥42溢出，MCU通過壓強傳感器44來不斷監(jiān)測下降的液壓，當達到預定值后，便關(guān)斷電磁閥42。

閥配式液壓泵也可以由端面配流液壓泵與單向閥的串聯(lián)支路替代，它們的功能是一樣的，單向閥導通方向為面向氣囊一側(cè)；

第2種調(diào)壓裝置，見圖15：所述蓄能器13的氣囊97接一氣管14，該氣管先后經(jīng)壓強傳感器44、電磁閥42，接到一電動端面配流柱塞泵48上，MCU讀取壓強傳感器44發(fā)來的信息，控制電動端面配流柱塞泵48的啟停、電磁閥的通斷；

原理：平時，電磁閥42、端面配流柱塞泵48都關(guān)閉。當想調(diào)高氣囊97壓強時，通過天線43給PLC發(fā)指令，PLC收到后打開電磁閥42，并啟動端面配流柱塞泵48，端面配流柱塞泵48從大氣抽取空氣注入氣囊97中，然后PLC通過壓強傳感器44來不斷監(jiān)測上升的氣壓，當達到預定值后，PLC關(guān)斷端面配流柱塞泵48、電磁閥42，當需調(diào)小氣囊97壓強時，PLC 打開電磁閥42，這時氣囊97的高壓氣體通過電磁閥42溢出，并推動端面配流柱塞泵旋轉(zhuǎn)，溢出到大氣，PLC通過壓強傳感器44監(jiān)測下降的氣壓，當達到預定值后，關(guān)斷電磁閥42。

第3種調(diào)壓裝置，見圖16：液壓&機械能互換裝置中的蓄能器為多個，且氣囊壓強不同；由所述單作用液壓缸/容積泵兼馬達出口(高壓側(cè))，引出的油管，然后再叉分成多個支路，每個支路經(jīng)過一電磁閥42后接一蓄能器13，各個支路上的蓄能器13氣囊壓強不同，單片機/PLC通過壓強傳感器44獲取液壓數(shù)據(jù)，然后對所述各支路上的電磁閥42進行通斷控制；

原理：平時，只有一個支路上的電磁閥打開，比如，當我們想讓單作用液壓缸12工作在5MPa時，則給MCU發(fā)出指令，MCU只讓5Mpa支路上的電磁閥42打開(同時關(guān)閉其他支路的電磁閥42)。但為了更好的工作，MCU在切換電磁閥的時候，會根據(jù)所述單作用液壓缸/容積泵兼馬達出口(高壓側(cè))，引出的油管上的壓強傳感器44的數(shù)據(jù)進行判斷切換的時機。比如由于長期工作導致5Mpa蓄能器進了過多的液壓油，導致其氣囊變小而壓強增加到8Mpa(當只有5MPa支路上的電磁閥打開時，MCU通過所述單作用液壓缸12所連的油管上的液壓傳感器44可以獲知)，而20Mpa蓄能器放出過多的液壓油，氣囊超大壓強降到15Mpa，這就需要從5Mpa蓄能器中抽取一部分液壓油注入到20Mpa蓄能器中，做法是：由于海浪的上下起伏，第三動力端要不斷正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)，單作用液壓缸12的活塞也要往復的運動，MCU根據(jù)壓強傳感器44來判斷是活塞是在壓縮還是在復位，當發(fā)現(xiàn)活塞開始壓縮液壓油的時候，MCU立即只令20Mpa支路的電磁閥打開(其他關(guān)閉)，這時單作用液壓缸12輸出的高壓液壓油開始進入20Mpa蓄能器中(雖然這時，相當于氣囊壓強改變，工作負荷改變，采能索拉力改變，但借助于WEC整個設備的慣性，浮體依然會向上沖擊一段距離，依然帶動第一動力端，第三動力端依然會繼續(xù)向前轉(zhuǎn)動)。當MCU通過壓強傳感器44判斷活塞開始復位時，立即只令5Mpa支路的電磁閥42打開(其他關(guān)閉)，這時5Mpa蓄能器中的液壓油會釋放，推動活塞復位。然后MCU再在活塞開始壓縮的時候，只打開20Mpa支路電磁閥，在活塞開始復位時，只打開5MPa電磁閥。這樣就實現(xiàn)了調(diào)配各蓄能器中液壓油的目的。同理，其他蓄能器間的液壓油調(diào)配也可參照此做法。

第二種蓄能調(diào)載裝置為氣壓式的，見圖12，即：差速器/行星齒輪的第三動力端與滾鏈輪64軸聯(lián)，與之嚙合的滾子鏈的一端與一第一氣缸36的活塞桿連接，該滾子鏈的另一端系一重塊65/拉簧(拉簧另一端系在機架上)；第一氣缸36固定在機架上，第一氣缸36引出來的氣管14，在經(jīng)過一電磁閥42后，再接一第二氣缸96，第二氣缸96也為一單作用氣缸，該單作用氣缸的活塞桿加長，加長部分做成齒條，與該齒條嚙合的齒輪與被PLC控制的伺服電機39的轉(zhuǎn)子軸聯(lián)，PLC依據(jù)伺服電機39的位置模塊反饋回來的電機狀態(tài)或通過所述第一氣缸36引出的氣管上的壓強傳感器的信號，來控制伺服電機39的旋轉(zhuǎn)、電磁閥42的通斷；第二氣缸也可替換為端面配流的氣泵，該氣泵一個進出口接大氣，另一個進氣口接一路氣管，該路氣管經(jīng)所述電磁閥42接所述第一氣缸36，所述氣泵與前述伺服電機的轉(zhuǎn)子軸連；

原理：平時電磁閥42是關(guān)閉的，第一氣缸36內(nèi)的氣體是一定的。當?shù)谝粍恿Χ颂幱诟咚贂r，第三動力端驅(qū)動鏈輪64正轉(zhuǎn)拉動活塞桿29，從而壓縮第一氣缸36里的氣體，從而將第二動力端多余的機械能轉(zhuǎn)換為氣壓能，(第一氣缸36相當于一個氣彈簧)，當?shù)谝粍恿Χ送＾D(zhuǎn)時，第一氣缸36內(nèi)的高壓氣體推動活塞復位，拉動鏈輪64反轉(zhuǎn)，從而帶動第三動力端反轉(zhuǎn)，由于止退棘爪2不允許第一動力端反轉(zhuǎn)，所以第三動力端只能推動第二動力端繼續(xù)轉(zhuǎn)動，從而將先前存儲的氣壓能再轉(zhuǎn)換機械能。而當我們需要改變第一氣缸36內(nèi)的氣壓時，可發(fā)指 令給PLC。PLC打開電磁閥42，同時驅(qū)動伺服電機旋轉(zhuǎn)，通過齒輪齒條機構(gòu)31帶動第二氣缸96的活塞桿移動，從而通過氣管14從第一氣缸36內(nèi)抽取或注入氣體。

優(yōu)選的，見圖12，所述重塊65在一個豎直滑筒66內(nèi)并與其內(nèi)壁保持間隙，滑筒66固定在機架上，重塊65只能在滑筒66內(nèi)上下運動，而不會亂擺，避免鏈條脫離鏈輪64；

同樣，所述鏈輪鏈條機構(gòu)也可替換為卷筒繩纜機構(gòu)/齒輪齒條機構(gòu)；

第三種蓄能調(diào)載裝置是彈簧式，圖14，即：差速器/行星齒輪的第三動力端(即半軸齒輪)與卷筒11軸聯(lián)，一纜繩69一端固定并纏繞在該卷筒11上，該纜繩另一端與一第三拉簧85一端連接，該第三拉簧85另一端連接織帶37的一端，該織帶37另一端固定并卷繞在的一個卷揚機的自帶卷筒80上，該卷揚機的電機35通過扭矩傳感器52與自帶卷筒80軸連，單片機/PLC通過讀取該傳感器52的數(shù)據(jù)，對該卷揚機控制指令，進行正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)及剎車；

原理：平時卷揚機自身卷筒80是處于制動狀態(tài)的，所以織帶37的這一端是固定的。當?shù)谝粍恿Χ?差速器左半軸)高速旋轉(zhuǎn)時，第三動力端(差速器右半軸)要吸納更多動力，第三動力端帶動卷筒11旋轉(zhuǎn)，從而拉動纜繩69，拉動第三拉簧85，從而將第一動力端的多余動力轉(zhuǎn)換為第三拉簧85的彈性勢能。當左半軸不轉(zhuǎn)時，在第三拉簧85的拉力作用下，卷筒11反轉(zhuǎn)帶動差速器的第三動力端倒轉(zhuǎn)，由于有止退棘爪2，左半軸不可能倒轉(zhuǎn)，所以第三動力端返回的動力只供給了第二動力端即球殼4，去驅(qū)動發(fā)電機G。調(diào)節(jié)第三拉簧85的拉力可調(diào)節(jié)右半軸的工作扭矩、主軸27的工作扭矩、WEC的工作負荷。當需要調(diào)大負荷時，給MCU發(fā)指令，MCU控制卷揚機卷筒80旋轉(zhuǎn)，拉動織帶37，從而拉動第三拉簧85的一端使第三拉簧85拉力更大。在這個過程中MCU也通過扭矩傳感器52監(jiān)測扭矩的變化，一旦達到預定值就立即關(guān)掉卷揚機的電機35。當需要調(diào)小負荷時，給MCU發(fā)指令，MCU控制卷揚機卷筒80旋轉(zhuǎn)，放出織帶37，第三拉簧85的縮短，使第三拉簧85拉力變小。在這個過程中MCU也通過扭矩傳感器52監(jiān)測扭矩的變化，一旦達到預定值就立即關(guān)掉卷揚機的電機35。

優(yōu)選的，見圖16：在直線旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換傳動機構(gòu)與超越離合器之間插入扭矩限制器19，即直線旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換傳動機構(gòu)(圖中是環(huán)鏈輪50通過鏈式傳動76帶動滾鏈輪64)的輸出端通過主軸與扭矩限制器19的一端軸連，而扭矩限制器19的另一端與超越離合器1的一端軸連。圖14是應用了摩擦式離合器1，它是自帶的過載保護功能，一旦過載它會打滑。

原理，見圖16：扭矩限制器19的作用是保護。有時海上短時間連續(xù)來幾個大波，導致蓄能調(diào)載裝置的難以接收這么多能量，液壓缸/氣缸可能會被壓縮到底，或蓄能器的氣囊被壓縮到極限，或者是拉簧被拉到極限，這時如果第一動力端繼續(xù)轉(zhuǎn)動下去將會產(chǎn)生破壞，所以增加了扭矩限制器19，當主軸扭矩超過一定值時，扭矩限制器會打滑，從而避免破壞機器。

優(yōu)選的，見圖15：蓄能調(diào)載裝置的MCU/PLC可通過外部天線43接收外部控制命令；也可根據(jù)壓強/扭矩傳感器的數(shù)據(jù)，自動進行調(diào)載(如果波浪過小，波浪力小，第三動力端轉(zhuǎn)動幅度也小，液壓缸/氣缸活塞/圖14卷筒11運動幅度小，這會被壓強/扭矩傳感器監(jiān)測到，相反亦然。MCU/PLC通過一段時間的數(shù)據(jù)分析可以做出判斷浪大了還是浪小了。)

優(yōu)選的，見圖16：對于含氣缸/液壓缸12的蓄能調(diào)載裝置，在氣缸/液壓缸12上安裝監(jiān)測活塞位置的位置傳感器47，位置傳感器47發(fā)信號給MCU或PLC。因為壓強傳感器44測到的數(shù)據(jù)是受活塞位置影響的，所以MCU或PLC需要結(jié)合位置傳感器47和壓強傳感器44的數(shù)據(jù)，來精確的了解目前的系統(tǒng)狀態(tài)。

本節(jié)中的差速器/行星齒輪+蓄能調(diào)載裝置也適用于其他的不穩(wěn)定轉(zhuǎn)速需穩(wěn)定場合。