本發(fā)明涉及波浪能發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體地指一種波浪發(fā)電平臺升降轉(zhuǎn)向智能調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

海洋波浪蘊藏著巨大的能量，全球有經(jīng)濟價值的波浪能開采量估計為1～10億千瓦，中國波浪能的理論儲量為7000萬千瓦左右。波浪能發(fā)電系統(tǒng)可將波浪的能量轉(zhuǎn)換為機械的、氣壓的或液壓的能量，然后通過傳動機構(gòu)、氣輪機、水輪機或油壓馬達驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電。

在實際海域中，發(fā)電裝置時刻面對各種不同的海浪情況，為保證海平面、浪高、浪向發(fā)生變化時，能夠獲得較高的發(fā)電效率，波浪能發(fā)電系統(tǒng)需要進行姿態(tài)調(diào)整?，F(xiàn)有的波浪能發(fā)電系統(tǒng)的姿態(tài)調(diào)整裝置，多采用單級液壓油缸，通過控制液壓泵的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向控制液壓油缸的上升和下降速度；或者采用齒輪齒條相配合的升降系統(tǒng)，通過電機驅(qū)動齒輪帶動齒條上升和下降實現(xiàn)波浪能發(fā)電系統(tǒng)的升降。

通過控制液壓泵的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向控制液壓油缸的上升和下降速度；或者采用齒輪齒條相配合的升降系統(tǒng)均存在升降行程有限的問題，而加大升降行程帶來高的制造成本和大的能量消耗，同時，當(dāng)波浪能發(fā)電系統(tǒng)下降時需要動力源提供反力控制下降速度，效率低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)有中存在的缺陷，而提出一種波浪發(fā)電平臺升降轉(zhuǎn)向智能調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，大幅提高了目前波浪發(fā)電裝置的可靠性、適應(yīng)性，減少了裝置由于波浪撞擊對框架造成的損傷以及升降轉(zhuǎn)向所消耗的能量。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計的波浪發(fā)電平臺升降轉(zhuǎn)向智能調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，其特殊之處在于，包括傳感器模塊、控制器模塊、驅(qū)動器模塊和執(zhí)行機構(gòu)。

所述傳感器模塊：包括用于采集浮子高度信息的第三超聲波傳感器、用于采集中法蘭升降位移信息的第一超聲波傳感器和用于采集下法蘭升降位移信息的第二超聲波傳感器；用于采集裝置姿態(tài)信息的陀螺儀、用于采集海面波浪方向的波浪浮標(biāo)；

所述控制器模塊：包括mcu，所述mcu用于根據(jù)傳感器模塊采集的傳感信號運算處理，得到驅(qū)動信號控制驅(qū)動器模塊；

所述驅(qū)動器模塊：用于根據(jù)所述驅(qū)動信號向執(zhí)行機構(gòu)發(fā)送控制指令；

所述執(zhí)行機構(gòu)包括升降粗調(diào)支路、升降細調(diào)支路和馬達支路，所述升降粗調(diào)支路用于根據(jù)驅(qū)動器模塊的控制指令調(diào)節(jié)波浪發(fā)電平臺中升降粗調(diào)油缸的行程；所述升降細調(diào)支路用于根據(jù)驅(qū)動器模塊的控制指令調(diào)節(jié)波浪發(fā)電平臺中升降細調(diào)油缸的行程；所述馬達支路用于根據(jù)驅(qū)動器模塊的控制指令調(diào)節(jié)波浪發(fā)電平臺的旋轉(zhuǎn)姿態(tài)。

進一步地，所述執(zhí)行機構(gòu)還包括插銷支路，用于根據(jù)驅(qū)動器模塊的控制指令調(diào)節(jié)插銷的伸長、停止和縮短。該部分能夠快速響應(yīng)插銷的運動狀態(tài)，有效地保證了裝置升降與轉(zhuǎn)向的穩(wěn)定性與安全性。所述的執(zhí)行機構(gòu)還包括電機，電機是整個裝置運動的動力來源，用于驅(qū)動高壓液壓油在各條油路中流通。

更進一步地，所述執(zhí)行機構(gòu)還包括蓄能支路，所述蓄能支路包括蓄能器、第三電磁球閥、第一單向閥，所述蓄能器、第三電磁球閥、第一單向閥的控制端分別與驅(qū)動器模塊的輸出端連接，所述蓄能支路向馬達支路和插銷支路輸入高壓油。蓄能支路回收裝置下降時升降粗調(diào)油缸、升降細調(diào)油缸排出的液壓油(由重力勢能轉(zhuǎn)換得到)。用于插銷運動和裝置轉(zhuǎn)向迎浪，提高能量利用率，同時使得蓄能器壓力保持在設(shè)定范圍內(nèi)。

更進一步地，所述傳感器模塊還包括用于采集插銷孔18狀態(tài)信息的激光傳感器4和用于采集插銷行程信息的行程開關(guān)，所述激光傳感器成對對稱安裝于插銷孔兩側(cè)。激光傳感器能耗低、線性度好、精度高，可以長期穩(wěn)定工作，快速響應(yīng)裝置升降的位置信息，使得插銷能夠精確對準(zhǔn)插銷孔。

更進一步地，所述升降粗調(diào)支路包括第一三位四通電磁換向閥、兩位三通電磁球閥和第一電磁節(jié)流閥，所述第一三位四通電磁換向閥、兩位三通電磁球閥和第一電磁節(jié)流閥的控制端分別與驅(qū)動器模塊的輸出端連接。升降粗調(diào)支路實現(xiàn)了一次一孔的升降，運動過程相對平穩(wěn)，保證裝置在升降過程中工作的穩(wěn)定性。

更進一步地，所述升降細調(diào)支路包括第二電磁節(jié)流閥、第一電磁球閥、第二電磁球閥，所述第二電磁節(jié)流閥、第一電磁球閥、第二電磁球閥的控制端分別與驅(qū)動器模塊的輸出端連接。升降細調(diào)支路實現(xiàn)了在一個孔距內(nèi)的無級調(diào)節(jié)，能夠滿足各種升降高度的要求，從而更好地適應(yīng)海平面的變化，更充分地利用波浪能轉(zhuǎn)化為電能。

更進一步地，所述插銷支路包括第二三位四通電磁換向閥、第三三位四通電磁換向閥、第三電磁節(jié)流閥，所述第二三位四通電磁換向閥、第三三位四通電磁換向閥、第三電磁節(jié)流閥的控制端分別與驅(qū)動器模塊的輸出端連接。

更進一步地，所述馬達支路包括第四三位四通電磁換向閥和第四電磁節(jié)流閥，所述第四三位四通電磁換向閥和第四電磁節(jié)流閥的控制端分別與驅(qū)動器模塊的輸出端連接。

更進一步地，還包括三極管放大電路，所述三極管放大電路由npn型三極管和一個10k的電阻組成，用于為光電隔離放大器提供0～5v的控制信號，同時有效保護了驅(qū)動電機的控制電路。

更進一步地，所述驅(qū)動器模塊基于光電隔離放大模塊實現(xiàn)，其中光電隔離放大模塊用于驅(qū)動電磁換向閥、電磁球閥個電磁節(jié)流閥和驅(qū)動裝置的電機。

本發(fā)明設(shè)計了一套閉環(huán)自適應(yīng)控制系統(tǒng)，將升降轉(zhuǎn)向集成在一個統(tǒng)一的閉環(huán)系統(tǒng)中，可以實現(xiàn)裝置自適應(yīng)的升降轉(zhuǎn)向動作；通過返回超聲波與陀螺儀的數(shù)據(jù)分析結(jié)果，可以實現(xiàn)對裝置實時狀態(tài)的監(jiān)控。能夠?qū)崿F(xiàn)升降與轉(zhuǎn)向的自適應(yīng)變化，并通過反饋調(diào)節(jié)實現(xiàn)裝置的實時調(diào)控，充分有效的利用海洋波浪能。該發(fā)明大大提高了目前波浪發(fā)電裝置的可靠性、適應(yīng)性，減少了裝置由于波浪撞擊對框架造成的損傷以及升降轉(zhuǎn)向所消耗的能量；增大了波浪能源有效的利用率。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點包括：

1)本發(fā)明在波浪發(fā)電平臺的裝置基礎(chǔ)上，設(shè)計了一套不限于本發(fā)明的閉環(huán)智能升降轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)模塊化程度高，可以實現(xiàn)裝置自適應(yīng)的升降轉(zhuǎn)向。

2)本發(fā)明可以實時監(jiān)測裝置的運行狀態(tài)，并且可以在出現(xiàn)問題時，進行緊急控制，保障系統(tǒng)安全可靠。

3)本發(fā)明以實現(xiàn)裝置發(fā)電率最大化為目的，控制系統(tǒng)充分利用了蓄能器的重力能，并網(wǎng)發(fā)電的部分能量實現(xiàn)自身能源自足，無需外界提供能源。

附圖說明

圖1為本發(fā)明設(shè)計的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。

圖2為本發(fā)明控制部分硬件電路結(jié)構(gòu)圖。

圖3為本發(fā)明升降支路的驅(qū)動電路圖。

圖4為本發(fā)明插銷支路驅(qū)動電路圖。

圖5為本發(fā)明轉(zhuǎn)向馬達支路驅(qū)動電路圖。

圖6為本發(fā)明升降控制系統(tǒng)的工作原理圖。

圖7為本發(fā)明轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的工作原理圖。

圖8為波浪發(fā)電裝置的整體機械結(jié)構(gòu)圖。

圖9為超聲波模塊安裝位置圖。

圖10為圖8中i處的局部放大圖。

圖11為波浪發(fā)電裝置油路系統(tǒng)圖。

圖12為裝置傳感器的安裝圖。

圖中：mcu1，陀螺儀2、第一超聲波傳感器3.1、第二超聲波傳感器3.2、第三超聲波傳感器3.3)、激光傳感器4，行程開關(guān)5(其中：第一行程開關(guān)5.1，第二行程開關(guān)5.2)，三極管放大電路6，驅(qū)動器模塊7(其中：第一控制端～第十五控制端7.1～7.15)，升降粗調(diào)支路8(其中：第一三位四通電磁換向閥8.1，兩位三通電磁球閥8.2，第一電磁節(jié)流閥8.3，升降驅(qū)動電路8.4)，升降細調(diào)支路9(其中：第二電磁節(jié)流閥9.1、第一電磁球閥9.2a、第二電磁球閥9.2b)，插銷支路10(其中：第二三位四通電磁換向閥10.1a、第三三位四通電磁換向閥10.1b、第三電磁節(jié)流閥10.2)，轉(zhuǎn)向馬達支路11(其中：第四三位四通電磁換向閥11.1、第四電磁節(jié)流閥11.2)，蓄能支路12(其中：第三電磁球閥12.1，第一單向閥12.2，蓄能器12.3)，支承柱13，上法蘭14，中法蘭15，插銷16(其中：上插銷16.1，下插銷16.2)，下法蘭17，插銷孔18，粗調(diào)油缸19，細調(diào)油缸20，波浪浮標(biāo)21，外框架22，電機23，浮子24，回轉(zhuǎn)支承25。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述。

如圖1所示，本發(fā)明一種波浪發(fā)電平臺升降轉(zhuǎn)向智能調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，包括傳感器模塊、控制器模塊、驅(qū)動器模塊和執(zhí)行機構(gòu)。

傳感器模塊：包括用于采集浮子24高度信息的第三超聲波傳感器3.3、用于采集裝置姿態(tài)信息的陀螺儀2、用于采集海面波浪方向信息波浪浮標(biāo)21；用于采集中法蘭15升降距離的第一超聲波傳感器3.1，用于采集下法蘭17上升距離的第二超聲波傳感器3.2；用于采集插銷孔18狀態(tài)信息的激光傳感器4和用于采集插銷16行程信息的行程開關(guān)5。裝置傳感器的安裝圖如圖12所示，激光傳感器4安裝在下插銷16.2的上部正對于支承柱13的中心線，成對對稱安裝于插銷孔18兩側(cè)，b代表激光傳感器4發(fā)射端向接收端發(fā)出激光的方向，c代表插銷16插入支承柱13的插銷孔18的運動方向；第一超聲波傳感器3.1安裝在上法蘭14的底部面對中法蘭15，圖中箭頭方向a代表第一超聲波3.1發(fā)射和接收聲波的方向，第二超聲波傳感器3.2安裝在中法蘭15的底部面對下法蘭17，d代表超聲波3.2發(fā)射和接收聲波的方向。第三超聲波傳感器3.3安裝于外框架22的上端內(nèi)部；第一行程開關(guān)5.1安裝在上插銷16.1的插銷處，第二行程開關(guān)5.2安裝在下插銷16.2的插銷處。

控制器模塊：包括mcu1?？刂破髂K采集傳感器模塊的傳感信號，根據(jù)采集信號類型的不同，需要先進行濾波處理，防止存在工頻信號干擾，之后分別通過數(shù)字i/o和具有ad轉(zhuǎn)換功能的端口輸入芯片進行相應(yīng)的運算處理，最終根據(jù)mcu1分析計算，運算處理后得到驅(qū)動信號控制驅(qū)動器模塊7。

驅(qū)動器模塊7：用于向執(zhí)行機構(gòu)發(fā)送控制指令。驅(qū)動器模塊7基于光電隔離放大模塊實現(xiàn)，具有多個輸出端，每一個輸出端獨立發(fā)送控制指令。

執(zhí)行機構(gòu)：包括升降粗調(diào)支路8、升降細調(diào)支路9、插銷支路10、馬達支路11、蓄能支路12和電機23。升降粗調(diào)支路8用于根據(jù)驅(qū)動器模塊7的控制指令調(diào)節(jié)波浪發(fā)電平臺中升降粗調(diào)油缸19的行程；升降細調(diào)支路9用于根據(jù)驅(qū)動器模塊7的控制指令調(diào)節(jié)波浪發(fā)電平臺中升降細調(diào)油缸20的行程；馬達支路11用于根據(jù)驅(qū)動器模塊7的控制指令調(diào)節(jié)波浪發(fā)電平臺的旋轉(zhuǎn)姿態(tài)。插銷支路10，用于根據(jù)驅(qū)動器模塊7的控制指令調(diào)節(jié)插銷16的伸長、停止和縮短。蓄能支路12包括蓄能器12.3、第三電磁球閥12.1、第一單向閥12.2，蓄能器12.3、第三電磁球閥12.1、第一單向閥12.2的控制端分別與驅(qū)動器模塊7的輸出端連接，蓄能支路12向馬達支路11和插銷支路10輸入高壓油。電機23是整個裝置運動的動力來源，用于驅(qū)動高壓液壓油在各條油路中流通。

如圖2所示，本發(fā)明的硬件電路結(jié)構(gòu)是以mcu1為核心的。mcu1采用atmega328p芯片，該芯片也是arduinouno的處理芯片。陀螺儀2選用jy901，該模塊共有6個引腳，本發(fā)明選用串口通信方式，故選擇其中的vcc、gnd、rxd、txd；其中rxd與mcu1的3號引腳相連接，其中txd與mcu1的2號引腳相連接。超聲波模塊3基于us-100實現(xiàn)，在本發(fā)明中工作在電平觸發(fā)模式(gpio模式)，其連接方式為trig連接到mcu1的4號引腳，echo連接到5號引腳。工作過程中需要在在trig/tx管腳輸入一個10us以上的高電平，超聲波傳感器3便可通過echo端輸出一高電平，可根據(jù)此高電平的持續(xù)時間來計算距離值。即距離值為：(高電平時間*340m/s)/2。此距離值已經(jīng)經(jīng)過溫度校正，即不管溫度多少，聲速選擇340m/s即可。激光傳感器4分為激光發(fā)射端與激光接收端，其中激光發(fā)射端只有vcc和gnd兩個引腳，激光接收端共有三個引腳vcc、gnd、output，故需要將引腳output接入mcu1中的23號引腳(亦即a0)。波浪浮標(biāo)21采集波浪的方向信息，通過mcu1中的18號引腳傳送信號。行程開關(guān)電路5需將輸出端接入mcu1中的24號引腳(a1)，用于讀取該開關(guān)的狀態(tài)量。三極管放大電路6由npn型三極管和一個10k的電阻組成，用于為光電隔離放大器提供0～5v的控制信號。npn型三極管的基極端與mcu1的17號管腳相連接，數(shù)字i/o口17輸出高低電平來驅(qū)動三極管的通斷，從而達到控制電機驅(qū)動器的目的。驅(qū)動器模塊7的控制端引腳分別接入到mcu1中的數(shù)字i/o口中，圖中對應(yīng)的連接引腳位是6、11、12、13、14、15、17。另外在實際應(yīng)用中可根據(jù)需要增加數(shù)字控制端口，需增加的驅(qū)動器相應(yīng)的連接在mcu1中的16、19、9、10號引腳。若有需要還可將模擬i/o口25、26、27、28、1號引腳設(shè)置為數(shù)字輸出口用于驅(qū)動電路。

執(zhí)行機構(gòu)中升降粗調(diào)支路8和升降細調(diào)支路9的驅(qū)動電路如圖3所示，升降粗調(diào)支路8包含第一三位四通電磁換向閥8.1、兩位三通電磁球閥8.2、第一電磁節(jié)流閥8.3、升降驅(qū)動電路8.4；其中升降驅(qū)動電路8.4由驅(qū)動器、外置220v強電、電磁閥塊組構(gòu)成，每一個驅(qū)動器構(gòu)成的驅(qū)動電路均需要外置電源，圖中便不一一表示出來。驅(qū)動器模塊7具有多個控制輸出端，第一控制端7.1控制第一三位四通電磁換向閥8.1左邊的電源，從而控制第一三位四通電磁換向閥8.1左邊油路的通斷；第三控制端7.3控制第一三位四通電磁換向閥8.1右邊的電源，從而控制第一三位四通電磁換向閥8.1右邊油路的通斷；第二控制端7.2控制第一電磁節(jié)流閥8.3的通斷，調(diào)節(jié)升降的速度；第四控制端7.4控制兩位三通電磁球閥8.2的左右通斷，一般兩位三通電磁球閥8.2開通左邊，只有在裝置下降時兩位三通電磁球閥8.2開通右邊。升降細調(diào)支路9包括第二電磁節(jié)流閥9.1、第一電磁球閥9.2a、第二電磁球閥9.2b；第五控終端7.5控制第一電磁球閥9.2a通斷來控制裝置細調(diào)上升，第六控制端7.6控制第二電磁球閥9.2b通斷來控制裝置細調(diào)下降，第七控制段7.7控制第二電磁節(jié)流閥9.1通斷來控制裝置細調(diào)升降速度。

如圖4、圖8所示，本發(fā)明插銷支路10包括第二三位四通電磁換向閥10.1a、第三三位四通電磁換向閥10.1b、第三電磁節(jié)流閥10.2；驅(qū)動器模塊7的第八控制段7.8控制第二三位四通電磁換向閥10.1a左邊的電源，從而控制第二三位四通電磁換向閥10.1a左邊油路的開通來控制上法蘭插銷16.1插入；第九控制端7.9控制第二三位四通電磁換向閥10.1a右邊的電源，從而控制第二三位四通電磁換向閥10.1a右邊油路的開通來控制上法蘭插銷16.1拔出；同理第十一控制端7.11與第十二控制端7.12控制第三三位四通電磁換向閥10.1b處在左位、中位和右位來實現(xiàn)中法蘭上插銷16.2的伸長、停止和縮短。當(dāng)mcu1向7.11輸出低電平信號，7.11會驅(qū)動外部強電電路接通，從而使得第三三位四通電磁換向閥10.1b左邊線圈通電，利用電磁場力的作用帶動電磁換向閥內(nèi)的閥體運動，故而使得電磁換向閥處于左位。當(dāng)mcu1向7.12輸出低電平信號，7.12會驅(qū)動外部強電電路接通，從而使得第三三位四通電磁換向閥10.1b右邊線圈通電，利用電磁場力的作用帶動電磁換向閥內(nèi)的閥體運動，故而使得電磁換向閥處于右位。當(dāng)mcu1向7.12和7.11同時輸出高電平信號，左右外部強電電路均不會接通，從而使得第三三位四通電磁換向閥10.1b兩邊線圈均不通電，此時電磁換向閥處于中位。第十控制端7.10控制第三電磁節(jié)流閥10.2的通斷，調(diào)節(jié)細調(diào)升降的速度。

如圖5所示，轉(zhuǎn)向馬達支路11包括第四三位四通電磁換向閥11.1和第四電磁節(jié)流閥11.2。驅(qū)動器模塊7的第十三控制端7.13與第十五控制端7.15控制第四三位四通電磁換向閥11.1位于左位、中位和右位來實現(xiàn)液壓馬達的正轉(zhuǎn)、停止和反轉(zhuǎn)；當(dāng)mcu1向7.13輸出低電平信號，7.13會驅(qū)動外部強電電路接通，從而使得第四三位四通電磁換向閥11.1左邊線圈通電，利用電磁場力的作用帶動電磁換向閥內(nèi)的閥體運動，故而使得電磁換向閥處于左位。當(dāng)mcu1向7.15輸出低電平信號，7.15會驅(qū)動外部強電電路接通，從而使得第四三位四通電磁換向閥11.1右邊線圈通電，利用電磁場力的作用帶動電磁換向閥內(nèi)的閥體運動，故而使得電磁換向閥處于右位。當(dāng)mcu1向7.13和7.15同時輸出高電平信號，左右外部強電電路均斷開，從而使得第三三位四通電磁換向閥11.1兩邊線圈均不通電，此時電磁換向閥處于中位。通過第十四控制端7.14控制第四電磁節(jié)流閥11.2從而控制液壓馬達的旋轉(zhuǎn)速度。

本發(fā)明波浪發(fā)電平臺升降轉(zhuǎn)向智能調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)控制波浪發(fā)電平臺升降轉(zhuǎn)向裝置的運動狀態(tài)，該裝置包括升降粗調(diào)裝置、升降細調(diào)裝置、轉(zhuǎn)向裝置和液壓系統(tǒng)。其中升降粗調(diào)裝置1由上法蘭14、升降粗調(diào)油缸19、插銷16.1、中法蘭15和插銷孔18構(gòu)成。所述上法蘭14通過插銷16固定在支承柱13上；升降粗調(diào)油缸19通過下耳環(huán)與上法蘭14上焊接的u型叉固定安裝；中法蘭15通過其上焊接的u型叉與升降粗調(diào)油缸19的上耳環(huán)固定安裝；插銷16通過螺釘固定安裝在上法蘭14和中法蘭15上，上法蘭14與中法蘭15可以沿支承柱13軸線上下滑動。升降細調(diào)裝置由中法蘭15、下法蘭17和升降細調(diào)油缸20構(gòu)成。升降細調(diào)油缸20通過下耳環(huán)與中法蘭15上焊接的u型叉固定安裝；升降細調(diào)油缸20通過上耳環(huán)與下法蘭17上焊接的u型叉固定安裝；中法蘭15上焊接的棱柱與下法蘭17上異性孔同心安裝；中法蘭15與其上焊接的棱柱可以沿支承柱13軸線上下滑動。轉(zhuǎn)向裝置由回轉(zhuǎn)支承25構(gòu)成?；剞D(zhuǎn)支承25的內(nèi)圈與波浪能發(fā)電裝置通過螺栓連接；回轉(zhuǎn)支承25的外圈通過螺釘與下法蘭15固定安裝。

如圖6、圖9所示，本發(fā)明的升降控制過程的工作原理如下：當(dāng)超聲波3.3檢測到浮子24的上表面與升降轉(zhuǎn)向裝置的外框架22上部的距離時，將所測得的數(shù)據(jù)信息輸出給mcu1處理計算；經(jīng)過與內(nèi)部所設(shè)定的閾值比較后，若所測得距離高于上閾值，則輸出上升信號，若所測得距離低于下閾值，則輸出下降信號；此時裝置并不會立即驅(qū)動升降粗調(diào)支路，mcu會讀取行程開關(guān)5的輸出信號，判斷此時位于上、中法蘭上的插銷16是否插入到支承軸13中的插銷孔18中，若均沒有插入進去，則驅(qū)動升降粗調(diào)支路8帶動裝置升降；若有插銷16插入，則先驅(qū)動插銷支路10，拔出插銷16，然后驅(qū)動升降粗調(diào)支路8帶動上、中法蘭升降；在升降的過程中，mcu1一直通過第一超聲波傳感器3.1采集的中法蘭15升降值計算裝置升降的速度，并且根據(jù)反饋回來的速度信息實時調(diào)控電磁節(jié)流閥8.3通孔的大小，以此來控制液壓油的流速，達到調(diào)節(jié)裝置升降速度的目的；與此同時，mcu1也在讀取激光傳感器4的輸出信號，當(dāng)發(fā)射端與接收端通過插銷孔18正好相對時，輸出為低電平，此時mcu1發(fā)出粗調(diào)升降一個行程結(jié)束信號，控制驅(qū)動器端口7.1和7.3斷開，則導(dǎo)致電磁換向閥8.1位于中位，粗調(diào)油缸19停止運動，此時。第三超聲波傳感器3.3不斷返回當(dāng)前浮子24與框架上邊緣的距離值，經(jīng)過粗調(diào)的一個行程后，mcu判斷裝置是否需要下一個粗調(diào)行程，若需要，重復(fù)上面的粗調(diào)動作，若不需要，則啟動升降細調(diào)支路9；升降細調(diào)支路9帶動下法蘭17升降，同樣通過讀取第二超聲波傳感器3.2計算下法蘭17的升降速度，并調(diào)節(jié)升降速度，升降細調(diào)的停止信號由第三超聲波傳感器3.3發(fā)出，當(dāng)檢測到當(dāng)前浮子24與外框架22上邊緣的距離值在安全范圍以內(nèi)，則發(fā)出升降停止信號，裝置整個一次的升降動作完成。

如圖7所示，本發(fā)明的轉(zhuǎn)向控制過程的工作原理如下：陀螺儀2角度傳感器檢測裝置此時在海中的角度值，mcu1讀取該角度值并且與波浪浮標(biāo)21讀取到的波浪方向值進行對比，判斷此時裝置是否需要進行轉(zhuǎn)向；若需要進行轉(zhuǎn)向，mcu首先通過第一行程開關(guān)5.1、第二行程開關(guān)5.2的狀態(tài)判斷插銷16的狀態(tài)，第一行程開關(guān)5.1、第二行程開關(guān)5.2行程開關(guān)含有一個翹片，作為機械式觸點。當(dāng)插銷16插入插銷孔18中時，插銷軸壁會壓緊該觸點，行程開關(guān)5內(nèi)部電路接通，通過信號輸出引腳輸出高電平，若mcu1讀取到高電平信號，則判斷插銷16已經(jīng)插入插銷孔18中；反之，插銷16未插入插銷孔18中時，插銷軸壁不會碰觸到該觸點，行程開關(guān)內(nèi)部電路斷開，通過信號輸出引腳輸出低電平，若mcu1讀取到低電平信號，則判斷插銷未插入孔中。如果插銷16未插入在插銷孔18中，則先驅(qū)動插銷支路10插入插銷16。在插銷16已經(jīng)進入插銷孔18的前提下，mcu1驅(qū)動第四三位四通電磁換向閥11.1，從而導(dǎo)通轉(zhuǎn)向支路，裝置進行轉(zhuǎn)向工作；同樣地，mcu1會一直通過陀螺儀2返回裝置的當(dāng)前角度值，并于波浪浮標(biāo)21讀取到的波浪方向值進行重新對比判斷，若得到兩者的角度值相同時，則發(fā)出停止信號，裝置一次轉(zhuǎn)向工作完成。

如圖8所示，浮子振蕩式波浪發(fā)電裝置的整體機械結(jié)構(gòu)以裝置中間的支承柱13為對稱中心，支承柱上排布一列間距相等的插銷孔18，從上至下分別安裝在支承柱上的是上法蘭14、中法蘭15、下法蘭17，其中上中法蘭用于升降粗調(diào)、下法蘭用于升降細調(diào)，上中法蘭用粗調(diào)油缸19相連接，中下法蘭用細調(diào)油缸20相連接。其中上法蘭14和法蘭15上均安裝有插銷16，分別為上插銷16.1與下插銷16.2。

圖9為超聲波模塊3.3安裝的位置圖，超聲波模塊3.3安裝在外框架22的上邊緣內(nèi)部，時刻檢測浮子24與外框架22之間的高度，并將其作為依據(jù)判斷裝置是否需要升降。圖10為插銷16的示意圖，上插銷16.1與下插銷16.2均采用這種形式。每一對插銷16上均安裝了激光傳感器4，在插銷旁安裝用于檢測插銷16運動情況的行程開關(guān)5，插銷16正常插入，讀取到高電平信號，插銷正常拔出，讀取到低電平信號。

如圖11所示，本發(fā)明裝置的油路系統(tǒng)由升降粗調(diào)油路、升降細調(diào)油路、插銷插拔油路、轉(zhuǎn)向馬達油路、蓄能器油路構(gòu)成。本發(fā)明控制第一三位四通電磁換向閥8.1處在左位、中位和右位來實現(xiàn)升降粗調(diào)油缸的伸長、停止和縮短?？刂频谝浑姶殴?jié)流閥8.3來調(diào)整升降粗調(diào)油缸的伸長和收縮的速度。兩位三通電磁閥8.2一般處于左位，即與油箱連通；僅當(dāng)升降粗調(diào)油缸伸長且波浪能發(fā)電裝置下降時，兩位三通電磁閥8.2才置于右位，將波浪能發(fā)電裝置下降的重力勢能儲存到蓄能器12.3中。

蓄能支路12包括蓄能器12.3、第三電磁球閥12.1、第一單向閥12.2。蓄能器12.3內(nèi)的高壓油通過蓄能器出油管輸出，為馬達支路11和插銷支路10提供工作所需高壓油。當(dāng)蓄能器12.3內(nèi)油壓不足以驅(qū)動支路工作時，油泵支路開始工作為支路供能。蓄能支路12中的第一溢流閥可以保證蓄能器12.3的壓力過高時可以將高壓油排出，保證波浪能發(fā)電裝置可以繼續(xù)平穩(wěn)下降。

除上述實施例外，本發(fā)明還可以有其他實施方式。凡任何背離本專利的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明要求的保護范圍。