[0031] 以下结合附图对本发明作进一步说明。
[0032] 如图1和2所示，一种频率可调的海浪能发电装置，包括封装外壳1、封装端盖2、内部壳体3、壳体端盖4、振子系统、充气泵、排气泵、储气罐、振荡发电机构和能量收集电路。封装外壳1内壁的两端与两个封装端盖2分别固定，形成该频率可调的海浪能发电装置的壳体，用于承载其他元件，起到封装作用，防止海水渗入。内部壳体3设置在封装外壳内；内部壳体3的外侧面与封装外壳的内侧面之间存有间隙，用于安装振荡发电机构、微型充气泵和微型排气泵。两个壳体端盖4与内部壳体3内侧壁的两端分别固定。振子系统设置在内部壳体3内。
[0033] 如图3所示，振子系统包括振荡弹簧16、振子管17、振子端盖18、伸缩气囊20和推力单元。振子管17的内腔中装有伸缩气囊20；伸缩气囊20由依次排列相连的2n+1个碟形气囊单元组成，n＝3。碟形气囊单元的中间直径大，两端直径小。当伸缩气囊20单元充气时，由于各个碟形气囊的轴向膨胀，伸缩气囊20将沿轴向伸长。振子管17的侧壁上开设有沿振子管17中心轴线的周向均布的四个沟槽组。沟槽组包括沿振子管17的轴向依次排列的第一滑槽、中间槽和第二滑槽。第一滑槽及第二滑槽的长度方向平行于振子管17的中心轴线。
[0034] 四个沟槽组与四个推力单元分别对应。推力单元由2n+1个第一永磁铁19组成。2n+1个第一永磁铁19与伸缩气囊20上的2n+1个碟形气囊单元边缘处分别固定。位于中间的第一永磁铁19穿过对应沟槽组的中间槽。位于中间的第一永磁铁19一侧的n个第一永磁铁19设置在第一滑槽内。位于中间的第一永磁铁19另一侧的n个第一永磁铁19设置在第二滑槽内。当伸缩气囊20充入气体时，伸缩气囊20伸长，位于中间的第一永磁铁19位置不变，其余第一永磁铁19发生移动，相邻第一永磁铁19的间距增大。
[0035] 两个振子端盖18的内侧面与振子管17的两端分别固定。两个振子端盖18与内部壳体3的内腔构成滑动副。两个振荡弹簧16的一端与两个壳体端盖4的内侧面分别固定，另一端与两个振子端盖18的外侧面分别固定。当漂浮在海上的封装外壳1随着海水运动时，将带动振子系统在内部壳体3内持续往复运动。
[0036] 如图2和4所示，内部壳体3的侧壁上开设有沿内部壳体3中心轴线的周向均布的四个让位孔，用于装卡振荡发电机构的滑块7。振荡发电机构共有四个。四个振荡发电机构与四个推力单元分别对应。振荡发电机构包括第二永磁铁6、滑块7、缓冲弹簧8、杠杆9、铰链支座10和压电发电单元11。滑块7与对应的让位孔构成沿振子管17径向滑动的滑动副。滑块7的内侧面固定有第二永磁铁6。第二永磁铁6朝向对应推力单元的磁极与第一永磁铁19朝向对应第二永磁铁6的磁极极性相同。
[0037] 如图5所示，压电发电单元11包括弓形拉伸板12、柔性板14、矩形垫块15和压电片13。所述弓形拉伸板，其形状为弓形，根据力分解的原理，采用弓形结构具有力放大的作用，位于整个压电单元的上下两侧。两块弓形拉伸板12的内凹侧相对设置。两块弓形拉伸板12之间设置有三块柔性板14。三块柔性板14依次间隔排列设置。任意两块相邻的柔性板14之间均设置有两块矩形垫块15。该两块矩形垫块分别位于柔性板14的两端。矩形垫块15使得相邻两块柔性板14之间存在稳定的间隔。柔性板14的两侧面均设置有压电片13。弓形拉伸板12、柔性板14、矩形垫块15和压电片13通过粘接固定在一起。其中一块弓形拉伸板12与内部壳体3的外侧面固定。
[0038] 铰链支座10固定在内部壳体3上。杠杆9的中部与铰链支座10铰接。杠杆9的一端与滑块7的外侧面通过缓冲弹簧8连接，另一端与远离内部壳体3的那块弓形拉伸板12固定。杠杆9连接缓冲弹簧8的位置到铰链支座10铰接轴线的距离小于杠杆9连接弓形拉伸板12的位置到铰链支座10铰接轴线的距离
[0039] 当一块第一永磁铁19滑动至与第二永磁铁6对齐的位置时，将通过斥力推动第二永磁铁6向外滑动。使得滑块7通过缓冲弹簧8推动杠杆9转动。杠杆9通过杠杆原理，将力进行放大，并作用于压电发电单元11。由于拉伸板12采用弓形结构，具有力放大的功能，将竖直力分解为沿两边扩展的斜向力，从而使得柔性板14沿水平方向拉伸收缩；由于柔性板上贴有压电片，故压电片感受到应力变化，从而发生极化现象，产生电能。
[0040] 由于振子管17的一个往复形成中会有多个第一永磁铁经过第二永磁铁，故本发明的这种多个第一永磁铁依次排列的方式，能够实现低频转高频的效果，从而使得振子管17的振动能够更趋近于整体系统的共振频率，从而提高振动幅度，提升发电效率。
[0041] 充气泵、排气泵及储气罐均设置在封装外壳1和内部壳体3之间。伸缩气囊20上设置有两个气口。充气泵的输入口与储气罐的出气口连接，输出口与伸缩气囊20的第一个气口通过软管连接。排气泵的输入口与伸缩气囊20的第二个气口通过软管连接，输出口与储气罐的进气口连接。通过控制充气泵、排气泵，控制伸缩气囊的充气量，即可实现对第一永磁铁19间距的调节，进而调节系统频率。
[0042] 能量收集电路包括整流器、电流传感器、电压传感器和电池。每张压电片均对应一个整流器。整流器的两个输入接线端与对应压电片的两个接线端分别连接。所有整流器的正极输出端均与电池正极相连，负极输出端均与电池负极相连。电流传感器串联在电池正极与整流器的正极输出端之间。电压传感器的两个接线端与整流器的正极输出端、负极输出端分别相连。
[0043] 该频率可调的海浪能发电装置的发电方法具体如下：
[0044] 将封装外壳1横置漂浮在海中，并通过锚和绳索与海底固定。当封装外壳1随海浪进行晃动时，振子管17带动各推力单元持续往复运动。各推力单元上的多个第一永磁铁19依次经过并推动对应第二永磁铁6；第二永磁铁6推动杠杆9转动。杠杆9挤压压电发电单元11，压电发电单元11中的各压电片13在两块弓形拉伸板12的变形下受拉，从而使得各压电片13输出电能。每隔T时间进行一次充气量调节，1h≤T≤2h。
[0045] 充气量调节的方法如下：
[0046] 步骤一、设置伸缩气囊20的充气量范围，并将伸缩气囊20到充气量范围的下限。
[0047] 步骤二、微型充气泵21启动，对伸缩气囊20进行充气，使得伸缩气囊20伸长，相邻两个第一永磁铁的间距增大。伸缩气囊20从充气量范围的下限充气至充气量范围的上限的时间设定为3min。充气过程中，电流传感器、电压传感器分别持续检测输入电池的电压和电流，并对所得电压和电流求积，生成发电功率变化曲线。
[0048] 步骤三、在发电功率变化曲线中确定发电功率最高点对应的伸缩气囊充气量。将该充气量作为目标充气量。
[0049] 步骤四、微型排气泵22启动，将伸缩气囊内的气体抽出，直到伸缩气囊内的充气量达到目标充气量。
