[發明專利]一種基于渦激振動的車載風能發電裝置

在審

• 申請號: 201810116014.8
• 申請日: 2018-02-06
• 公開（公告）號: CN108282110A
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發明（設計）人: 何運成;周硯瑩;梁啟勝
• 申請（專利權）人: 廣州大學
• 主分類號: H02N2/18
• 分類號: H02N2/18;H02J7/32
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 裘暉;林梅繁

本發明涉及基于渦激振動的車載風能發電裝置，包括作為鈍體物塊的箱體，箱體內設有一組表面貼有壓電片的懸臂結構；懸臂結構包括壓電片、多個懸臂梁或懸臂板，以及設置在懸臂梁或懸臂板末端的擺動片，壓電片貼在懸臂梁或懸臂板表面；懸臂結構固定在箱體的一側面內，箱體中用于固定懸臂結構的面為迎風面，箱體迎風面的兩側面開設有洞口，在箱體迎風面的兩側面將產生交替脫落的漩渦；在交替脫落漩渦的作用下，箱體內的懸臂結構產生振動，壓電片將振動產生的機械能轉化為電能。本發明充分利用了交替脫落漩渦驅動帶有壓電片的擺動片，將振動產生的機械能轉化為電能，給車輛源源不斷地提供清潔的可再生能源。

技術領域

本發明涉及風能發電技術，具體為一種基于渦激振動的車載風能發電裝置。

背景技術

當下共享單車在中國十分流行，甚至已經推廣到國外。共享單車上只有反射光源的警示片，沒有主動警示設施；因而晚上在沒有路燈的環境下，使用沒有照明功能的共享單車，僅通過反光警示片來提醒后方來車，其力度不夠，將存在一定的安全隱患。現有技術中，已存在通過太陽能發電技術，為共享單車的電子鎖提供電源；但太陽能發電技術在陰雨天和夜晚不能使用。

除了共享單車，電動車、摩托車、汽車等，在行駛過程中都會與大氣產生相對運動，使車體受到風荷載作用。風能是一種清潔的可再生能源，如果在車體上安裝鈍體物塊，將會在鈍體物塊的迎風面兩側產生交替脫落的漩渦，這些規則脫落的漩渦在沿鈍體物塊側面的法線方向產生相對規則的周期荷載，荷載的周期(或漩渦脫落周期)主要與鈍體物塊的特征尺寸及車體與空氣的相對速度有關。如果能利用上述因漩渦脫落產生的周期荷載轉化為電能，將給車體帶來清潔、可再生的能源，提高車體用電設備使用率的同時，綠色環保無污染。

發明內容

為了給現有技術中行駛過程的車體提供清潔可再生能源，本發明提供一種基于渦激振動的車載風能發電裝置，在車體上安裝鈍體物塊，在鈍體物塊上安置一組表面貼有壓電片的懸臂結構，上述因漩渦脫落產生的周期荷載將驅動該懸臂結構產生振動，而懸臂結構表面的壓電片將把振動對應的機械能轉化為電能。

本發明所采用的技術方案如下：一種基于渦激振動的車載風能發電裝置，包括作為鈍體物塊的箱體，箱體內設有一組表面貼有壓電片的懸臂結構；懸臂結構包括壓電片、多個懸臂梁或懸臂板，以及設置在懸臂梁或懸臂板末端的擺動片，壓電片貼在懸臂梁或懸臂板表面；懸臂結構固定在箱體的一側面內，箱體中用于固定懸臂結構的面為迎風面，箱體迎風面的兩側面開設有洞口，在箱體迎風面的兩側面將產生交替脫落的漩渦；在交替脫落漩渦的作用下，箱體內的懸臂結構產生振動，壓電片將振動產生的機械能轉化為電能。

優選地，所述懸臂結構的多個懸臂梁或懸臂板的高度呈倒拋物線設置。

優選地，所述設置在懸臂梁或懸臂板末端的擺動片具有不同的固有頻率。

優選地，所述擺動片的厚度或長度不同，或在擺動片的末端加不同的重塊。

優選地，所述箱體的底面上設置漏水孔，箱體的底面與箱體迎風面相對。

優選地，所述基于渦激振動的車載風能發電裝置還包括控制模塊、用電設備和充電電池；控制模塊分別與箱體、用電設備、充電電池連接；所述電能在控制模塊的控制下輸出至用電設備或充電電池。

優選地，所述基于渦激振動的車載風能發電裝置還包括光敏開關、遙控開關，遙控開關設置在控制模塊內，控制模塊分別與箱體、用電設備、充電電池連接，光敏開關、用電設備和充電電池串聯連接。

與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：

1、充分利用了鈍體物塊迎風面的兩側面所產生的交替脫落漩渦，驅動鈍體物塊內帶有壓電片的擺動片，壓電片將振動產生的機械能轉化為電能，輸出至用電設備或充電電池，給車輛源源不斷地提供清潔的可再生能源。