[發明專利]一種應用于非定向流的陣列排布式壓電俘能器

有效

• 申請號: 201910380000.1
• 申請日: 2019-05-08
• 公開（公告）號: CN109951106B
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 單小彪;王藝聰;謝濤
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H02N2/18
• 分類號: H02N2/18
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務所(普通合伙) 23209
• 代理人: 李曉敏

一種應用于非定向流的陣列排布式壓電俘能器，屬于水流和空氣流致振動俘能技術領域，本發明為了解決現有流致振動俘能中的俘能器大多為固定式，雖然也能實現較好的俘能效果，但無法應用于非定向流，應用受限的問題。技術要點：包括多個壓電振子、陣列夾具機構、導向翼機構、齒輪傳動機構和外殼；齒輪傳動機構安裝于外殼內部，齒輪傳動組包括多個主動齒輪軸和一個從動齒輪軸，導向翼機構穿過外殼與主動齒輪軸連接，從動齒輪軸的上端穿出外殼與陣列夾具機構連接，多個壓電振子安裝于陣列夾具機構上，導向翼機構的導向翼位于陣列夾具機構與外殼之間。本發明應用于非定向流，振子間的運動狀態能互相耦合，有助于提高俘能效率。

技術領域

本發明涉及一種壓電俘能器，具體涉及一種應用于非定向流的陣列排布式壓電俘能器，屬于水流和空氣流致振動俘能技術領域。

背景技術

流致振動俘能就是利用水流或空氣流流過非流線型物體時，交替脫落的渦旋會產生渦激力，來激勵俘能器振子振動，從而產生電能的一項技術。

現有技術中的流致振動俘能多為應用于定向流的俘能器，且俘能器大多為固定式，雖然也能實現較好的俘能效果，但無法應用于非定向流，應用有很大的局限性。

發明內容

本發明的目的是提供一種應用于非定向流的陣列排布式壓電俘能器，以解決現有流致振動俘能中的俘能器大多為固定式，雖然也能實現較好的俘能效果，但無法應用于非定向流，應用受限的問題。

技術方案如下：

一種應用于非定向流的陣列排布式壓電俘能器包括多個壓電振子、陣列夾具機構、導向翼機構、齒輪傳動機構和外殼；所述齒輪傳動機構安裝于外殼內部，齒輪傳動組包括多個主動齒輪軸和一個從動齒輪軸，導向翼機構穿過外殼與主動齒輪軸連接，從動齒輪軸的上端穿出外殼與陣列夾具機構連接，多個壓電振子安裝于陣列夾具機構上，導向翼機構的導向翼位于陣列夾具機構與外殼之間。

進一步地：壓電振子由擾流柱和壓電懸臂梁上下連接組成；所述壓電懸臂梁是由壓電材料貼附在彈性基體上形成的。

進一步地：壓電材料和彈性基體寬度相同，彈性基體的長度大于壓電材料的長度，彈性基體的下端裸露，用于夾板夾持。

進一步地：所述擾流柱為非流線型結構。

進一步地：所述擾流柱的截面形狀可采用圓形、矩形、三角形、橢圓形或半圓形等形狀。

進一步地：所述陣列夾具機構包括夾板、托板和轉動托盤；所述轉動托盤底部設有突出的內螺紋孔，用于與從動齒輪軸連接；所述轉動托盤上開有長孔，托板兩端通過螺栓安裝在第二長孔上的任意位置，用于調節壓電振子的縱向間距；所述托板中間開有第一長孔，第一長孔的長度方向與第二長孔的長度方向相互垂直，夾板的底板通過螺栓安裝在第一長孔上的任意位置，用于調節壓電振子的橫向間距；所述夾板包括兩個背對背設置的L形結構體，壓電懸臂梁的下端插在兩個背對背設置的L形結構體之間，并采用螺栓固定。

進一步地：所述導向翼機構包括多個導向翼，每個導向翼的下端均一體加工有導向翼軸，導向翼軸上加工有外螺紋，導向翼軸與主動齒輪軸的連接螺紋連接。

進一步地：所述齒輪傳動機構包括多個主動齒輪軸、多個惰輪軸、從動齒輪軸；主動齒輪軸上攻有內螺紋，用于與導向翼軸上的外螺紋連接，主動齒輪軸的主動齒輪與從動齒輪軸之間通過惰輪軸建立傳動關系，主動齒輪軸、惰輪軸和從動齒輪軸通過軸承組件與外殼建立連接。

進一步地：所述外殼包括底座和蓋裝在其上的齒輪保護蓋。

本發明所達到的效果為：

經研究表明應用于非定向流的陣列排布式壓電俘能器不僅能有效應用于非定向流，而且振子間的運動狀態能互相耦合，有助于提高俘能效率。