[發(fā)明專利]一種基于介電彈性體的風(fēng)力發(fā)電裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110742788.3
• 申請(qǐng)日: 2021-07-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113389689B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王強(qiáng);程峰峰;冀玉敏;葛泰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河北建筑工程學(xué)院
• 主分類號(hào): F03D9/25
• 分類號(hào): F03D9/25;F03D15/00;H02N2/18
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 張?zhí)煲?/td>

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于介電彈性體的風(fēng)力發(fā)電裝置，包括風(fēng)車、齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、介電彈性體模塊、連接桿件和機(jī)殼；其中齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)軸、從動(dòng)桿、固定桿、齒輪滑塊、滑槽、驅(qū)動(dòng)軸，旋轉(zhuǎn)軸一端與風(fēng)車連接并由風(fēng)車帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)軸另一端連接從動(dòng)桿，旋轉(zhuǎn)軸通過(guò)從動(dòng)桿的傳動(dòng)使齒輪滑塊在滑槽中反復(fù)水平直線滑動(dòng)，通過(guò)齒輪傳動(dòng)使驅(qū)動(dòng)軸做半周期的反復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)連接桿件使介電彈性體模塊做周期性的拉伸與壓縮運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)能到機(jī)械能再到電能的轉(zhuǎn)化；本發(fā)明中的基于介電彈性體的風(fēng)力發(fā)電裝置，能夠達(dá)到充分利用風(fēng)能資源，減少常規(guī)能源的消耗，改變風(fēng)力發(fā)電方式，提高空間利用率，提高風(fēng)力發(fā)電效率，減少環(huán)境污染，促進(jìn)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于介電彈性體的風(fēng)力發(fā)電裝置。

背景技術(shù)

在全球氣候變暖加劇和能源轉(zhuǎn)型壓力等多重因素之下，發(fā)展新型綠色能源成為全世界共同的目標(biāo)。新能源中，風(fēng)能因其蘊(yùn)量巨大、分布廣泛、無(wú)污染、可再生等特點(diǎn)，越來(lái)越受到重視，利用風(fēng)能發(fā)電已是大勢(shì)所趨。

最初的風(fēng)力發(fā)電依據(jù)的是電磁感應(yīng)原理，近年來(lái)，利用壓電陶瓷、橡膠等新型材料進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電成為了研究熱點(diǎn)。眾多可以發(fā)電的材料中，介電彈性體(典型代表有硅橡膠、聚丙烯酸酯(VHB))顯示出了獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，除了具有質(zhì)量輕、柔性好、可產(chǎn)生大變形等特點(diǎn)外，其比能密度和機(jī)電轉(zhuǎn)換效率要優(yōu)于壓電陶瓷等材料，因此，利用介電彈性體制造的發(fā)電機(jī)會(huì)擁有更高的發(fā)電效率。

目前已有的介電彈性體發(fā)電裝置多數(shù)采用曲柄鏈桿機(jī)構(gòu)或凸輪機(jī)構(gòu)。已有凸輪機(jī)構(gòu)使介電彈性體發(fā)生的變形較小，不能完全發(fā)揮介電彈性體大變形的優(yōu)勢(shì)，降低了能量轉(zhuǎn)化效率；已有曲柄鏈桿機(jī)構(gòu)中介電彈性體布置數(shù)量較少，空間利用率不高，降低了發(fā)電效率。

綜上，提供一種新型的基于介電彈性體的風(fēng)力發(fā)電裝置是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于介電彈性體的風(fēng)力發(fā)電裝置，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，能夠達(dá)到充分利用風(fēng)能資源，減少常規(guī)能源的消耗，改變風(fēng)力發(fā)電方式，提高空間利用率，提高風(fēng)力發(fā)電效率，減少環(huán)境污染，促進(jìn)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的目的。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

本發(fā)明提供一種基于介電彈性體的風(fēng)力發(fā)電裝置，包括風(fēng)車、齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、介電彈性體模塊、連接桿件和機(jī)殼；

其中所述齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)軸、從動(dòng)桿、固定桿、齒輪滑塊、滑槽和驅(qū)動(dòng)軸，所述旋轉(zhuǎn)軸一端與所述風(fēng)車連接由所述風(fēng)車帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，所述旋轉(zhuǎn)軸另一端連接所述從動(dòng)桿，所述旋轉(zhuǎn)軸通過(guò)所述從動(dòng)桿的傳動(dòng)使所述齒輪滑塊在所述滑槽中反復(fù)水平直線滑動(dòng)，通過(guò)齒輪傳動(dòng)使所述驅(qū)動(dòng)軸做半周期的反復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)連接桿件使介電彈性體模塊做周期性的拉伸與壓縮運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)能到機(jī)械能再到電能的轉(zhuǎn)化。

優(yōu)選地，所述風(fēng)車設(shè)置于所述機(jī)殼的外部，所述齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和介電彈性體模塊設(shè)置于所述機(jī)殼的內(nèi)部，所述從動(dòng)桿的底部通過(guò)鉚釘連接所述固定桿，所述從動(dòng)桿的桿體上豎向設(shè)置有兩個(gè)導(dǎo)向槽，所述旋轉(zhuǎn)軸的尾端設(shè)置的滑釘活動(dòng)連接于底部的所述導(dǎo)向槽內(nèi)，所述齒輪滑塊首端設(shè)置的滑釘活動(dòng)連接于頂部的所述導(dǎo)向槽內(nèi)，所述齒輪滑塊的尾端活動(dòng)連接于所述滑槽內(nèi)，所述齒輪滑塊通過(guò)底部端面上設(shè)置的齒與所述驅(qū)動(dòng)軸首端設(shè)置的齒圈嚙合連接。

優(yōu)選地，所述滑槽的兩端與所述機(jī)殼連接，所述齒輪滑塊通過(guò)滾輪與所述滑槽滾動(dòng)連接。

優(yōu)選地，兩個(gè)所述滑釘?shù)耐獠烤自O(shè)有軸承，且通過(guò)軸承與其所在的導(dǎo)向槽連接。

優(yōu)選地，所述驅(qū)動(dòng)軸的兩端通過(guò)底部固定在所述機(jī)殼內(nèi)的軸承支座支撐。

優(yōu)選地，所述鉚釘?shù)耐獠刻自O(shè)有軸承。