[發明專利]飛機機翼振動及風能復合收集裝置

在審

• 申請號: 202210812509.0
• 申請日: 2022-07-12
• 公開（公告）號: CN115387963A
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 王軍雷;李申芳;胡國標
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: F03D9/25
• 分類號: F03D9/25;F03D1/06;H02N2/18;B64C3/00
• 代理公司: 鄭州德勤知識產權代理有限公司 41128
• 代理人: 蘇志洋

1.一種飛機機翼振動及風能復合收集裝置，其特征在于：包括飛機、機翼和俘能裝置，所述俘能裝置陣列均布在所述機翼的下端面，所述飛機的兩個機翼上的俘能裝置數量相等且對稱分布；

所述俘能裝置包括風球基座、固定支架、中心軸、風球扇葉、轉動支架、風能發電組件和振動發電組件，所述風球基座固定于機翼的下端面上，所述中心軸通過固定支架與風球基座固定，所述風球扇葉通過轉動支架與所述中心軸轉動配合，所述風球扇葉與所述風球基座轉動配合；

所述風能發電組件包括定子、轉子、轉筒、電極層、介電材料層、圓錐滾子、第一懸臂梁、第一壓電片和撥片，所述定子固定于所述中心軸上，所述轉子與所述轉筒連接后固定于所述轉動支架上，所述轉子與所述定子平行且保持有間距，所述電極層包括圓周陣列的分布在所述定子表面的若干扇形電極，所述介電材料層粘貼在所述轉子表面，所述圓錐滾子安裝在所述定子上，所述圓錐滾子的滾動面與所述轉子上的介電材料層接觸以補充電荷，形成非接觸獨立層模式摩擦發電結構；所述第一懸臂梁圓周陣列的安裝在所述定子上，所述第一壓電片固定于所述第一懸臂梁根部，所述撥片等間隔的分布于所述轉筒內壁上并與所述第一懸臂梁的外端配合，形成轉動驅動壓電懸臂梁發電結構；

所述振動發電組件包括與固定支架安裝在一起的固定平臺，所述固定平臺上圓周陣列的分布有摩擦電俘能模塊和壓電俘能模塊；所述摩擦電俘能模塊包括豎向連接的第一質量塊、彈簧和摩擦納米發電機，所述第一質量塊連接于所述彈簧和所述摩擦納米發電機之間，所述彈簧的頂端和摩擦納米發電機的底端位置固定，形成接觸-分離模式摩擦發電結構；所述壓電俘能模塊包括第二質量塊、第二壓電片和第二懸臂梁，所述第二懸臂梁的根部位置固定，所述第二質量塊安裝于第二懸臂梁的遠端，所述第二壓電片安裝于所述第二懸臂梁的根部，形成振動驅動壓電懸臂梁發電結構。

2.根據權利要求1所述的飛機機翼振動及風能復合收集裝置，其特征在于：所述轉筒的頂端設置有上端蓋，所述定子和轉子均為圓盤狀結構。

3.根據權利要求2所述的飛機機翼振動及風能復合收集裝置，其特征在于：所述圓錐滾子的一端鉸接于立架上，所述立架固定于定子上，所述定子上開設有通孔以便所述圓錐滾子通過通孔與介電材料層接觸，所述圓錐滾子的下端面水平。

4.根據權利要求3所述的飛機機翼振動及風能復合收集裝置，其特征在于：還包括能量收集和儲存模塊，所述能量收集模塊分別與所述電極層、所述第一壓電片、所述第二壓電片和所述摩擦納米發電機連接以收集、轉化和儲存電能。

5.根據權利要求4所述的飛機機翼振動及風能復合收集裝置，其特征在于：所述固定平臺為圓盤狀的空心結構，所述摩擦電俘能模塊和壓電俘能模塊均安裝于所述固定平臺的空心結構內部。

6.根據權利要求5所述的飛機機翼振動及風能復合收集裝置，其特征在于：所述第一壓電片和第二壓電片的材料類型均為MFC壓電材料。

7.根據權利要求6所述的飛機機翼振動及風能復合收集裝置，其特征在于：所述定子和轉子通過3D打印或機械加工制成。