一种利用多层叠堆式‑介电弹性体的潮汐能发电机结构设计的制作方法

文档序号:12705842阅读:147来源:国知局

本发明涉及一种潮汐能发电机结构,尤其是涉及一种利用多层叠堆式-介电弹性体的发电机结构设计。



背景技术:

介电弹性体是一种新型的功能性材料,在国外首先作为驱动材料研究,而对于介电弹性体的发电研究始于2001年,因能量密度高(比传统压电材料高出两个数量级),质量轻,变形大,价格低以及机电转换效率高等优点,使得其在发电领域越来越受重视。从原理上,介电弹性体发电机是一种具有“三明治”式三层结构的可变电容器,上下两侧是柔性电极,中间是介电弹性体。在施加偏置电压时,通过拉伸、收缩介电弹性体即可将施加的机械能转化为电能。而多层叠堆式-介电弹性体是近几年刚刚提出的结构:多层叠堆在一起的介电弹性体薄膜可以使整体的电容变大的同时,结构也更为紧凑。挤压和放松多层叠堆式-介电弹性体也可使其发生形变和回复,进而发电。多层叠堆式-介电弹性体发电机定会在今后的介电弹性体发电机设计中应用的越来越多。目前水利发电机种类较多,其原理大多将高水位水资源的重力势能转换为电能。这种发电机受外界环境影响较大,需建设水利大坝,成本较高。而介电弹性体发电机能在非常宽的频率范围高效工作,特别适合应用于潮汐能发电。



技术实现要素:

本发明涉及一种利用多层叠堆式-介电弹性体的潮汐能发电机结构设计。

为达到上述目的,本发明采用的技术方案如下:

一种利用多层叠堆式-介电弹性体的潮汐能发电机,其发电过程:海水流动带动叶轮旋转,从而带动与其连接的中心轴转动,同时平面凸轮也进行转动。顶针水平地顶住平面凸轮外沿,平面凸轮的旋转运动作用于顶针,使其进行直线往复运动。同时与顶针在支架上进行往复直线运动,进而最终作用于固定在基座套筒内的多层叠堆式-介电弹性体。顶针对多层叠堆式-介电弹性体进行挤压,造成其形变,从而发电,使得潮汐能转变为电能。多层叠堆式-介电弹性体恢复形变,推动顶针始终与凸轮外沿接触,使其进行直线往复运动。

其特征在于:顶针头部设计为球面,使得顶针减小与凸轮接触面积,从而保证发电过程中不会浮动。

其特征在于:顶针往复运动,一端的多层叠堆式-介电弹性体受压的同时,另一端的多层叠堆式-介电弹性体放松,可以使得多个多层叠堆式-介电弹性体同时工作,提高潮汐能到电能的转化效率。

其特征在于:一个平面凸轮推动四个顶针同时工作,可以保证整体受力平稳的同时,可以使多个多层叠堆式-介电弹性体同时工作,提高海洋能到电能的转化效率。

其特征在于:叶轮作为潮汐能俘获机构,将潮汐能转变为可利用的机械能。

该机构具有结构简单、安装方便、易维护和成本低等优点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

如图所示,本发明的潮汐能发电机包括导流帽1、叶轮2、基座3、多层叠堆式-介电弹性体4、顶针5、轴承6、平面凸轮7、下箱体8、中心轴9、键10。多层叠堆式-介电弹性体4分别与基座3、顶针5连接,平面凸轮7通过键10与轴9连接,叶轮2与轴9连接,通过该机构可将叶轮2的旋转运动转化为顶针5的直线运动,从而实现多层叠堆式-介电弹性体的挤压与放松;其挤压与放松过程可实现机械能与电能的转换;该机构上箱体与下箱体8机构类似,保证顶针的滑动。

海水流动带动叶轮2旋转,从而带动与其连接的中心轴9转动,同时平面凸轮7也进行转动。顶针5水平地顶住平面凸轮7外沿,平面凸轮7的旋转运动作用于顶针5,使其进行直线往复运动。同时与顶针5支架上进行往复直线运动,进而最终作用于固定在下箱体8的基座3套筒内的多层叠堆式-介电弹性体4。顶针5对多层叠堆式-介电弹性体4进行挤压,造成其形变,从而发电,使得潮汐能转变为电能。多层叠堆式-介电弹性体4恢复形变,推动顶针5始终与平面凸轮7外沿接触,使其进行直线往复运动。

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