垂直轴旋转激振式风能浮获装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种风能俘获装置，具体涉及一种垂直轴旋转激振式风能俘获装置，属于风力发电新能源领域。
【背景技术】
[0002]随着自然资源的逐步减少，不消耗自然资源和能反复多次使用的能源正在不断研发，而利用自然界风能进行发电，为各种户外设施进行自供电的系统符合当今节能、环保、低碳的发展趋势，但是传统的风力发电都是采用较大的风力转动叶片带动发电的，这种传统的方式，在安装使用上，存在体积大、很难大面积普及的问题。
[0003]公开日为2014年I月I日、公开号为CN103490667A、发明名称为“弹性片式压电发电装置及方法”的专利申请，它首次提出了一种采用弹性压电片的压电效应进行发电的小型风力发电装置，成功地避免了传统风力发电体积大的问题，具有适应性广泛等优点；但是，其结构复杂、成本高、发电效率低以及很难大面积普及。
【发明内容】
[0004]本发明为解决现有小型弹性片式压电发电装置存在的结构复杂、成本高、发电效率低以及很难大面积普及的问题，提供一种垂直轴旋转激振式风能浮获装置。
[0005]本发明为解决上述问题采取的技术方案是:
[0006]本发明的垂直轴旋转激振式风能浮获装置包括底座、外壳、旋转轴、圆盘、动风轮、M组激振永磁体、M组受激永磁体和M个悬臂梁压电俘能器；其中M为正整数，M ^ 8 ;每组受激永磁体为两个受激永磁体；每组激振永磁体为两个激振永磁体;M组激振永磁体与M组受激永磁体的极性相反；
[0007]旋转轴的一端转动安装在底座的中部，旋转轴上固装有圆盘，每个圆盘的外周侧面上沿圆盘的周向均布安装有M组激振永磁体，底座上沿圆盘的周向均布安装有M个悬臂梁压电浮能器，每个悬臂梁压电浮能器的压电片竖向设置，每个悬臂梁压电浮能器的压电片的相对的两侧面各安装有一个受激永磁体，M组受激永磁体靠近圆盘的外周侧面布置，M组激振永磁体和M组受激永磁体构成圆形的同心内外双环结构，外壳罩在圆盘、M组激振永磁体、受激永磁体、M个悬臂梁压电浮能器上并与底座密封连接，旋转轴的另一端穿过外壳，动风轮安装在旋转轴的另一端。
[0008]本发明的有意效果是:本发明的垂直轴旋转激振式风能俘获装置主要通过旋转轴带动均布在其周围的多个悬臂梁压电俘能器的水平往复摆动来发电。悬臂梁压电俘能器的夹紧端固定在底座上的凹槽内，而自由端的压电片的相对的两侧面分别粘接着一个受激永磁体。而在旋转轴上安装着一个圆盘，圆盘的外周侧面上内也分别安装着激振永磁铁。安装在圆盘内的激振永磁体与安装在悬臂梁压电俘能器上的受激永磁体分别在同一高度和同一中心的内外圆周面上对应。当外部的风力带动动风轮旋转时，动风轮将转动传递给旋转轴，由旋转轴带动圆盘和圆盘内的激振永磁体绕中心轴线转动。由于圆盘内的激振永磁体吸引粘接在悬臂梁压电俘能器上的受激永磁体，进而使悬臂梁压电俘能器激振产生电能。
[0009]本发明的垂直轴旋转激振式风能俘获装置采用使悬臂梁压电俘能器激振的方式发电，加工装配十分简便，结构简单；此外，可以通过控制悬臂梁压电俘能器伸出的长度来使其在激振过程中拥有较为理想的激振频率，提高发电效率。发电效率提高了 45% -65%。
[0010]本发明的垂直轴旋转激振式风能俘获装置具有结构简单、成本较低、发电效率高、可实现大面积普及的优点。
【附图说明】
[0011]图1是本发明的垂直轴旋转激振式风能俘获装置的剖面示意图，图2是圆盘、旋转轴、动风轮和悬臂梁压电浮能器连接的结构示意图，图3是圆盘、旋转轴和悬臂梁压电浮能器连接的结构示意图，图4是本发明中悬臂梁压电俘能器与旋转轴空间对应位置的示意图，图5是动风轮的结构示意图，图6是圆盘和激振永磁体连接的结构示意图，图7是旋转轴带动悬臂梁压电俘能器变形而发电的原理示意图。
【具体实施方式】
[0012]【具体实施方式】一:结合图1-图6说明，本实施方式的垂直轴旋转激振式风能浮获装置包括底座1、外壳6、旋转轴12、圆盘13、动风轮14、M组激振永磁体17、M组受激永磁体18和M个悬臂梁压电俘能器3 ;其中M为正整数，M ^ 8 ;每组受激永磁体为两个受激永磁体18 ;每组激振永磁体为两个激振永磁体17 ；M组激振永磁体17与M组受激永磁体18的极性相反；
[0013]旋转轴12的一端转动安装在底座I的中部，旋转轴12上固装有圆盘13，每个圆盘13的外周侧面上沿圆盘13的周向均布安装有M组激振永磁体，底座I上沿圆盘13的周向均布安装有M个悬臂梁压电浮能器3，每个悬臂梁压电浮能器3的压电片竖向设置，每个悬臂梁压电浮能器3的压电片的相对的两侧面各安装有一个受激永磁体18，M组受激永磁体18靠近圆盘13的外周侧面布置，M组激振永磁体17和M组受激永磁体18构成圆形的同心内外双环结构，外壳6罩在圆盘13、M组激振永磁体17、受激永磁体18、M个悬臂梁压电浮能器3上并与底座I密封连接，旋转轴12的另一端穿过外壳6，动风轮14安装在旋转轴12的另一端。
[0014]本实施方式的垂直轴轴向激振式流体动能俘获装置在制造的时候，悬臂梁压电俘能器3的基板选用磷青铜，用砂纸把其表面的氧化膜除去，并且压电片19和受激磁体片18粘接之前需用丙酮清洗，粘接完成后用细导线在每一块悬臂梁压电俘能器3的压电片的上下两表面连接，分别引出两个电极。
[0015]本实施方式的垂直轴旋转激振式风能俘获装置的悬臂梁压电俘能器3的主要由弹性体和压电陶瓷片组成，受激永磁体18均布在旋转轴12周围与圆盘13上固定的相反磁极的激振永磁体17处于同一平面上构成同心的内外双环结构。这种实施方案结构紧凑，设计灵活，降低了加工装配的难度，同时保持了优越的发电效果。
[0016]本实施方式的激振永磁体或受激永磁体均可用永磁铁代替。外壳6和底座I通过密封圈2密封连接。圆盘13的内侧面23通过键槽24上的键安装在旋转轴12上。
[0017]结合图6-图7说明，图7中的单向箭头表示激振永磁体17的旋转方向，双箭头方向表示受激永磁体18摆动方向。图6为圆盘13的外周侧面设有八组激振永磁体，共十六个激振永磁体，图7为圆盘13转动带动悬臂梁压电俘能器变形而发电的原理示意图，每个悬臂梁压电俘能器的压电片的两侧各粘接有一个受激永磁体，两个受激永磁体的磁极性相反。动风轮5旋转时，带动圆盘13旋转，激振永磁体17吸附粘接在悬臂梁压电俘能器上的极性相反的受激永磁体18，进而使悬臂梁压电俘能器水平往复偏摆激振产生电能。
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