具有多阶振动模态的复合型微电网供能装置的制作方法

本实用新型属于面向微电网的环境能量转化与收集技术领域，特别是涉及到一种具有多阶振动模态的复合型微电网供能装置。

背景技术：

人类社会的发展与能源密不可分，伴随着能源需求的日益严重，新能源越来越得到各国的重视和青睐。风力发电技术目前已成为可再生能源中应用较广的技术之一。但风力发电输出功率随着风速变化，因此其波动性、间歇性和随机性对电网产生了严重影响；并且，风力发电需要建设大规模的电网进行远距离输电，这种供电方式电能的损耗较大，建设输配电设备的投资费用和输配电设备的运行费用较高。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种具有多阶振动模态的复合型微电网供能装置，以解决现有的供电方式电能损耗大，且相关费用贵的问题。

本实用新型提供的具有多阶振动模态的复合型微电网供能装置，包括叶轮驱动装置和多阶模态激振装置；其中，叶轮驱动装置包括前叶片、透风电势板和连接转轴，前叶片与连接转轴固定连接，透风电势板套设在连接转轴上；多阶模态激振装置包括模态激励转轴、支撑底座、前叶片固定支架和振动发电板，模态激励转轴与连接转轴固定连接，前叶片固定支架的底端支撑在支撑底座上，前叶片固定支架的顶端与模态激励转轴转动连接，振动发电板固定在支撑底座上。

另外，优选的方案是，前叶片包括叶片和沉头孔，叶片均匀分布于沉头孔的外壁上，连接转轴插入沉头孔内并焊接在一起。

此外，优选的方案是，透风电势板包括多孔板和固定支架，固定支架与支撑底座焊接，在多孔板的中间位置开设有供连接转轴穿过的圆形通孔。

再者，优选的方案是，模态激励转轴包括螺纹连接轴和激励板，激励板均匀分布在螺纹连接轴的外壁上，且激励板在转动时与振动发电板接触；以及，连接转轴的一端开设有螺纹孔，连接转轴通过螺纹孔与螺纹连接轴螺纹连接。

另外，优选的方案是，支撑底座包括第一通风孔和直径小于第一通风孔的第二通风孔，第二通风孔分布于第一通风孔的四周，螺纹连接轴穿过第一通风孔与连接转轴螺纹连接。

再者，优选的方案是，前叶片固定支架包括前叶片固定环和支架，支架的一端与前叶片固定环固定连接，另一端与支撑底座固定连接，前叶片固定环供螺纹连接轴穿过。

通过上述设计方案，本实用新型可以带来如下有益效果：

前叶片不仅在风能作用下旋转产生电能，其材料本身可与后端透风电势板产生电势差，从而进行电能输出；振动发电板可被激励出不同模态，多阶振动模态可以分级收集风能，达到最大程度的风能向电能的转化。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的说明：

图1为本实用新型的具有多阶振动模态的复合型微电网供能装置的结构示意图。

图2为本实用新型的叶轮驱动装置的结构示意图；

图3为本实用新型提出的前叶片的结构示意图；

图4为本实用新型提出的透风电势板的结构示意图；

图5为本实用新型提出的连接转轴的结构示意图；

图6为本实用新型提出的多阶模态激振装置的结构示意图；

图7为本实用新型提出的模态激励转轴的结构示意图；

图8为本实用新型提出的支撑底座的结构示意图；

图9为本实用新型提出的前叶片固定支架的结构示意图。

图中：1-叶轮驱动装置、11-前叶片、111-叶片、112-沉头孔、12-透风电势板、121-多孔板、1211-圆形通孔、122-固定支架、13-连接转轴、131-螺纹孔、2-多阶模态激振装置、21-模态激励转轴、211-螺纹连接轴、212-激励板、22-支撑底座、221-第一通风孔、222-第二通风孔222、23-前叶片固定支架、231-前叶片固定环、232-支架、24-振动发电板。

具体实施方式

图1示出了本实用新型的具有多阶振动模态的复合型微电网供能装置的结构。

如图1所示，本实用新型提供的具有多阶振动模态的复合型微电网供能装置，包括：具有多阶振动模态的复合型微电网供能装置，包括叶轮驱动装置1和多阶模态激振装置2。

图2示出了本实用新型的叶轮驱动装置的结构。

如图2所示，叶轮驱动装置1包括前叶片11、透风电势板12和连接转轴13组成；前叶片11可选用电极性材料制成，如capton聚酯膜等材料，透风电势板12可用金属材料制成，链接转轴13可用钢材制成；前叶片11与连接转轴13固定连接，透风电势板12套设在连接转轴13上。

图3示出了本实用新型提出的前叶片的结构。

如图3所示，前叶片11包括叶片111和沉头孔112，前叶片11均匀分布在沉头孔112的外壁上行，前叶片11与连接转轴13通过沉头孔112焊接在一起，连接转轴13可插入沉头孔112，当叶片111在自然风激励下转动时，带动连接转轴13转动。

图4示出了本实用新型提出的透风电势板的结构。

如图4所示，透风电势板12包括多孔板121和固定支架122，固定支架122均匀分布于多孔板121的边缘，在多孔板121上开设有一个圆形通孔1211和至少一个小孔，连接转轴13可从圆形通孔1211中穿过。

可焊接于支撑底座22上，

图5示出了本实用新型提出的连接转轴的结构。

连接转轴13的一端开设有螺纹孔131。

图6示出了本实用新型提出的多阶模态激振装置的结构。

如图6所示，多阶模态激振装置2包括模态激励转轴21、支撑底座22、前叶片固定支架23和振动发电板24；其中，模态激励转轴21与连接转轴13固定连接，前叶片固定支架23的底端支撑在支撑底座22上，前叶片固定支架23的顶端与模态激励转轴21转动连接，振动发电板24为至少一个，均固定在支撑底座22上。

图7示出了为本实用新型提出的模态激励转轴的结构。

如图7所示，模态激励转轴21包括螺纹连接轴211和激励板212，激励板212均匀分布在螺纹连接轴211的外壁上，且激励板212在转动时与振动发电板24接触；以及，连接转轴13通过螺纹孔131与螺纹连接轴211螺纹连接。

图8示出了本实用新型提出的支撑底座的结构。

如图8所示，支撑底座22为L型结构，包括水平板与纵向板，在纵向板上开设有第一通风孔221和第二通风孔222，第二通风孔222的直径小于第一通风孔2 21的直径，且第一通风孔221位于纵向板的中心位置，而第二通风孔222分布于纵向板的四个角部，第一通风孔221用于供螺纹连接轴211穿过，螺纹连接轴21 1穿过第一通风孔221与连接转轴13螺纹连接；振动发电板24固定在水平板上。

激励板212在前叶片11带动下进行转动，激励板212可激励不同位置的振动发电板24产生不同阶模态振动，从而导致振动发电板24进行振动能量向电能转化。

图9示出了本实用新型提出的前叶片固定支架的结构。

如图9所示，前叶片固定支架23包括前叶片固定环231和支架232，支架232的一端与前叶片固定环231焊接，另一端与支撑底座22的水平板焊接，前叶片固定环231供螺纹连接轴221穿过，用于对模态激励转轴21与叶轮驱动装置1进行固定；由于螺纹连接轴211与连接转轴13螺纹连接，因此，支架232起到支撑叶轮驱动装置1与模态激励转轴21的作用。

上述内容详细说明了本实用新型提供的具有多阶振动模态的复合型微电网供能装置的结构，具有多阶振动模态的复合型微电网供能装置的能量转换原理如下：前叶片11可带正电荷，其与后端带负电的透风电势板12因旋转产生面积差，从而将风能转化为电能；模态激励转轴21可击打振动发电板24，振动发电板24内部含有摩擦发电片，在振动过程中由于内部摩擦发电片产生相对位移从而进行电能转化，由于振动发电板24所处位置不同，因此可被激励出多阶不同模态，多种模态可充分利用风能，尽可能将风能转化为电能并输出。