垂直軸旋轉激振式風能浮獲裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種風能俘獲裝置，具體涉及一種垂直軸旋轉激振式風能俘獲裝置，屬于風力發(fā)電新能源領域。
【背景技術】
[0002]隨著自然資源的逐步減少，不消耗自然資源和能反復多次使用的能源正在不斷研發(fā)，而利用自然界風能進行發(fā)電，為各種戶外設施進行自供電的系統(tǒng)符合當今節(jié)能、環(huán)保、低碳的發(fā)展趨勢，但是傳統(tǒng)的風力發(fā)電都是采用較大的風力轉動葉片帶動發(fā)電的，這種傳統(tǒng)的方式，在安裝使用上，存在體積大、很難大面積普及的問題。
[0003]公開日為2014年I月I日、公開號為CN103490667A、發(fā)明名稱為“彈性片式壓電發(fā)電裝置及方法”的專利申請，它首次提出了一種采用彈性壓電片的壓電效應進行發(fā)電的小型風力發(fā)電裝置，成功地避免了傳統(tǒng)風力發(fā)電體積大的問題，具有適應性廣泛等優(yōu)點；但是，其結構復雜、成本高、發(fā)電效率低以及很難大面積普及。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為解決現(xiàn)有小型彈性片式壓電發(fā)電裝置存在的結構復雜、成本高、發(fā)電效率低以及很難大面積普及的問題，提供一種垂直軸旋轉激振式風能浮獲裝置。
[0005]本發(fā)明為解決上述問題采取的技術方案是:
[0006]本發(fā)明的垂直軸旋轉激振式風能浮獲裝置包括底座、外殼、旋轉軸、圓盤、動風輪、M組激振永磁體、M組受激永磁體和M個懸臂梁壓電俘能器；其中M為正整數(shù)，M ^ 8 ;每組受激永磁體為兩個受激永磁體；每組激振永磁體為兩個激振永磁體;M組激振永磁體與M組受激永磁體的極性相反；
[0007]旋轉軸的一端轉動安裝在底座的中部，旋轉軸上固裝有圓盤，每個圓盤的外周側面上沿圓盤的周向均布安裝有M組激振永磁體，底座上沿圓盤的周向均布安裝有M個懸臂梁壓電浮能器，每個懸臂梁壓電浮能器的壓電片豎向設置，每個懸臂梁壓電浮能器的壓電片的相對的兩側面各安裝有一個受激永磁體，M組受激永磁體靠近圓盤的外周側面布置，M組激振永磁體和M組受激永磁體構成圓形的同心內(nèi)外雙環(huán)結構，外殼罩在圓盤、M組激振永磁體、受激永磁體、M個懸臂梁壓電浮能器上并與底座密封連接，旋轉軸的另一端穿過外殼，動風輪安裝在旋轉軸的另一端。
[0008]本發(fā)明的有意效果是:本發(fā)明的垂直軸旋轉激振式風能俘獲裝置主要通過旋轉軸帶動均布在其周圍的多個懸臂梁壓電俘能器的水平往復擺動來發(fā)電。懸臂梁壓電俘能器的夾緊端固定在底座上的凹槽內(nèi)，而自由端的壓電片的相對的兩側面分別粘接著一個受激永磁體。而在旋轉軸上安裝著一個圓盤，圓盤的外周側面上內(nèi)也分別安裝著激振永磁鐵。安裝在圓盤內(nèi)的激振永磁體與安裝在懸臂梁壓電俘能器上的受激永磁體分別在同一高度和同一中心的內(nèi)外圓周面上對應。當外部的風力帶動動風輪旋轉時，動風輪將轉動傳遞給旋轉軸，由旋轉軸帶動圓盤和圓盤內(nèi)的激振永磁體繞中心軸線轉動。由于圓盤內(nèi)的激振永磁體吸引粘接在懸臂梁壓電俘能器上的受激永磁體，進而使懸臂梁壓電俘能器激振產(chǎn)生電能。
[0009]本發(fā)明的垂直軸旋轉激振式風能俘獲裝置采用使懸臂梁壓電俘能器激振的方式發(fā)電，加工裝配十分簡便，結構簡單；此外，可以通過控制懸臂梁壓電俘能器伸出的長度來使其在激振過程中擁有較為理想的激振頻率，提高發(fā)電效率。發(fā)電效率提高了 45% -65%。
[0010]本發(fā)明的垂直軸旋轉激振式風能俘獲裝置具有結構簡單、成本較低、發(fā)電效率高、可實現(xiàn)大面積普及的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明的垂直軸旋轉激振式風能俘獲裝置的剖面示意圖，圖2是圓盤、旋轉軸、動風輪和懸臂梁壓電浮能器連接的結構示意圖，圖3是圓盤、旋轉軸和懸臂梁壓電浮能器連接的結構示意圖，圖4是本發(fā)明中懸臂梁壓電俘能器與旋轉軸空間對應位置的示意圖，圖5是動風輪的結構示意圖，圖6是圓盤和激振永磁體連接的結構示意圖，圖7是旋轉軸帶動懸臂梁壓電俘能器變形而發(fā)電的原理示意圖。
【具體實施方式】
[0012]【具體實施方式】一:結合圖1-圖6說明，本實施方式的垂直軸旋轉激振式風能浮獲裝置包括底座1、外殼6、旋轉軸12、圓盤13、動風輪14、M組激振永磁體17、M組受激永磁體18和M個懸臂梁壓電俘能器3 ;其中M為正整數(shù)，M ^ 8 ;每組受激永磁體為兩個受激永磁體18 ;每組激振永磁體為兩個激振永磁體17 ；M組激振永磁體17與M組受激永磁體18的極性相反；
[0013]旋轉軸12的一端轉動安裝在底座I的中部，旋轉軸12上固裝有圓盤13，每個圓盤13的外周側面上沿圓盤13的周向均布安裝有M組激振永磁體，底座I上沿圓盤13的周向均布安裝有M個懸臂梁壓電浮能器3，每個懸臂梁壓電浮能器3的壓電片豎向設置，每個懸臂梁壓電浮能器3的壓電片的相對的兩側面各安裝有一個受激永磁體18，M組受激永磁體18靠近圓盤13的外周側面布置，M組激振永磁體17和M組受激永磁體18構成圓形的同心內(nèi)外雙環(huán)結構，外殼6罩在圓盤13、M組激振永磁體17、受激永磁體18、M個懸臂梁壓電浮能器3上并與底座I密封連接，旋轉軸12的另一端穿過外殼6，動風輪14安裝在旋轉軸12的另一端。
[0014]本實施方式的垂直軸軸向激振式流體動能俘獲裝置在制造的時候，懸臂梁壓電俘能器3的基板選用磷青銅，用砂紙把其表面的氧化膜除去，并且壓電片19和受激磁體片18粘接之前需用丙酮清洗，粘接完成后用細導線在每一塊懸臂梁壓電俘能器3的壓電片的上下兩表面連接，分別引出兩個電極。
[0015]本實施方式的垂直軸旋轉激振式風能俘獲裝置的懸臂梁壓電俘能器3的主要由彈性體和壓電陶瓷片組成，受激永磁體18均布在旋轉軸12周圍與圓盤13上固定的相反磁極的激振永磁體17處于同一平面上構成同心的內(nèi)外雙環(huán)結構。這種實施方案結構緊湊，設計靈活，降低了加工裝配的難度，同時保持了優(yōu)越的發(fā)電效果。
[0016]本實施方式的激振永磁體或受激永磁體均可用永磁鐵代替。外殼6和底座I通過密封圈2密封連接。圓盤13的內(nèi)側面23通過鍵槽24上的鍵安裝在旋轉軸12上。
[0017]結合圖6-圖7說明，圖7中的單向箭頭表示激振永磁體17的旋轉方向，雙箭頭方向表示受激永磁體18擺動方向。圖6為圓盤13的外周側面設有八組激振永磁體，共十六個激振永磁體，圖7為圓盤13轉動帶動懸臂梁壓電俘能器變形而發(fā)電的原理示意圖，每個懸臂梁壓電俘能器的壓電片的兩側各粘接有一個受激永磁體，兩個受激永磁體的磁極性相反。動風輪5旋轉時，帶動圓盤13旋轉，激振永磁體17吸附粘接在懸臂梁壓電俘能器上的極性相反的受激永磁體18，進而使懸臂梁壓電俘能器水平往復偏擺激振產(chǎn)生電能。
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