對稱式風力壓電發(fā)電裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及新能源開發(fā)技術領域，尤其涉及一種對稱式風力壓電發(fā)電裝置。
【背景技術】
[0002]風能具有環(huán)保、廉價、可再生等優(yōu)點，利用風力進行發(fā)電具有巨大的應用價值和發(fā)展前景。目前，風力發(fā)電大多都是靠葉片帶動發(fā)電機進行發(fā)電的，其結構復雜，造價成本高，安裝維修困難，且噪音很大。
[0003]在本實用新型發(fā)明之前，壓電發(fā)電是利用壓電材料的正壓電效應進行壓電發(fā)電的，其結構簡單、無污染、成本低和壽命幾乎無限等優(yōu)點。然而，目前的風力壓電發(fā)電裝置大多都只是微型的風力壓電發(fā)電機，只能進行小規(guī)模的壓電發(fā)電，發(fā)電量小，且都是采用單側(cè)風車結構，這樣只有靠近風車一側(cè)的驅(qū)動力比較大，遠離風車一側(cè)的驅(qū)動力比較小，這樣就會造成發(fā)電量不穩(wěn)定，還會因受力不均勻，對裝置造成一定的破壞。另外，使風車轉(zhuǎn)起來，還需要一定的風力，如果風力太小，風車很難轉(zhuǎn)起來。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的就在于克服上述缺陷，研制對稱式風力壓電發(fā)電裝置。
[0005]本實用新型的技術方案是:
[0006]對稱式風力壓電發(fā)電裝置，其主要技術特征在于旋轉(zhuǎn)軸兩端分別連接一個風車，兩個風車上的葉片旋轉(zhuǎn)方向一致，旋轉(zhuǎn)軸通過軸承、支架固定在底座上，旋轉(zhuǎn)軸上設置多個凸輪，每個凸輪有凸點，兩個支架板分立在旋轉(zhuǎn)軸兩側(cè)，且分別連接多個懸臂梁，懸臂梁的末端正好位于凸輪的正下方，壓電片是通過導電膠層固定在懸臂梁表面，每個壓電片的電極面均通過導線連接至能量存儲和轉(zhuǎn)化裝置。
[0007]所述每個凸輪上有兩個互成180°的凸點。
[0008]所述相鄰兩個凸輪上的凸點呈垂直交叉。
[0009]所述懸臂梁離開底座的距離大于凸輪上凸點轉(zhuǎn)到最低點時距離底座的距離。
[0010]所述懸臂梁的寬度等于凸輪的寬度。
[0011 ] 所述懸臂梁采用復合材料，優(yōu)先選用玻璃纖維/環(huán)氧或碳纖維/復合材料層合板。
[0012]本實用新型結構新穎，對稱式風力壓電發(fā)電裝置，解決了目前靠葉片帶動發(fā)電機發(fā)電的缺陷及風力壓電發(fā)電機發(fā)電量小、發(fā)電量不穩(wěn)定、結構受力不均勻、能量收集范圍窄、效率低的不足。此風力壓電發(fā)電裝置采用兩側(cè)對稱式風車結構，這樣整個裝置受力比較均勻，發(fā)電量更大，更穩(wěn)定，且風車轉(zhuǎn)動過程中，每次都只有一側(cè)懸臂梁壓電振子受壓，使得驅(qū)動風車轉(zhuǎn)起來的風力可以更小，可以更加高效地收集風能，利用率高，發(fā)電量大，使用方便。
【附圖說明】
[0013]圖1 本實用新型結構原理不意圖。
[0014]圖中各標號表示對應的部件名稱如下:
[0015]風車1、壓電片2、懸臂梁3、凸輪4、凸點5、旋轉(zhuǎn)軸6、軸承7、支架8、支架板9、底座10。
【具體實施方式】
[0016]如圖1所示:
[0017]旋轉(zhuǎn)軸6通過軸承7、支架8連接在底座10上，旋轉(zhuǎn)軸6兩端分別連接一個風車1，兩個風車I的葉片旋轉(zhuǎn)方向一致；位于兩個支架8之間的旋轉(zhuǎn)軸6上連接多個凸輪4，本例中為6個，每個凸輪4有兩個互成180°的凸點5，相鄰兩個凸輪4上的凸點5呈垂直交叉；兩個支架板9分立在旋轉(zhuǎn)軸6兩側(cè)，下端連接在底座10上；兩個支架板9分別連接三個懸臂梁3，每個支架板9上的三個懸臂梁3分別處于旋轉(zhuǎn)軸6上相隔的凸輪4的下方，每個懸梁臂3上均貼覆壓電片2，即壓電片2是通過導電膠層固定在懸臂梁3表面，每個壓電片2的電極面均通過導線連接至能量存儲和轉(zhuǎn)化裝置。
[0018]懸臂梁3離開底座10的距離大于凸輪4上凸點5轉(zhuǎn)到最低點時距離底座的距離，懸臂梁3的寬度等于凸輪4的寬度，懸臂梁3采用復合材料制成，優(yōu)先選用玻璃纖維/環(huán)氧或碳纖維/復合材料層合板。
[0019]本實用新型應用過程說明:
[0020]工作時，在風的吹動下，旋轉(zhuǎn)軸兩側(cè)的風車I帶動旋轉(zhuǎn)軸6及固定在旋轉(zhuǎn)軸上的凸輪4轉(zhuǎn)動起來，當凸輪4上的凸點5轉(zhuǎn)到最低點時，會按壓懸臂梁3的末端，從而使得懸臂梁3發(fā)生變形，進而使壓電片3產(chǎn)生壓電效應進行壓電發(fā)電，再將所有壓電片2上的電極面，通過導線連接至能量存儲和轉(zhuǎn)換裝置，供負載使用。
[0021]懸臂梁3距離底座的距離(略)大于凸輪4上凸點5處于最低點時距離底座的距離，這樣當凸輪4上的凸點5轉(zhuǎn)到最低點時，便可將懸臂梁3的末端往下摁，從而使得懸臂梁3發(fā)生變形，帶動粘貼在其上的壓電片2也發(fā)生形變，根據(jù)正壓電效應，壓電片2上將產(chǎn)生電能，又由于相鄰兩個凸輪4的凸點5是垂直交叉布置的，所以當每次凸點5按壓懸臂梁3時，都只有一側(cè)的懸臂梁3受壓，而非兩側(cè)的懸臂梁3全部受壓，這樣只需很小的風力便可使得風車轉(zhuǎn)起來，能量收集范圍更廣，效率更高，發(fā)電量更大。
[0022]本實用新型并不局限于上述實施例，比如把旋轉(zhuǎn)軸上的凸輪及對應支架板上的懸臂梁的數(shù)量等比例增加，在懸臂梁的上下表面粘貼多個壓電片，也是可以的，在本實用新型公開的技術方案的基礎上，本領域的技術人員根據(jù)所公開的技術內(nèi)容，不需要創(chuàng)造性的勞動就可以對其中的一些技術特征作出一些替換和變形，這些替換和變形均在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
【主權項】
1.對稱式風力壓電發(fā)電裝置，其特征在于旋轉(zhuǎn)軸兩端分別連接一個風車，兩個風車上的葉片旋轉(zhuǎn)方向一致，旋轉(zhuǎn)軸通過軸承、支架固定在底座上，旋轉(zhuǎn)軸上設置多個凸輪，每個凸輪有凸點，兩個支架板分立在旋轉(zhuǎn)軸兩側(cè)，且分別連接多個懸臂梁，懸臂梁的末端正好位于凸輪的正下方，壓電片是通過導電膠層固定在懸臂梁表面，每個壓電片的電極面均通過導線連接至能量存儲和轉(zhuǎn)化裝置。
2.根據(jù)權利要求1所述的對稱式風力壓電發(fā)電裝置，其特征在于每個凸輪上有兩個互成180°的凸點。
3.根據(jù)權利要求1所述的對稱式風力壓電發(fā)電裝置，其特征在于相鄰兩個凸輪上的凸點呈垂直交叉。
4.根據(jù)權利要求1所述的對稱式風力壓電發(fā)電裝置，其特征在于懸臂梁離開底座的距離大于凸輪上凸點轉(zhuǎn)到最低點時距離底座的距離。
5.根據(jù)權利要求1所述的對稱式風力壓電發(fā)電裝置，其特征在于懸臂梁的寬度等于凸輪的寬度。
6.根據(jù)權利要求1所述的對稱式風力壓電發(fā)電裝置，其特征在于懸臂梁采用復合材料制成，即玻璃纖維/環(huán)氧或碳纖維/復合材料層合板。
【專利摘要】本實用新型涉及對稱式風力壓電發(fā)電裝置。本實用新型結構為旋轉(zhuǎn)軸兩端分別連接一個風車，兩個風車上的葉片旋轉(zhuǎn)方向一致，旋轉(zhuǎn)軸通過軸承、支架固定在底座上，旋轉(zhuǎn)軸上設置多個凸輪，每個凸輪有凸點，兩個支架板分立在旋轉(zhuǎn)軸兩側(cè)，且分別連接多個懸臂梁，懸臂梁的末端正好位于凸輪的正下方，壓電片是通過導電膠層固定在懸臂梁表面，每個壓電片的電極面均通過導線連接至能量存儲和轉(zhuǎn)化裝置。本實用新型克服了只能進行小規(guī)模的壓電發(fā)電、受力不均勻等缺陷。本實用新型結構新穎，且風車轉(zhuǎn)動過程中，每次都只有一側(cè)懸臂梁壓電振子受壓，使得驅(qū)動風車轉(zhuǎn)起來的風力可以更小，利用率高，發(fā)電量大，使用方便。
【IPC分類】F03D9-00, H02N2-18
【公開號】CN204304834
【申請?zhí)枴緾N201420541372
【發(fā)明人】龔俊杰, 李康超, 沈麗佳, 韋源源, 吉靈龍
【申請人】揚州大學
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年9月17日