CN209539501U - 一种基于介电弹性体的风力发电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种基于介电弹性体的风力发电机，属于新能源领域。包括风力采集机构、传动机构、发电机构及底座，风力采集机构的叶片连接旋转轴一端，旋转轴通过轴承及轴承座固定在底座上，传动机构的偏心轮固定设置在旋转轴中部，偏心轮外部设有与其相匹配的从动架，从动架的左右两侧壁上各固定一个驱动轴，左右两驱动轴末端分别连接一个发电机构。工作时，旋转轴带动偏心轮转动，偏心轮和从动架组成的凸轮机构将叶片的旋转运动转化为驱动轴的往复直线运动，使得介电弹性体薄膜受到周期性的拉伸和收缩，实现机械能向电能的转换。本实用新型结构新颖，使用寿命长，能量收集效率高。

Description

一种基于介电弹性体的风力发电机

技术领域

本实用新型涉及新能源和发电技术领域，具体涉及一种基于介电弹性体的风力发电机。

背景技术

当前全球面临化石能源枯竭、气候变化等问题，风能作为一种潜力巨大的清洁无公害能源，受到世界各国的重视。地球上可用来发电的风力资源约有100亿千瓦，相当于现在全世界水力发电量的10倍和燃煤发电量的3倍。目前，中国新能源战略把大力发展风力发电作为重点，风电装机规模正高速发展。但如何提高发电效率、降低发电成本，成为国内亟待解决的问题。对比压电发电、电磁发电等传统的能量收集技术，介电弹性体功能材料是具有优异性能的新型电场活化聚合物，特别适合低频、大变形的能量源发电场合，具有能量密度高、机电转化效率高等优点。因此可以将介电弹性体薄膜应用于风力发电技术，解决成本和效益问题。

发明内容

针对上述的不足，本实用新型提供了一种基于介电弹性体的风力发电机。

本实用新型是通过以下技术方案实现：一种基于介电弹性体的风力发电机，包括风力采集机构、传动机构、发电机构及底座；所述风力采集机构包括叶片、旋转轴、轴承和轴承座，所述叶片连接旋转轴的一端，所述旋转轴通过轴承及轴承座固定在底座上；所述传动机构包括偏心轮、从动架和驱动轴，所述偏心轮固定设置在旋转轴中部，偏心轮外部设有与其相匹配的从动架，所述从动架的左右两侧壁上各固定一个驱动轴，所述驱动轴通过两侧支架支撑，左右两驱动轴末端分别连接一个发电机构。

所述发电机构包括左端盖、左介电弹性体薄膜、左安装板、右端盖、右介电弹性体薄膜、右安装板和支架，所述左介电弹性体薄膜两端分别与左端盖和左安装板相连，所述右介电弹性体薄膜两端分别与右端盖和右安装板相连，所述左安装板和右安装板分别固定安装在支架的左右两侧，所述左端盖和右端盖均与驱动轴固定连接。

优选的，所述左介电弹性体薄膜和右介电弹性体薄膜均呈圆台形，两介电弹性体薄膜呈相互镜像对称设置。

与现有的技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型将介电弹性体薄膜应用于风力发电装置，与传统风力发电机相比，结构新型，价格低廉且使用寿命长。利用偏心轮结构，将叶片的旋转运动转换为驱动轴的往复直线运动，周期性拉扯介电弹性体薄膜，提高了能量收集效率。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为本实用新型的传动机构及发电机构处于稳态一的剖面图。

图3为本实用新型的传动机构及发电机构处于稳态二的剖面图。

图中，1、风力采集机构，101、叶片，102、旋转轴，103、轴承，104、轴承座，2、传动机构，201、偏心轮，202、从动架，203、驱动轴，3、发电机构，301、左端盖，302、左介电弹性体薄膜，303、左安装板，304、右端盖，305、右介电弹性体薄膜，306、右安装板，307、支架，4、底座,。

具体实施方式

一种基于介电弹性体的风力发电机，包括风力采集机构1、传动机构2、发电机构3及底座4；所述风力采集机构1包括叶片101、旋转轴102、轴承103和轴承座104，所述叶片101连接旋转轴102的一端，所述旋转轴102通过轴承103及轴承座104固定在底座4上；所述传动机构2包括偏心轮201、从动架202和驱动轴203，所述偏心轮201固定设置在旋转轴102中部，偏心轮201外部设有与其相匹配的从动架202，所述从动架202的左右两侧壁上各固定一个驱动轴203，所述驱动轴203通过两侧支架307支撑，左右两驱动轴203末端分别连接一个发电机构3。

所述发电机构3包括左端盖301、左介电弹性体薄膜302、左安装板303、右端盖304、右介电弹性体薄膜305、右安装板306和支架307，所述左介电弹性体薄膜302两端分别与左端盖301和左安装板303相连，所述右介电弹性体薄膜305两端分别与右端盖304和右安装板306相连，所述左安装板303和右安装板306分别固定安装在支架307的左右两侧，所述左端盖301和右端盖304均与驱动轴203固定连接。

所述左介电弹性体薄膜302和右介电弹性体薄膜305均呈圆台形，两介电弹性体薄膜呈相互镜像对称设置。

本实用新型的工作原理及工作过程大致如下：

一种基于介电弹性体的风力发电机，在风的吹动下，叶片101带动旋转轴102及固定在旋转轴102上的偏心轮201转动，偏心轮201和从动架202组成的凸轮机构将叶片101的旋转运动转化为驱动轴203的往复直线运动；如图2，当驱动轴203向左移动时，发电机构3的左介电弹性体薄膜302拉伸，右介电弹性体薄膜305收缩;如图3，当驱动轴203向右移动时，发电机构3的左介电弹性体薄膜302收缩，右介电弹性体薄膜305拉伸；驱动轴203的左右往复运动，使得介电弹性体薄膜受到周期性拉伸与收缩，形状和体积发生变化，实现机械能向电能的转换。

在本实用新型中，“左”，“右”所指示的方位为附图所示方位关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不指示装置必须具有特定方位，因此不能理解为对本实用新型的限制。

对于本领域的普通技术人员而言，根据本实用新型的教导，在不脱离本实用新型的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于介电弹性体的风力发电机，其特征在于：包括风力采集机构、传动机构、发电机构及底座；所述风力采集机构包括叶片、旋转轴、轴承和轴承座，所述叶片连接旋转轴的一端，所述旋转轴通过轴承及轴承座固定在底座上；所述传动机构包括偏心轮、从动架和驱动轴，所述偏心轮固定设置在旋转轴中部，偏心轮外部设有与其相匹配的从动架，所述从动架左右两侧壁上各固定一个驱动轴，所述驱动轴通过两侧支架支撑，左右两驱动轴末端分别连接一个发电机构。

2.根据权利要求1所述的一种基于介电弹性体的风力发电机，其特征在于：所述发电机构包括左端盖、左介电弹性体薄膜、左安装板、右端盖、右介电弹性体薄膜、右安装板和支架，所述左介电弹性体薄膜两端分别与左端盖和左安装板相连，所述右介电弹性体薄膜两端分别与右端盖和右安装板相连，所述左安装板和右安装板分别固定安装在支架的左右两侧，所述左端盖和右端盖均与驱动轴固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于介电弹性体的风力发电机，其特征在于：所述左介电弹性体薄膜和右介电弹性体薄膜均呈圆台形，两介电弹性体薄膜呈相互镜像对称设置。