CN211598926U - 一种非接触式风力压电发电装置 - Google Patents

一种非接触式风力压电发电装置 Download PDF

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张咪
孙竹
曾天赋
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Abstract

本实用新型涉及一种非接触式风力压电发电装置。本实用新型的结构为旋转轴的一端连接风车，通过轴承及支撑架和支撑板支撑连接，支撑架固定在底座上，转子固定在旋转轴上，沿圆周方向分布有第一永久磁铁，在支撑板上沿圆周均匀布置多个压电悬臂梁，行星架设置在旋转轴上，转轴带动小行星轮转动，小行星轮与齿圈相啮合，小行星轮带动齿圈同方向转动。在转动过程中，齿轮传动使转轴转速增加，转速得到提升后，悬臂梁的振动增强，在两个永久磁铁的作用下，压电层的形变增大，从而使发电量增加，大大提高了能量的利用率。最后，将压电悬臂梁所有的电极面通过导线连接至能量存储和转换装置，供负载使用。

Description

一种非接触式风力压电发电装置
技术领域
本实用新型属于风力发电领域，涉及一种压电发电装置，特别是涉及一种非接触式风力压电发电装置。
背景技术
风能是一种清洁无公害的可再生能源，蕴存量巨大，具有实际开发利用价值。而压电陶瓷材料在受到外力时会发生形变，表面会产生符号相反电荷，将环境振动转化为电能。而且能量可以被收集和存储，供以后使用。但单纯依靠风力给压电发电提供动力，能量转换效率较低，发电量小，不能满足电子设备的需求。
发明内容
一种非接触式的风力压电发电装置，使发电装置能够采集更多的能量，提高发电效率。
为解决上述技术问题，本实用新型主要是由以下技术方案实现的：
本实用新型是一种非接触式风力压电发电装置，是由风能采集系统、压电发电系统和齿轮箱组成的，其特征在于：所述风能采集系统上具有风车、旋转轴、转子、轴承、支撑架、支撑板和第一永久磁铁等结构；风车的旋转轴通过轴承安装在支撑架上，支撑架固定在底座上，转子固定在旋转轴上并同轴转动，多个第一永久磁铁沿转子圆周分布；旋转轴的末端连接支撑板，支撑板与底座垂直连接；所述齿轮箱由行星轮系组成，包括行星轮，太阳轮，齿圈、销钉和行星架；太阳轮通过销钉固定，太阳轮与行星轮相啮合，行星架设置在旋转轴上，转轴带动小行星轮转动，小行星轮与齿圈相啮合，小行星轮带动齿圈同方向转动；所述压电悬臂梁包括压电层、基板层及端部的第二永久磁铁；所述压电层通过环氧树脂粘贴在基板层；所述压电悬臂梁末端固定在支撑板上，顶端连接第二永久磁铁。
所述第二永磁铁与第一永磁铁规格相同，磁极相斥；
所述多个压电悬臂梁沿转子圆周方向分布排列。
综上所述，本实用新型的有益效果是：该实用新型通过在旋转轴的中部安装齿轮箱，齿轮箱主要由行星轮系组成，太阳轮由销钉固定，行星架带动小行星轮和齿圈转动，由于行星架是一个当量齿数最大齿轮，因此齿圈以增速的方式输出，经齿轮提速后旋转轴的转速增加，在永久磁铁的作用下，压电振子的振动增强导致形变增大，从而使发电量增加，大大提高了能量的利用率。
附图说明
图1为本实用新型所述的一种非接触式风力压电发电装置示意图。
图2为本实用新型中齿轮箱内部结构图。
图3为本实用新型中齿轮箱内部行星轮系左视图。
图4为本实用新型中齿轮传动原理图。
图5为本实用新型中压电悬臂梁结构图。
图中：1、风车；2、旋转轴；3、支撑架；4、底座；5、齿轮箱；6、第一永久磁铁；7、转子；8、压电悬臂梁；9、第二永久磁铁；10、压电层；11、支撑板；12、齿圈；13、太阳轮；14、小行星轮；15、销钉；16、行星架；17、第二永久磁铁；18、基板层；19、轴承。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型作进一步说明。
如图1至图4所示：
本实用新型是一种非接触式风力压电发电装置，它由风能采集系统、压电发电系统和齿轮箱组成。其特征在于：旋转轴2的一端连接风车1，通过轴承19及支撑架3和支撑板11支撑连接，支撑架3固定在底座4上，固定在旋转轴2上的转子7沿圆周方向分布有第一永久磁铁6，在支撑板11上沿圆周均匀布置多个压电悬臂梁8，悬臂梁8根部粘贴有压电层10，其中，转子7的圆心与旋转轴2及第一永久磁铁6和压电悬臂梁8分布轴的圆心同轴心，齿轮箱5由行星轮系组成，包括行星轮14，太阳轮13，齿圈12、销钉15和行星架16，太阳轮13通过销钉15固定，太阳轮13与行星轮14相啮合，行星轮14与齿圈12相啮合，行星架16连接在旋转轴2上，当行星架16顺时针随旋转轴2转动时，带动行星轮14顺时针转动，因太阳轮13制动，太阳轮齿C给行星轮齿B一个反作用力F1,行星轮14在F1的作用下顺时针旋转，其轮齿给齿圈12轮齿A一个F2的推力，齿圈12在F2的作用下也顺时针转动,压电悬臂梁8包括压电层10、基板层18及端部的第二永久磁铁17，压电层10通过环氧树脂粘贴在基板层18，压电悬臂梁8末端固定在支撑板11上，顶端连接第二永久磁铁9。
本实用新型应用过程说明：
工作时，风吹动风车1旋转，风车1带动旋转轴2转动，固定在转轴2上的转子7也随之转动，同时，带动第一永久磁铁6转动，行星架16连接旋转轴2带动小行星轮14和齿圈12转动，由于行星架16是一个当量齿数最大齿轮，因此齿圈12以增速的方式输出，在转动过程中，齿轮传动使转轴2转速增加，转速得到提升后，悬臂梁8的振动增强，在磁铁的作用下，压电层10的形变增大，从而使发电量增加，大大提高了能量的利用率，最后，将压电悬臂梁8所有的电极面通过导线连接至能量存储和转换装置，供负载使用。
本实用新型并不局限于上述实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，可对所描述的具体实施方式根据本实用新型的本质做出修改或补充，这些均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种非接触式风力压电发电装置，它由风能采集系统压电发电系统和齿轮箱组成，其特征在于：所述风能采集系统上具有风车、旋转轴、转子、轴承、支撑架、支撑板和第一永久磁铁等结构；风车的旋转轴通过轴承安装在支撑架上，支撑架固定在底座上，转子固定在旋转轴上并同轴转动，多个第一永久磁铁沿转子圆周分布；旋转轴的末端连接支撑板，支撑板与底座垂直连接；所述齿轮箱由行星轮系组成，包括行星轮，太阳轮，齿圈、销钉和行星架；太阳轮通过销钉固定，太阳轮与行星轮相啮合，行星架设置在旋转轴上，转轴带动小行星轮转动，小行星轮与齿圈相啮合，小行星轮带动齿圈同方向转动；压电悬臂梁包括压电层、基板层及端部的第二永久磁铁；所述压电层通过环氧树脂粘贴在基板层；压电悬臂梁末端固定在支撑板上，顶端连接第二永久磁铁。
2.根据权利要求1所述的一种非接触式风力压电发电装置，其特征是：所述的多个压电悬臂梁固定在支撑板上，沿转子圆周方向分布排列。
3.根据权利要求1所述的一种非接触式风力压电发电装置，其特征是：所述的多个第一永久磁铁沿转子圆周分布。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113007023A (zh) * 2021-03-01 2021-06-22 上海电力大学 一种风力永磁压电双效发电装置

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