[发明专利]具有能量输出的磁致伸缩薄片式波浪发电装置

说明书

本发明涉及一种具有能量输出的磁致伸缩薄片式波浪发电装置。该装置是整体对称结构，包括固定块，传动轴从下到上依次穿过漂浮体、支撑板、下端板、固定块和上端板，固定块通过过盈配合固定在传动轴上，上端板和下端板通过中心对称的支撑轴连接，两根导杆分别穿过固定块两端的通孔，上弹簧、下弹簧垂直套在导杆上，超磁致伸缩薄片的一端固定在固定块侧面上的矩形凹槽中，另一端安装在固定轴侧面上的矩形凹槽中，拾取线圈缠绕在超磁致伸缩薄片上。本发明通过传动轴带动固定块的上下摆动为超磁致伸缩薄片提供振动，用拾取线圈来拾取发电过程产生的电能，实现了将波浪起伏运动过程产生的振动能量转化为电能输出的能量收集过程。

技术领域

本发明属于磁致伸缩振动发电领域，特别涉及一种以超磁致伸缩薄片为核心元件的具有能量输出的磁致伸缩薄片式波浪发电装置。

背景技术

当今世界，能源问题日趋严重，环境污染不断加剧，波浪能作为清洁无污染的绿色可再生能源，具有储量大、分布广、环境污染小等优点。近年来，伴随着波浪能应用技术的飞速发展，各种有关波浪能的发电装置被研究和开发出来，使波浪能在新能源开发中具有很大的热潮。

具有能量输出的磁致伸缩薄片式波浪发电装置是利用磁致伸缩逆效应（Villari效应），即磁致伸缩材料在发生形变或受到外力作用时会导致材料内部的磁化状态发生改变这一特性，实现机械能向电磁能转换的一种振动发电装置。我国对波浪能的研究、利用起步较晚，目前在我国东南沿海的福建、广东等地区已在试验一些波浪发电装置。磁致伸缩材料的机电耦合系数可达0.75，因而能量转换效率更高；它在室温下有高达0.15%的应变量，相同振幅下可产生更高的电压。目前在针对波浪振动能量收集装置的研究中，关于利用其他类型的材料和装置提高对波浪能能量获取和转换效率的研究较多。例如，在2012年机械工程学报第48卷第12期的139-143页发表的基于波浪能的海洋浮标发电系统中，宋保维等设计了一套基于波浪能的海洋浮标发电系统，利用永磁直线发电机简化了波能转化装置，提高了波浪能的利用率。在2015年应用基础与工程科学学报第23卷第1期的203-211页发表的浮体绳轮波浪发电系统研究中，王延刚等设计了一种浮体绳轮波浪发电系统，利用合理的浮体结构和能量转换装置大大提高了对波浪能的能量获取及转换效率。但是目前尚无有关利用磁致伸缩材料实现波浪振动能量收集的报道。

发明内容

发明目的：

为了进一步提高对波浪振动能量的获取及转换效率，设计了以磁致伸缩材料为核心元件，通过传动轴带动固定块的上下摆动为超磁致伸缩薄片提供振动，用拾取线圈拾取磁通变化而产生电能的具有能量输出的磁致伸缩薄片式波浪发电装置，从而达到将波浪起伏运动过程中的振动能量转化为电能的目的。

技术方案：

具有能量输出的磁致伸缩薄片式波浪发电装置，整体为对称结构的波浪发电装置包括固定块，固定块通过过盈配合固定到上端板与下端板之间传动轴上，传动轴从下到上依次穿过漂浮体、支撑板、下端板、固定块和上端板，传动轴的下端穿过漂浮体中心位置处的螺纹孔固定在漂浮体上，上端板和下端板通过偶数根中心对称的支撑轴连接，两根导杆从上到下依次穿过上端板、固定块和下端板前后两端的通孔，上弹簧、下弹簧垂直套在导杆上，超磁致伸缩薄片的一端固定在固定块侧面上的矩形凹槽中，超磁致伸缩薄片的另一端安装在固定轴侧面上的矩形凹槽中，固定轴固定在上端板和下端板左右两侧的矩形凹槽中，拾取线圈缠绕在超磁致伸缩薄片上。

固定块整体为对称结构，在固定块中心位置处沿高度方向打有贯穿的圆柱形孔，传动轴穿过固定块中心位置处的圆柱形孔通过过盈配合固定，固定块前后两端设有带圆柱形通孔的凸耳，固定块左右两侧面设有四个矩形凹槽，在矩形凹槽上沿高度方向打有贯穿的螺纹孔。

呈长方体的上端板与下端板结构相同，在矩形上下面四角处打有数个与支撑轴对应的螺纹通孔，中心位置处打有中心通孔，中心通孔前后两侧对称打有两个通孔，中心通孔左右两侧对称打有两个不完全贯穿的矩形凹槽。