[实用新型]一种电磁压电发电装置

说明书

本实用新型属于机电技术领域，涉及一种电磁压电发电装置，其解决了现有波浪能电磁压电发电装置受环境影响大、运行稳定性差等问题。发电装置包括采用柔性材料制成的壳体，壳体前端设置有能够将其固定于水中的固定机构，壳体内开设有空腔，空腔内设置有若干根转轴，转轴的两端分别转动设置于空腔的内壁上，转轴的中部固定有永磁铁，空腔的内壁上固定有与永磁铁相配合的绕组线圈；发电装置还包括若干根沿空腔长度方向设置的弹性梁，的弹性梁的两端分别固定于空腔内壁的两端处，弹性梁的侧壁与转轴相连接，弹性梁的表面还设置有压电膜一。本实用新型可适用各种复杂环境，运行稳定性好。

技术领域

本实用新型属于机电技术领域，涉及一种电磁压电发电装置。

背景技术

传统能源日趋枯竭、环境污染问题恶化,新能源开发迫在眉睫。随着低功耗无线传感器的发展,利用环境清洁可再生能源如太阳能、风能以及波浪能发电制作成微电源为传感器节点提供电能,日益受到各界广泛关注。相比风能与太阳能技术,波浪能发电技术要落后十几年。但是波浪能具有其独特的优势,波能能量密度高,是风能的4～30倍；相比太阳能,波浪能不受天气影响。针对不同的波浪能采集装置，二级能量转换机构的传动环节并不是必备环节，该机构可忽略。三级能量转换机构为发电装置，将二级能量转换所得到的机械能转换为电能。根据发电装置的机理，可将能量转换装置分为电磁型、压电型和电磁聚合物型。

我国专利CN 207033642 U公开了一种波浪能发电设备，该波浪能发电设备包括机架、设置于机架上的能够随波浪运动而绕转轴上下摆动的摆动机构、均匀分布在摆杆摆动的圆弧上的电磁发电装置、设置在摆动机构的上下两侧的压电发电装置，压电发电装置包括固定在机架上的弹性梁、贴合在弹性梁上的压电膜。该设备采用电磁和压电复合发电，将海洋波浪的低频上下振动通过摆动机构、压电发电装置和电磁发电装置，转化为压电弹性梁的高频自由振动和线圈绕组切割磁感线运动，进而同时进行压电发电和电磁发电，最终实现波浪能的高功率密度输出和较高的能量转换效率。

但是上述发电设备结构较为复杂，并且需要安装在浮标、航行器等设备上，通过波浪作用产生上下振动方可进行发电，在遇到大风等环境中，航行器不便行驶，该发电设备即不能正常使用。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种电磁压电发电装置，本实用新型所要解决的技术问题是：如何通过使本发电装置不受大风等天气环境影响，从而提高本发电装置的运行稳定性。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：

一种电磁压电发电装置，其特征在于，所述发电装置包括采用柔性材料制成的壳体，所述壳体前端设置有能够将其固定于水中的固定机构，所述壳体内开设有空腔，所述空腔内设置有若干根转轴，所述转轴的两端分别转动设置于所述空腔的内壁上，所述转轴的中部固定有永磁铁，所述空腔的内壁上固定有与所述永磁铁相配合的绕组线圈；所述发电装置还包括若干根沿空腔长度方向设置的弹性梁，所述的弹性梁的两端分别固定于所述空腔内壁的两端处，所述弹性梁的侧壁与所述转轴相连接，所述弹性梁的表面还设置有压电膜一。

其工作原理如下：本发电装置在使用时，海水的波浪能能够带动具有弹性的壳体发生扭动，从而带动固定于空腔内壁上的转轴发生摆动，从而带动转轴上的永磁铁发生往复摆动，磁力线切割绕组线圈，使绕组线圈的磁通量大小随时间改变，从而产生感应电动势，输出电能。同时，转轴的摆动，会带动弹性梁发生扭动，使弹性梁按一定的频率自由振动，弹性梁上的压电膜一按相应频率伸长和压缩，通过压电效应产生电动势，输出电能。同时利用电磁和压电的方式进行发电。由于本申请中的壳体通过固定机构固定于水中，因此即使遇到大风天气、海面上的航行器等无法使用的情况，仍然可以进行发电，运行稳定性较好。

在上述的一种电磁压电发电装置中，所述固定机构包括能够钉于海底的铆钉，所述铆钉通过钢缆或连杆与所述壳体的前端相连接。设计有铆钉后，能够固定壳体的前端，而由于壳体内的空腔，使其具有一定的浮力，因而，可实现在水中的固定发生扭动。