[发明专利]一种多稳态涡激振动能量收集装置

说明书

本发明涉及涡激振动能量收集装置，具体是一种多稳态涡激振动能量收集装置。本发明解决了传统的涡激振动能量收集装置能量收集效率较低的问题。一种多稳态涡激振动能量收集装置，包括固定支座、可动支座、磁力势能调节机构、能量转化机构；所述固定支座包括条形滑槽、U形支架、压紧螺栓；所述可动支座包括倒T形滑块、立柱、横梁；所述磁力势能调节机构包括扇环形框架、U形卡槽、第一永磁铁、紧固螺栓；所述能量转化机构包括螺杆、圆柱形钝头体、Y形弹性梁、压电复合纤维材料片、第二永磁铁。本发明适用于涡激振动能量收集。

技术领域

本发明涉及涡激振动能量收集装置，具体是一种多稳态涡激振动能量收集装置。

背景技术

自然界中，海洋、河流和空气不断流动，产生了丰富的动能，将其转化为电能具有重要的科学意义。自上世纪中叶以来，我国水力发电和风力发电行业发展迅速，但发电装置结构复杂、体积大且只有在高位能、高流速下才能完成能量转化。为了充分利用低速流体的动能，涡激振动能量收集装置（Vortrex Induced Vibration Energy Harvesting，简称VIVEH）受到了广泛关注。然而在实际应用中，传统的涡激振动能量收集装置由于自身的固有频率较高，只能在较窄的锁频范围上实现较低的电压响应输出，由此导致能量收集效率较低。基于此，有必要发明一种全新的涡激振动能量收集装置，以解决传统的涡激振动能量收集装置能量收集效率较低的问题。

发明内容

本发明为了解决传统的涡激振动能量收集装置能量收集效率较低的问题，提供了一种多稳态涡激振动能量收集装置。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种多稳态涡激振动能量收集装置，包括固定支座、可动支座、磁力势能调节机构、能量转化机构；

所述固定支座包括条形滑槽、U形支架、压紧螺栓；

条形滑槽呈纵向设置，且条形滑槽的槽口朝上；条形滑槽的槽腔为倒T形槽腔，且条形滑槽的左槽沿和右槽沿各开设有若干个上下贯通且沿纵向等距排列的第一螺孔；条形滑槽的右槽沿上表面沿纵向设置有刻度线；U形支架的开口朝下，且U形支架的两个侧边分别垂直固定于条形滑槽的上表面左前角和上表面右前角；U形支架的底边开设有若干个上下贯通且沿横向等距排列的第二螺孔；压紧螺栓的数目与第一螺孔的数目一致；各个压紧螺栓一一对应地贯穿各个第一螺孔，且各个压紧螺栓的头部均位于条形滑槽的上方；

所述可动支座包括倒T形滑块、立柱、横梁；

倒T形滑块滑动嵌装于条形滑槽的倒T形槽腔内，且倒T形滑块的水平段上表面分别与其中若干个压紧螺栓的尾端面接触；倒T形滑块的竖直段上表面左半部延伸设置有条形调节凸台；倒T形滑块的竖直段上表面右半部沿纵向设置有刻度线；立柱的前表面下端分别与倒T形滑块的后端面和条形调节凸台的后端面固定；立柱的左表面分别与倒T形滑块的竖直段左表面和条形调节凸台的左表面齐平；立柱的右表面与倒T形滑块的竖直段右表面齐平；横梁的下表面中央与立柱的上端面固定，且横梁的表面开设有两个上下贯通且左右对称的第三螺孔；

所述磁力势能调节机构包括扇环形框架、U形卡槽、第一永磁铁、紧固螺栓；

扇环形框架的外弧形框边开设有两个上下贯通且左右对称的第四螺孔，且两个第四螺孔分别与两个第三螺孔正对；U形卡槽的数目为若干个；各个U形卡槽均套设于扇环形框架的内弧形框边上，且各个U形卡槽沿扇环形框架的内弧形框边等距排列；各个U形卡槽的底边均呈竖向设置，且各个U形卡槽的底边均位于扇环形框架的前侧；每个U形卡槽的两个侧边均各开设有一个上下贯通的销孔，且两个销孔内共同穿设有一根销轴；各根销轴均贯穿扇环形框架的内腔；第一永磁铁的数目与U形卡槽的数目一致；各个第一永磁铁一一对应地固定于各个U形卡槽的外底面，且各个第一永磁铁的前表面为极性相同的磁极面；紧固螺栓的数目为两个；两个紧固螺栓分别贯穿两个第四螺孔，且两个紧固螺栓的尾端分别旋拧于两个第三螺孔内；