[发明专利]涡激压电与四杆拉伸介电弹性体形变发电波浪能采集装置

说明书

本发明公开了一种涡激压电与四杆拉伸介电弹性体形变发电波浪能采集装置，涉及海洋能发电技术领域。其包括压电发电装置、介电弹性体发电装置、气体涡激通道、气体收缩提速管道、外壳及双气室主体，气体收缩提速管道设置有两组，分别位于前气室和后气室的上方，位于前气室上方的气体收缩提速管道上设置有进气口，位于后气室上方的气体收缩提速管道上设置有出气口，在两组气体收缩提速管道顶端连接气体涡激通道，在气体涡激通道内设置压电发电装置，介电弹性体发电装置位于双气室主体内。本发明装置结构简单，利用压电片提供的偏置电压，使得介电弹性体可以提供持续长久的电能，提高波浪能利用效率。

技术领域

本发明涉及海洋能发电技术领域，具体涉及一种涡激压电与四杆拉伸介电弹性体形变发 电波浪能采集装置。

背景技术

我国海域辽阔，沿海台风、风暴潮等海洋灾害发生频度高、危害大，近海到远洋等海洋 经济发展，亟需构建海洋环境立体监测网，提供海上定点、连续、准确、实时、精细化的现 场观测数据，为海洋环境监测、灾害预警报及应急处理、海上维权安全保障等提供服务。海 洋监测设备的作用更加凸显，海洋监测传感网络需要持续、长久的电能供应，太阳能电池的 发电效率因光照不稳定性而较低，传统的振荡水柱波能转换装置的透平发电机结构复杂，远 海维护困难。

因此，现有技术有待于进一步改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种涡激压电与四杆拉伸介电弹性体形变发电波浪能采集装置， 其通过压电发电为介电弹性体发电提供需要的偏置电压，压电发电所需的气体由气流涡激钝 体进行提频，本发明实现了复合发电；本发明复合发电模式改善了现有技术中介电弹性体需 要外置偏置电压的情况。

其技术解决方案包括：

一种涡激压电与四杆拉伸介电弹性体形变发电波浪能采集装置，其包括压电发电装置、 介电弹性体发电装置、气体涡激通道、气体收缩提速管道、外壳及双气室主体，所述的双气 室主体位于外壳内，分别为前气室和后气室，所述的前气室和后气室之间保持连通；

所述的气体收缩提速管道设置有两组，分别位于所述的前气室和后气室的上方，位于所 述的前气室上方的气体收缩提速管道上设置有进气口，位于所述的后气室上方的气体收缩提 速管道上设置有出气口，在两组气体收缩提速管道顶端连接所述的气体涡激通道，在所述的 气体涡激通道内设置所述的压电发电装置，所述的压电发电装置包括压电片、悬臂梁支架及 悬臂梁固定端，所述的压电片粘贴在所述的悬臂梁支架的上面，所述的悬臂梁支架通过悬臂 梁固定端进行固定，在所述的气体涡激通道内靠近前气室的一侧设置有气室流动气体涡激钝 体，经过所述的前气室进入的高压气体在通过所述的气体涡激通道后，进入所述的后气室时 被所述的气室流动气体涡激钝体进行提频，为所述的介电弹性体发电装置提供偏置电压；

所述的介电弹性体发电装置包括介电弹性体和介电弹性体四杆机构，所述的介电弹性体 四杆机构设置有四组，所述的前气室和后气室分别配设有两组所述的介电弹性体四杆机构， 其中，每组介电弹性体四杆机构包括连架杆及连杆，所述的连架杆通过铰链连接有铰链底座， 每个气室中的两组介电弹性体四杆机构通过长连接轴将连架杆远离铰链底座的一端相连接， 并形成一个可变形的六面体，每个可变形的六面体的底部通过几组所述的铰链底座进行固定， 在所述的可变行的六面体的上下平行面上设置有气压受力板，所述的介电弹性体通过介电弹 性体固定杆安装在所述的可变形的六面体的体对角线上，所述的介电弹性体被拉动变形。

上述技术方案直接带来的有益技术效果为：

介电弹性体发电机拥有轻便易用耐腐蚀、大变形耐冲击、高能量密度、低成本和快速响 应，在很宽的工作频率范围内具有较高的转换效率的优点；压电发电为介电弹性体发电提供 需要的偏置电压，实现复合发电。利用压电片提供的偏置电压，使得介电弹性体可以提供持 续长久的电能，提高波浪能利用效率。

作为本发明的一个优选方案，在上述的进气口、出气口处均设置有单向阀，上述的前气 室和后气室连通的通道上也设置有单向阀。