[发明专利]一种风致涡激振动的能量收集装置及收集方法

权利要求书

1.一种风致涡激振动的能量收集装置，其特征在于：包括底座、弹性梁和促使弹性梁发生变形的摆动装置，所述弹性梁预变形为曲线的形式，所述弹性梁的上下表面均粘贴有压电片；在所述底座上表面左右两侧固定设置有支撑柱，所述弹性梁的两端分别固定连接在两侧所述支撑柱相对的一侧面上；所述摆动装置包括阻流体和摆动片，所述摆动片的一端固定连接在所述弹性梁的下表面中部，所述摆动片的另一端与所述阻流体固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种风致涡激振动的能量收集装置，其特征在于：所述弹性梁预变形为正弦曲线的形状。

3.根据权利要求1所述的一种风致涡激振动的能量收集装置，其特征在于：所述阻流体的气动外形设置为圆柱形。

4.根据权利要求1所述的一种风致涡激振动的能量收集装置，其特征在于：所述底座上在弹性梁中部下方的位置开设有一切口，所述摆动片从所述切口穿出所述底座，所述阻流体的一端与所述摆动片穿出底座的一端固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种风致涡激振动的能量收集装置，其特征在于：所述摆动片与所述弹性梁之间设置有一用于固定摆动片空间位置的轴承，所述轴承的一侧固定粘接在所述弹性梁的下表面中部，所述轴承上与弹性梁相对的另一侧与所述摆动片的一端固定连接；所述轴承的一侧设置有支承块，所述支承块固定安装在所述底座上表面，所述支承块相对于轴承的一侧面上与轴承对应的位置处垂直设置有固定轴，所述轴承活动套接在所述固定轴上。

6.根据权利要求1所述的一种风致涡激振动的能量收集装置，其特征在于：在两侧所述支撑柱相对一侧的侧面上部切割有与弹性梁两端适配的缝隙，所述弹性梁的两端分别嵌入两侧所述支撑柱的缝隙中并通过在缝隙中填入粘接剂使弹性梁与两侧支撑柱之间刚性连接。

7.根据权利要求1所述的一种风致涡激振动的能量收集装置，其特征在于：所述压电片为聚偏氟乙烯压电片。

8.根据权利要求5所述的一种风致涡激振动的能量收集装置，其特征在于：所述底座、支承块和支撑柱均采用聚甲基丙烯酸甲酯材料制成。

9.一种基于权利要求1-8任一项所述的一种风致涡激振动的能量收集装置的能量收集方法，其特征在于包括以下步骤：

S1.将所述的风致涡激振动的能量收集装置架空安装到空旷的外部环境中，让阻流体悬空，确保阻流体能够充分收集到环境中的风能；

S2.根据外部环境风速条件，调整阻流体的气动外形大小，使得阻流体在风致振动的作用下的摆动频率达到环境风速条件下的最优状态；

S3.用导线连接弹性梁上下表面的聚偏氟乙烯压电片；

S4.将导线接入外部用电电路，收集利用装置输出的电能。