The utility model relates to a wind-induced vibration energy harvester, in particular to a multi cylinder wake excitation based on the wind-induced vibration energy harvester, suitable for low power electronic devices in sensors needed to obtain energy from the external environment; the device is composed of an outer frame column, center cylinder, piezoelectric transducer, contact spring and frame rod. The utility model in the environment; the wind load on the external column surface airflow in the outer frame column and produce the alternate shedding vortex in the outer frame column tail vibration center cylindrical flow acting on a frame column, the cylinder vibration drives the deformation of sheet metal arc, arc pasted on the metal sheets the piezoelectric element deformation and polarization, the external output voltage; wind energy harvester outer frame column of the utility model adopts the center surrounding the interior column constitutes the node The utility model has the advantages of simple structure, compact structure, easy encapsulation, wind energy acquisition with different wind speeds and different wind directions, and can greatly improve the utilization rate of energy and the output power of the device.
【技术实现步骤摘要】
一种基于多圆柱尾流激振的风致振动能量采集器
本技术涉及一种风致振动能量采集器,特别是一种基于多圆柱尾流激振的风致振动能量采集器,适用于传感器等需从外界环境获取能量的低功耗电子设备。
技术介绍
随着微机电系统的发展,用于无线传感网络的传感节点逐渐受到人们的重视,在交通、医疗、信息、环境、航空航天等军民领域有着广泛的应用需求,成为国内外研究的热点。由于无线传感网络的节点数目庞大,分布区域广,工作环境恶劣,工作周期长,而传统化学电池存在体积大、寿命短、功率密度低等问题,已成为制约微系统发展的技术瓶颈。将外界的环境能转换为电能的新型能量采集装置是解决对微型器件持续供电问题的有效方案。根据能量采集结构的不同,风能收集器可以分为转动式和振动式两类。转动式的风能收集器是通过扇叶获取风能,然后通过转轴连接电磁发电机,或者是由凸轴系统转化为振动能量后由振动能量收集器转化为电能。典型的转动式风能收集器是大型的风力发电机,主要由风扇、电磁发电机和转动机构等组成。风扇系统收集风能发生旋转,通过转动机构带动电磁发电机转动发电。传统的转动式风能收集器存在结构复杂、能量损耗高、微结构加工难度大等问题。振动式的微型风能收集器是通过涡激共振、驰振、颤振等典型的风致振动机理,将风能转化为振动能量,再由振动能量收集器转为电能。涡激振动是一种普遍的风致振动现象。在一定的雷诺系数范围内,当流体流经钝体时,会在钝体尾流中产生交替脱落的旋涡,同时在钝体表面产生周期性的压力变化。当涡脱频率与钝体的振动频率接近时,会发生涡激共振现象。涡激振动对风速稳定性要求高,风速偏大或偏小都不能达到理想的效果,而自然界 ...
【技术保护点】
一种基于多圆柱尾流激振的风致振动能量采集器,其特征在于,包括外部框架柱(1)、中心圆柱(2)、压电换能器(3)、联系弹簧(4)、框架杆(5);所述外部框架柱(1)不少于三根,所述框架杆(5)分别将外部框架柱(1)的上端及下端两两固定连接,形成立方体外部框架结构;所述中心圆柱(2)位于立方体外部框架结构的几何中心,中心圆柱(2)与外部框架柱(1)平行设置,中心圆柱(2)略短于外部框架柱(1);所述联系弹簧(4)一端通过连接件(9)连接于中心圆柱(2)端部,另一端通过连接件(9)连接于外部框架柱(1)端部;所述压电换能器(3)一端固接于中心圆柱(2)上,另一端固接于外部框架柱(1)上。
【技术特征摘要】
1.一种基于多圆柱尾流激振的风致振动能量采集器,其特征在于,包括外部框架柱(1)、中心圆柱(2)、压电换能器(3)、联系弹簧(4)、框架杆(5);所述外部框架柱(1)不少于三根,所述框架杆(5)分别将外部框架柱(1)的上端及下端两两固定连接,形成立方体外部框架结构;所述中心圆柱(2)位于立方体外部框架结构的几何中心,中心圆柱(2)与外部框架柱(1)平行设置,中心圆柱(2)略短于外部框架柱(1);所述联系弹簧(4)一端通过连接件(9)连接于中心圆柱(2)端部,另一端通过连接件(9)连接于外部框架柱(1)端部;所述压电换能器(3)一端固接于中心圆柱(2)上,另一端固接于外部框架柱(1)上。...
【专利技术属性】
技术研发人员:杜晓庆,周杨,张盛华,周志豪,宗振邦,卢慧,张洋,
申请(专利权)人:上海大学,
类型:新型
国别省市:上海,31
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。