一种基于压电材料的波浪能发电装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于压电材料的波浪能发电装置，包括外壳、压电材料和滚珠；外壳内部设有封闭的轨道槽，压电材料铺设于轨道槽的表面，滚珠放置于轨道槽内，滚珠于压电材料上的滚动用于触发压电材料发电；在进行应用时，可将波浪能发电装置安装于海洋探测设备内，海洋探测设备会在海中行驶，所以在波浪驱使波浪能发电装置运动的过程中，滚珠将在轨道槽压电材料上滚动产生电能，即此方案不但结构简单，而且发电结构不外露，工作稳定性高、可靠性强，实现了不同海域、不同浪况下的发电，在利用此装置对海洋探测设备进行供电后，可切实解决现有海洋探测和观测设备续航时间短的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于压电材料的波浪能发电装置
本专利技术涉及发电装置的
，特别涉及一种基于压电材料的波浪能发电装置。
技术介绍
海洋占据了地球表面70％以上的面积，内部蕴藏着丰富的资源。各国科研人员借助海洋探测装备(例如AUV)一直进行着海洋资源的观测、探测活动，在海洋资源的探测过程中遇到的主要难题之一是AUV等装备的长期供电问题。目前已经投入使用的AUV绝大部分只能实现短期的海洋观测，所携带能源难以满足长期海洋观测活动的需要；远洋与深海活动中所使用的装备，如航行器，也面临长期供电难的问题。针对上述问题，如何实现就近取能、为海洋装备供电，具有紧迫的现实意义。波浪能被认为是海洋资源中具有较高开发价值的能源之一，是目前沿海国家和地区研究的热点之一。岸基固定式和近海浮式波浪能发电技术日趋成熟，如振荡水柱式波浪能发电装置将波浪能转换为气轮机的动能，带动电机转换为电能，此外还有其他类型的波浪能发电装置，如摆式波浪能发电装置、筏式波浪能发电装置、直驱式波浪能发电装置。风能发电属于目前发展比较成熟的技术，发达、发展中国家都将风能作为可利用的可再生能源之一。风能发电装置将风能转化为风机的动能，进而推动发电机转换为电能。海洋环境拥有着远高于陆地的风能资源，可以利用风能实现对海洋装备的供能。太阳能发电装置利用具有光电化学反应的器件，将太阳能直接转换为电能。太阳能的能量来源于太阳，属于可再生能源，能源储量大，太阳能发电装置造价便宜，借助太阳能对海洋装备进行供能被证实是可行的。此外，海洋环境中可以利用的能量形式还有潮汐能、盐差能、温差能等形式，但是由于这些能量形式的可开发价值较风能、波浪能小，目前并不是研究热点。但传统的波浪能、风能发电装置结构比较复杂，造价较高，工作时需要系泊系统进行定位，也不能在极端恶劣的海洋环境下(比如台风)工作，更难以满足为移动型海洋装备供能的要求。太阳能发电装置与风能、波浪能发电装置相比虽然造价简单，但是其功率密度低，且受日照强度、日照时间等因素影响，在夜晚、阴雨天、非表层海水等环境下没有发电效果，难以满足为海洋观测装备长期供能的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于压电材料的波浪能发电装置，以解决现有海洋探测设备续航时间短的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于压电材料的波浪能发电装置，包括外壳、压电材料和滚珠；所述外壳内部设有封闭的轨道槽，所述压电材料铺设于所述轨道槽的表面，所述滚珠放置于所述轨道槽内，所述滚珠于所述压电材料上的滚动用于触发所述压电材料发电。其特征在于，所述外壳为圆环状，所述轨道槽为弧形状。其特征在于，所述轨道槽为多条，多条所述轨道槽沿所述外壳的形状轨迹排列布置为环状，多条所述轨道槽内均设有所述压电材料和所述滚珠。其特征在于，所述轨道槽的截面为圆形，所述压电材料在所述轨道槽的内壁呈周向铺设一圈。其特征在于，所述外壳包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体和所述第二壳体拼接围成所述轨道槽；所述压电材料包括第一压电层和第二压电层，所述第一压电层设于所述第一壳体用于围成所述轨道槽的部位内，所述第二压电层设于所述第二壳体用于围成所述轨道槽的部位内。其特征在于，所述轨道槽的端部均设有缓冲垫，所述缓冲垫用于与所述滚珠弹性抵接。其特征在于，所述轨道槽的端部设有弹簧，所述弹簧用于与所述滚珠弹性抵接。本专利技术的有益效果如下：在进行应用时，可将波浪能发电装置安装于海洋探测设备内，海洋探测设备会在海中运动，由于所述滚珠放置于所述轨道槽内，所述滚珠于所述压电材料上的滚动用于触发所述压电材料发电，所以在波浪驱使波浪能发电装置运动的过程中，滚珠将可在压电材料上滚动产生电能，即此方案不但结构简单，而且发电结构不外露，工作稳定性高、可靠性强，实现了不同海域、不同浪况下的发电，在利用此装置对海洋探测设备进行供电后，可切实解决现有海洋探测设备续航时间短的问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术波浪能发电装置实施例提供的结构示意图；图2是图1的拆解结构示意图；图3是图1的第二壳体装配结构示意图。附图标记如下：10、外壳；11、第一壳体；12、第二壳体；20、压电材料；21、第一压电层；22、第二压电层；30、滚珠；40、轨道槽；41、端部。具体实施方式下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。本专利技术提供了一种基于压电材料的波浪能发电装置，其实施例如图1至图3所示，包括外壳10、压电材料20和滚珠30；外壳10内部设有封闭的轨道槽40，压电材料20铺设于轨道槽40的表面，滚珠30放置于轨道槽40内，滚珠30于压电材料20上的滚动用于触发压电材料20发电。在进行应用时，可将波浪能发电装置安装于海洋探测设备内，由于海洋探测设备会在海中运动，所以波浪将会驱使波浪能发电装置运动，滚珠30将在压电材料20上滚动，受压的压电材料20因此产生电能，即此方案不但结构简单，而且发电结构不外露，工作稳定性高、可靠性强，实现了不同海域、不同浪况下的发电，故在利用此装置对海洋探测设备进行供电后，可切实解决现有海洋探测设备续航时间短的问题。如图1和图2所示，外壳10为圆环状，轨道槽40为弧形状。将外壳10设置为圆环状结构后，轨道槽40将可布置于一个圆环轨迹内，即在轨道槽40设置同样长度的基础上，此结构能够减少波浪能发电装置的占用空间，更便于滚珠30在轨道槽40内实现往返移动，从而提高了电能的产生效率。如图1和图2所示，轨道槽40为多条，多条轨道槽40沿外壳10的形状轨迹排列布置为环状，多条轨道槽40内均设有压电材料20和滚珠30。譬如在此实施例中，轨道槽40为四条，四条轨道槽40的布置轨迹均呈圆弧状，四条轨道槽40以等间距的形式布置为一圆形轨道，由于四条轨道槽40相互独立，所以当四个滚珠30分别在四条轨道槽40内进行运动时，则实现了多个压电材料20的同步发电，而且由于四条轨道槽40布置位置各不相同，所以也确保了滚珠30在各种情况下均能实现与压电材料20的滚动抵接，实现了持续性发电，从而大大提高了发电效率。如图1和图2所示，轨道槽40的截面为圆形，压电材料20在轨道槽40的内壁呈周向铺设一圈。将轨道槽40设置为截面呈圆形后，则可使得轨道槽40的外形与滚珠30的外形相匹配，从而便于滚珠30在轨道槽40内进行顺畅的滚动，而压电材料20在轨道槽40内的周向铺设，也确保了压电材料20对轨道槽40内部的全面覆盖，保证滚珠30在何种运动状态下均能与压电材料20接触，以此进一步提高发电效率。如图1和图2所示，外壳10包括第一壳体11和第二壳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于压电材料的波浪能发电装置，其特征在于，包括外壳、压电材料和滚珠；所述外壳内部设有封闭的轨道槽，所述压电材料铺设于所述轨道槽的表面，所述滚珠放置于所述轨道槽内，所述滚珠于所述压电材料上的滚动用于触发所述压电材料发电。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于压电材料的波浪能发电装置，其特征在于，包括外壳、压电材料和滚珠；所述外壳内部设有封闭的轨道槽，所述压电材料铺设于所述轨道槽的表面，所述滚珠放置于所述轨道槽内，所述滚珠于所述压电材料上的滚动用于触发所述压电材料发电。


2.根据权利要求1所述的波浪能发电装置，其特征在于，所述外壳为圆环状，所述轨道槽为弧形状。


3.根据权利要求2所述的波浪能发电装置，其特征在于，所述轨道槽为多条，多条所述轨道槽沿所述外壳的形状轨迹排列布置为环状，多条所述轨道槽内均设有所述压电材料和所述滚珠。


4.根据权利要求1所述的波浪能发电装置，其特征在于，所述轨道槽的截面为圆形，所述压电...

【专利技术属性】
技术研发人员：王立国，武世轩，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：广东;44