一种全流速振动放大自适应控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种全流速振动放大自适应控制装置，包括壳体，扰流单元和外部弹簧悬挂结构，所述的壳体为平板或方柱形状，在壳体的内部安装有扰流单元，扰流单元在壳体内部能够做垂直于壳体的展向的转动，在靠近壳体的前缘上平面延展向开有开口槽，扰流单元的前端能够从所述的开口槽内伸出，在靠近扰流单元的前端安装有上、下弹簧组，分别与壳体内部的上、下平面连接；来流流经平板前缘，由于来流流动分离的存在，使得壳体会发生一定频率的振动，扰流单元在壳体内部随壳体振动而发生同频振动，使得扰流单元的前端不断上下伸缩。本实用新型专利技术结构简单，能够增大平板或方柱形状的结构的流致振动幅值及在来流全流速下实现本装置的流致振动。致振动。致振动。

【技术实现步骤摘要】
一种全流速振动放大自适应控制装置


[0001]本技术涉及结构流致振动放大领域，具体涉及一种全流速振动放大自适应控制装置。

技术介绍

[0002]风力发电的原理其实就是将风能转化为机械能，然后再将机械能转化为电能，而将风能最后转化为电能的仪器就是风力发电机。采用巨型叶片将风能转换为机械能的风力发电机虽然是以清洁能源风能以能量来源，但是其也存在诸多的缺点。风力机工作的时候会给地理环境带来很大的负面影响，比如由于其几何尺寸较大会造成周围空气和水蒸气的运动变化发生改变，进而导致当地的气候发生变化。当风速较低时或者叶片尺寸较小时，叶片型风力发电机极有可能不能将风能转化为机械能进而转化为电能。叶片型发电机也不适合利用水能及其他的流体能量。现有的以平板将风或者其他流体能量转化为机械能，传统的一些平板一般只有在几个特定的风速下发生较小振幅的涡激振动，不利于将流体能量化为机械能。虽然颤振具有较大的振幅，但是颤振发生的临界风速较高在自然环境中很少能达到颤振临界风速。

技术实现思路

[0003]基于以上不足之处，本技术的目的在于提供一种全流速振动放大自适应控制装置，能够增大平板或方柱形状的结构的流致振动幅值及在来流全流速下实现本装置的流致振动。
[0004]本技术所采用的技术如下：一种全流速振动放大自适应控制装置，包括壳体，扰流单元和外部弹簧悬挂结构，所述的壳体的上平面和下平面分别通过外部弹簧悬挂结构与固定框架的上、下端连接，所述的壳体为平板或方柱形状，在壳体的内部安装有扰流单元，扰流单元在壳体内部能够做垂直于壳体的展向的转动，在靠近壳体的前缘上平面延展向开有开口槽，扰流单元的前端能够从所述的开口槽内伸出，在靠近扰流单元的前端安装有上、下弹簧组，分别与壳体内部的上、下平面连接；来流流经平板前缘，由于来流流动分离的存在，使得壳体会发生一定频率的振动，扰流单元在壳体内部随壳体振动而发生同频振动，使得扰流单元的前端不断上下伸缩，使得来流发生周期性的流动分离，从而导致剪切层周期性的拍打着壳体表面，产生作用于壳体周期性的流体动力，进而给流场一个同频扰动动力，同频扰动力又作用于壳体，在给定来流流速下，随着时间的推移，壳体和扰流单元振动幅值越来越大，最终壳体的振动幅值达到一个稳定的幅值。
[0005]进一步的，所述的扰流单元包括扰流板、杠杆、配重和横杆，所述的横杆与壳体内部固定连接，横杆的轴向与壳体的展向平行，杠杆与横杆互相垂直转动连接，杠杆的一端与扰流板下端固定连接，杠杆的另外一端与配重连接，扰流板的上端能够从所述的开口槽内伸出。
[0006]进一步的，所述的横杆或与壳体内部转动连接，所述的横杆或与杠杆垂直固定连
接。
[0007]进一步的，本装置还包括竖直固定杆，所述的横杆与竖直固定杆通过轴承副转动连接，竖直固定杆的上、下端分别与壳体内部的上、下平面固定连接。
[0008]进一步的，所述的横杆的两端或者通过轴承副转动连接于壳体的两侧壁。
[0009]进一步的，所述的杠杆为两根且互相平行，两根杠杆的一端分别与扰流板两侧下端固定连接。
[0010]进一步的，所述的外部弹簧悬挂结构的自振频率等于扰流单元的自振频率。
[0011]本装置，随着来流速度的增强，剪切层的能量越强；剪切层产生的周期性气动力就越强，从而导致平板的振动幅值越大。可以将振动的机械能转化为电能或者其他能储存的能量。
[0012]本技术的有益效果及优点：本技术结构简单，能够很好地增强平板或方柱形状的结构的流致振动，在来流条件下，能够不间断的将流体动能转化为机械能。可以实现在来流全流速下发生较大的振动幅度，具有明显的振动放大效应，而且不仅可以把本装置放置于空气中，也可以放置于液体中。
附图说明
[0013]图1为实施例1的全流速振动放大自适应控制装置三维示意图；
[0014]图2为实施例1的全流速振动放大自适应控制装置二维示意图；
[0015]图3为实施例2的全流速振动放大自适应控制装置二维示意图
[0016]图4为普通平板和本技术装置的振动近似计算结果对比图；
具体实施方式
[0017]下面结合附图举例对本技术作进一步说明。
[0018]实施例1
[0019]如图1
‑
2所示，一种全流速振动放大自适应控制装置，包括壳体1，扰流单元和外部弹簧悬挂结构2，所述的壳体的上平面和下平面分别通过外部弹簧悬挂结构2与固定框架的上、下端连接，所述的壳体1为平板形状，在壳体1的内部安装有扰流单元，靠近壳体的前缘上平面延展向开有开口槽3，
[0020]所述的扰流单元包括扰流板4、2根杠杆5、2个配重球6和横杆7，所述的横杆7与壳体1内部的两侧壁固定连接，横杆7的轴向与壳体1的展向平行，2根杠杆5分别与横杆7互相垂直转动连接，2根杠杆5且互相平行，2根杠杆5的一端分别与扰流板4下端两侧固定连接，每根杠杆5的另外一端与一个配重球6连接；所述的开口槽3与扰流板4的长度相对应，扰流板4的上端能够从所述的开口槽3内伸出，在靠近扰流板4的地方安装有上、下弹簧8组，分别与壳体1内部的上、下平面连接；
[0021]所述的述的外部弹簧悬挂结构2的自振频率等于扰流单元的自振频率。
[0022]把本实施例放置于空气中，风流经平板前缘，由于来流流动分离的存在，使得壳体会发生一定频率的振动，扰流单元在壳体内部随壳体振动而发生同频振动，使得扰流单元的前端的扰流板不断上下伸缩，使得来流发生周期性的流动分离，从而导致剪切层周期性的拍打着壳体表面，产生作用于壳体周期性的气动力，进而给流场一个同频扰动动力，同频
扰动力又作用于壳体，在给定风速下，随着时间的推移，壳体和扰流单元振动幅值越来越大，最终壳体的振动幅值达到一个稳定的幅值。
[0023]实施例2
[0024]如图3所示，本实施例与实施例1的结构大致相同，其不同之处在于：还包括2根竖直支撑杆9，所述的横杆与2根竖直支撑杆9分别通过2组轴承副转动连接，2根竖直支撑杆的上、下端分别与壳体1内部的上、下平面固定连接且互相平行，所述的横杆与2根杠杆5垂直固定连接，2根杠杆5且互相平行。
[0025]实施例3
[0026]本实施例与实施例1的结构大致相同，其不同之处在于：横杆的两端通过轴承副与壳体内部的两侧壁固定连接，横杆与2根杠杆互相垂直固定连接。
[0027]实施例4
[0028]如图4所示，图中横坐标为折算风速，纵坐标为无量纲振幅(A为最大振幅，H为平板的高度)。由图可知，普通平板仅仅只在当尾流频率等于系统自振频率时才能发生振动，且振动幅值较低。因此，本技术的装置可实现全流速发生振动。在相同的流速下，相比于普通平板，本技术的装置发生的振幅更大。因此本技术具有明显的振动放大效应。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全流速振动放大自适应控制装置，包括壳体，扰流单元和外部弹簧悬挂结构，其特征在于，所述的壳体的上平面和下平面分别通过外部弹簧悬挂结构与固定框架的上、下端连接，所述的壳体为平板或方柱形状，在壳体的内部安装有扰流单元，扰流单元在壳体内部能够做垂直于壳体的展向的转动，在靠近壳体的前缘上平面延展向开有开口槽，扰流单元的前端能够从所述的开口槽内伸出，在靠近扰流单元的前端安装有上、下弹簧组，分别与壳体内部的上、下平面连接。2.根据权利要求1所述的一种全流速振动放大自适应控制装置，其特在于：所述的扰流单元包括扰流板、杠杆、配重和横杆，所述的横杆与壳体内部固定连接，横杆的轴向与壳体的展向平行，杠杆与横杆互相垂直转动连接，杠杆的一端与扰流板下端固定连接，杠杆的另外一端与配重连接，扰流板的上端能够从所述的开口槽内伸出。3.根据权利要求2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈文礼，陈冠斌，陈昌隆，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：新型
国别省市：