本发明专利技术公开了一种煤矿井下多模式能量收集发电装置，涉及发电设备技术领域，包括上端盖、上壳体、下壳体、振动发电结构、摩擦发电结构和击打发电结构，摩擦发电结构包括第一摩擦发电组件和第二摩擦发电组件，击打发电结构包括第一击打发电组件和第二击打发电组件，风由进风口进入下壳体中，带动下壳体中的转动结构转动，使得第一摩擦发电组件和第二摩擦发电组件相对转动实现摩擦发电、第一击打发电组件和第二击打发电组件击打实现击打发电，由下壳体中进入上壳体的风引起的振动以及环境中的振动使得振动发电结构实现振动发电。本发明专利技术可同时收集风能和振动能，较现有技术提高了对现有能源的利用率，是一种绿色新能源发电系统，并且适用场景广泛。且适用场景广泛。且适用场景广泛。
【技术实现步骤摘要】
一种煤矿井下多模式能量收集发电装置
[0001]本专利技术涉及发电
，特别是涉及一种煤矿井下多模式能量收集发电装置。
技术介绍
[0002]煤矿井下“智能化”、“少人化”和“能源可持续化”是当今煤矿井下发展的新趋势。煤矿智能化水平的提高，使得井下传感器的种类和数量急剧增加，因此，各类传感器的供能问题是煤矿智能化发展亟待解决的问题。现有技术成熟的太阳能发电、水力发电和生物能发电能等均不适应井下工程环境。煤矿井下存在大量工程设备工作时产生的振动能以及通风管道内部的风能。目前，煤矿井下常采用化学电池或单一模式的压电能量收集器为传感器设备供电。但现有的化学电池或者单一模式的压电能量收集器主要存在以下问题：第一，化学电池更换困难，成本高，且废弃的化学电池容易造成环境污染；第二，现有单一模式的压电能量收集器可靠性弱、稳定性较差，单个零件的破损会导致整个供电系统崩溃，收集器的单一模式也难以同时收集环境中各种能量，能量收集效率较低。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的是提供一种煤矿井下多模式能量收集发电装置，以解决上述现有技术存在的问题，将三种发电模式合为一体，设置分割区域，其三种发电模式互不影响，提高了能量收集器的使用的稳定性和寿命；多种模式的结合使得电能的输出较现有技术单一发电模式得到了显著增强，减少了人工操作的次数，保障了生命和生产的安全。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0005]本专利技术提供了一种煤矿井下多模式能量收集发电装置，包括上端盖、上壳体、下壳体、振动发电结构、摩擦发电结构和击打发电结构，所述上端盖、所述上壳体和所述下壳体依次连接，所述振动发电结构位于所述上壳体的内侧，所述摩擦发电结构和所述击打发电结构均位于所述下壳体的内侧，所述摩擦发电结构包括第一摩擦发电组件和第二摩擦发电组件，所述击打发电结构包括第一击打发电组件和第二击打发电组件，所述下壳体的侧壁开设有进风口，风由所述进风口进入所述下壳体中，带动所述下壳体中的转动结构转动，使得所述第一摩擦发电组件和所述第二摩擦发电组件相对转动实现摩擦发电、所述第一击打发电组件和所述第二击打发电组件击打实现击打发电，由下壳体中进入上壳体的风引起的振动以及环境中的振动使得所述振动发电结构实现振动发电。
[0006]优选地，所述振动发电结构包括若干振动发电组件，各所述振动发电组件均包括振动悬臂梁、发电薄膜和两个钝体，所述发电薄膜用于与导线连接，各所述振动发电组件中的所述振动悬臂梁的长度依次递增，所述振动悬臂梁的上端与所述上端盖连接，两个所述钝体分别对称设置在所述振动悬臂梁的下端的两侧，所述发电薄膜的设置在所述振动悬臂梁的一侧，且所述发电薄膜的一端与一个所述钝体接触。
[0007]优选地，所述上壳体的底部设置有底板，所述振动发电结构位于所述底板的上方，所述底板上开设有通风口，所述通风口处设置有阻流体。
[0008]优选地，所述下壳体的侧壁开设有出风口，所述进风口和所述出风口呈中心对称，且所述进风口和所述出风口相对受风面的中心线偏心设置，所述进风口处和所述出风口处均设置有阔风口构件，所述阔风口构件的内端伸入至所述下壳体中，且所述阔风口构件的内端具有弧度。
[0009]优选地，所述转动结构包括螺旋桨和转轴组件，所述螺旋桨的位置与所述进风口对应，所述下壳体中设置有阻风板，所述螺旋桨位于所述阻风板的上方，所述螺旋桨和所述转轴组件的转轴的一端连接，所述转轴的另一端穿过所述阻风板上的第一通孔与所述下壳体底部转动连接，所述第二摩擦发电组件和所述第一击打发电组件均设置在所述转轴组件上。
[0010]优选地，所述第一摩擦发电组件包括绝缘基板、导电板和电刷，所述绝缘基板与所述阻风板连接，所述绝缘基板上设置有用于所述转轴组件通过的第二通孔，所述导电板设置在所述绝缘基板上，所述导电板用于与导线连接，若干所述电刷沿所述导电板的周向均匀设置。
[0011]优选地，所述第二摩擦发电组件包括第二组板和第三组板，所述第二组板采用绝缘材料制成，所述第三组板采用导电材料制成，所述第二组板的上表面沿所述第二组板的周向均匀开设有若干放置槽，各所述放置槽内均设置有一摩擦发电薄膜，所述摩擦发电薄膜能够与所述电刷接触，所述第二组板的下表面与所述第三组板的上表面连接，所述摩擦发电薄膜的一端延伸至所述第三组板，所述第三组板与所述转轴下端的轴台连接，所述第三组板用于与导线连接。
[0012]优选地，各所述第一击打发电组件均包括击打式悬臂梁和压电陶瓷，所述击打式悬臂梁的一端与所述下壳体连接，所述压电陶瓷设置在所述击打式悬臂梁的另一端；各所述第二击打发电组件均包括击打梁和质量块，所述击打梁的一端与所述转动结构连接，所述质量块设置在所述击打梁的另一端，所述转动结构转动进而带动所述质量块转动并击打所述压电陶瓷。
[0013]优选地，各所述击打式悬臂梁的一端均通过悬臂梁基座与所述下壳体连接，各所述第一击打发电组件中的所述压电陶瓷均位于相应的所述击打式悬臂梁的同一侧；所述第二击打发电组件为两个，两个所述第二击打发电组件中的所述质量块的朝向相反。
[0014]优选地，所述轴台设置有减重孔。
[0015]本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
[0016]本专利技术将三种发电模式合为一体，设置分割区域，其三种发电模式互不影响，提高了能量收集器的使用的稳定性和寿命；多种模式的结合使得电能的输出较现有技术单一发电模式得到了显著增强，减少了人工操作的次数，保障了生命和生产的安全；本专利技术可同时收集风能和振动能，较现有技术提高了对现有能源的利用率，是一种绿色新能源发电系统，并且适用场景广泛。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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例，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。
[0018]图1为本专利技术的煤矿井下多模式能量收集发电装置剖面示意图；
[0019]图2是本专利技术中上端盖结构示意图；
[0020]图3是本专利技术中振动发电区的上端盖、L型连接板、振动悬臂梁连接结构示意图；
[0021]图4是本专利技术中阻流体结构剖面俯视图；
[0022]图5是本专利技术中受风面示意图；
[0023]图6是本专利技术中摩擦发电区的第一摩擦发电组件、第二组板、第三组板连接结构示意图；
[0024]图7是本专利技术中第一摩擦发电组件的结构示意图；
[0025]图8是本专利技术中电刷结构示意图；
[0026]图9是本专利技术中摩擦薄膜在第二组板上分布排列方式，以及摩擦第二发电组板与第三组板的连接结构示意图；
[0027]图10是本专利技术中击打发电区的击打式悬臂梁、悬臂梁基座、振动陶瓷、击打梁的连接结构示意图；
[0028]图11是本专利技术中击打式发电部分结构示意图；
[0029]图12是本专利技术中转轴结构示本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种煤矿井下多模式能量收集发电装置，其特征在于：包括上端盖、上壳体、下壳体、振动发电结构、摩擦发电结构和击打发电结构，所述上端盖、所述上壳体和所述下壳体依次连接，所述振动发电结构位于所述上壳体的内侧，所述摩擦发电结构和所述击打发电结构均位于所述下壳体的内侧，所述摩擦发电结构包括第一摩擦发电组件和第二摩擦发电组件，所述击打发电结构包括第一击打发电组件和第二击打发电组件，所述下壳体的侧壁开设有进风口，风由所述进风口进入所述下壳体中，带动所述下壳体中的转动结构转动，使得所述第一摩擦发电组件和所述第二摩擦发电组件相对转动实现摩擦发电、所述第一击打发电组件和所述第二击打发电组件击打实现击打发电，由下壳体中进入上壳体的风引起的振动以及环境中的振动使得所述振动发电结构实现振动发电。2.根据权利要求1所述的煤矿井下多模式能量收集发电装置，其特征在于：所述振动发电结构包括若干振动发电组件，各所述振动发电组件均包括振动悬臂梁、发电薄膜和两个钝体，所述发电薄膜用于与导线连接，各所述振动发电组件中的所述振动悬臂梁的长度依次递增，所述振动悬臂梁的上端与所述上端盖连接，两个所述钝体分别对称设置在所述振动悬臂梁的下端的两侧，所述发电薄膜的设置在所述振动悬臂梁的一侧，且所述发电薄膜的一端与一个所述钝体接触。3.根据权利要求1所述的煤矿井下多模式能量收集发电装置，其特征在于：所述上壳体的底部设置有底板，所述振动发电结构位于所述底板的上方，所述底板上开设有通风口，所述通风口处设置有阻流体。4.根据权利要求1所述的煤矿井下多模式能量收集发电装置，其特征在于：所述下壳体的侧壁开设有出风口，所述进风口和所述出风口呈中心对称，且所述进风口和所述出风口相对受风面的中心线偏心设置，所述进风口处和所述出风口处均设置有阔风口构件，所述阔风口构件的内端伸入至所述下壳体中，且所述阔风口构件的内端具有弧度。5.根据权利要求1所述的煤矿井下多模式能量收集发电装置，其特征在于：所述转动结构包括螺旋桨和转轴组件，所述螺旋桨的位置与所述进风口对应，所述下壳体中设置有阻风板，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：张旭辉，田浩，黄梦瑶，许恒涛，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：
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