一种基于涡激摆动的俘能器制造技术

本发明专利技术公开一种基于涡激摆动的俘能器，通过设置旋转底座、支撑柱、俘能柱以及接触分离式摩擦发电机，能在水流经过俘能器后，诱发俘能柱发生摆动，进而带动接触分离式摩擦发电机上下摆动，致使接触分离式摩擦发电机内的垂直接触—分离式结构将俘能柱的部分摆动机械能转换为电能，达到了充分收集水流的振动能量并将其高效转换为电能的目的，填补了目前涡激振动在流体能量收集领域的技术空白。通过设置MFC压电片，可利用其发生形变将俘能柱的部分摆动机械能转换为电能。通过设置转盘式摩擦发电机，可将支撑柱的旋转机械能转换为电能，进一步减少能量损失。本发明专利技术实现了同时利用压电和摩擦电模块高效地收集来自四面八方的水流动能，工作效率高。工作效率高。工作效率高。

【技术实现步骤摘要】
一种基于涡激摆动的俘能器


[0001]本专利技术涉及发电
，特别是涉及一种基于涡激摆动的俘能器。

技术介绍

[0002]近年来，随着集成电路与微机电系统的日新月异，无线传感器的需求量日益提高，但以化学电池为代表的传统无线传感器供能方式存在着低使用寿命、高维护成本和环境问题等诸多缺点，为了寻找物联网供能的最佳解决方案，人们致力于从环境中收集能量，如太阳能、风能、水能、振动能等，使设备实现自供电并可持续运转。水能作为低成本可再生清洁能源，受到广泛关注。其中，利用涡激振动进行流体能量收集是目前的研究热点之一，实验表明，从俘能效果来看迎流向摆动圆柱的性能最好，远高于平动圆柱，但较少有研究人员研究涡激摆动。因此，本专利技术提出一种基于涡激摆动的俘能器，以充分收集水流的振动能量并将其高效转换为电能，填补目前涡激振动在流体能量收集领域的技术空白。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种基于涡激摆动的俘能器，以充分收集水流的振动能量并将其高效转换为电能，填补目前涡激振动在流体能量收集领域的技术空白。/>[0004]为实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于涡激摆动的俘能器，其特征在于，包括：涡激摆动模块，其包括旋转底座、支撑柱和俘能柱，所述支撑柱的一端与所述旋转底座相连，所述支撑柱上设置有流向标，所述流向标用于在水流冲击作用下带动所述支撑柱转动；所述俘能柱通过弹性悬臂梁连接于所述支撑柱上，且所述弹性悬臂梁与所述支撑柱呈夹角布置，所述俘能柱用于接触水流，并在水流动能作用下相对所述支撑柱发生摆动；摩擦电模块，所述摩擦电模块包括接触分离式摩擦发电机，所述接触分离式摩擦发电机包括封闭壳体和设置于所述封闭壳体内的垂直接触
‑
分离结构，所述封闭壳体连接于所述俘能柱的端部，所述垂直接触
‑
分离结构包括第一电极板、第二电极板和弹性件，所述第一电极板和所述第二电极板平行间隔布置，所述第一电极板和所述第二电极板通过所述弹性件相连，所述第一电极板和所述第二电极板的背表面上均设置有金属电极，所述接触分离式摩擦发电机能够随所述俘能柱摆动，以使所述第一电极板上的所述金属电极和所述第二电极板上的所述金属电极垂直接触并分离，将所述水流动能转换为电能。2.根据权利要求1所述的基于涡激摆动的俘能器，其特征在于，所述弹性悬臂梁为波浪形弹性悬臂梁，所述波浪形弹性悬臂梁的一端与所述支撑柱相连，另一端与所述俘能柱相连；所述波浪形弹性悬臂梁上设置有MFC压电片，所述波浪形弹性悬臂梁能够在所述俘能柱摆动作用下发生形变，以使所述MFC压电片发生形变并将所述俘能柱的摆动机械能转换为电能。3.根据权利要求2所述的基于涡激摆动的俘能器，其特征在于，所述波浪形弹性悬臂梁的两端均设置有所述MFC压电片，任意一所述MFC压电片均呈“C”型。4.根据权利要求1所述的基于涡激摆动的俘能器，其特征在于，所述金属电极为金电极；所述第一电极板上的所述金电极和所述第二电极板上的所述金电极中的一者表面涂覆有PDMS背电极，另一者表面设置有若干金纳米颗粒。5.根据权利要求1～4任意一项所述的基于涡激摆动的俘能器，其特征在于，所述支撑柱上下竖直设置，且所述支撑柱的下端与所述旋转底座相连；所述波浪形弹性悬臂梁上的波峰朝向所述支撑柱的上端或下端凸出，以带动所述俘能柱...

【专利技术属性】
技术研发人员：李忠杰，汪辰煜，彭艳，王标，宫熒，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：