本发明专利技术适用于波浪能发电技术领域，提供了一种胶囊不倒翁式波浪能压电发电装置，包括由不倒翁头部、固定上底座、支撑筒、导柱、浮柱、固定下底座和不倒翁底座组成的波能初级换能结构和由壳体、压电悬臂梁、弹簧和磁铁块组成的压电发电系统，壳体中心被导柱、浮柱垂直贯穿；弹簧套在导柱外，磁铁块粘接在压电悬臂梁自由端以及浮柱侧面，浮柱外圆面上有与磁铁块配合的安装槽，浮柱上的磁铁块呈环形等距阵列布局，压电悬臂梁在壳体上呈环形等距布置且与浮柱上的磁铁块相对设置。本发明专利技术解决了波浪能装置的总发电效率比较低、压电发电装置的结构不紧凑、不方便装配的技术问题，达到了延长使用寿命、便于装配、结构紧凑、整体发电效率高技术效果。效果。效果。
【技术实现步骤摘要】
一种胶囊不倒翁式波浪能压电发电装置
[0001]本专利技术涉及波浪能发电
，更具体地说，它涉及一种胶囊不倒翁式波浪能压电发电装置。
技术介绍
[0002]海洋波浪能作为一种可再生清洁能源，且在海洋中蕴含量极大，有着很好的发展前景。各海洋国家非常重视波浪能发电技术的研究，但目前各种波浪能装置的总发电效率大都比较低，还存在制造成本昂贵、装置可靠稳定性差及并网困难等问题，提高装置各级能量转换结构转换效率问题亟待解决。此外，现有的波浪能发电装置大都是开放式的，机械装置与海洋波浪直接接触，海水容易对装置造成的损坏，不仅降低了设备的使用寿命，设备的防腐和后期维修成本较高。
[0003]波浪能次级能量转换类型主要有电磁感应发电机、永磁直线发电机与压电发电机。其中压电发电机为近几十年出现的波浪能次级转换技术，能够直接将初级能量转换结构吸收的波浪能量通过压电材料的机电耦合特性转换成为电能，能有效提高波能装置的总发电效率。压电发电装置具有结构简单、换能效率高、成本低等特点，广泛应用于收集环境能量发电。但压电发电装置的结构设计还有改善空间，压电悬臂梁的振动增频转换也是需要改进的关键技术问题。
技术实现思路
[0004]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种系统结构紧凑、便于装配、发电效率高且可调的胶囊不倒翁式波浪能压电发电装置。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0006]本专利技术为一种胶囊不倒翁式波浪能压电发电装置，包括波能初级换能结构和压电发电系统，所述波能初级换能结构主要由不倒翁头部、固定上底座、支撑筒、导柱、浮柱、固定下底座和不倒翁底座组成。
[0007]所述固定上底座固定在不倒翁头部上，所述固定下底座固定在不倒翁底座上，所述浮柱两端分别刚性固定在固定上底座、固定下底座上，且所述浮柱垂直穿过所述压电发电系统，所述导柱两端刚性固定在固定上底座、固定下底座上。
[0008]所述压电发电系统由壳体、压电悬臂梁、弹簧和磁铁块组成，所述壳体中心被导柱、浮柱垂直贯穿；所述弹簧套在导柱外，所述磁铁块粘接在压电悬臂梁自由端以及浮柱侧面。
[0009]所述压电悬臂梁包括贯穿壳体的螺纹轴，所述螺纹轴位于壳体外部的两端均螺纹连接有六角法兰面螺母，所述螺纹轴位于壳体内部的一段外圆面上螺纹连接有两六角螺母，所述螺纹轴上且位于两六角螺母之间的位置设置有压电片，所述磁铁块粘接压电片远离螺纹轴的一端。
[0010]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述壳体包括一端开口的圆筒状外壳，所述外
壳开口端固定有圆盘状支撑板，所述外壳底部和支撑板上开设有与导柱配合的通孔、与浮柱配合的中心孔，所述外壳底部和支撑板上开设有与螺纹轴配合的矩形调节槽。
[0011]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述外壳内部设置有与外壳同轴线的磁极支撑环，所述磁极支撑环套设在浮柱外部，所述磁极支撑环顶端与外壳内底部刚性连接，所述磁极支撑环底端与支撑板顶部刚性连接，所述磁极支撑环外圆面上开设有与压电片配合的限位槽。
[0012]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述浮柱外圆面上呈环形等距开设有若干与磁铁块配合的安装槽，所述浮柱上的磁铁块呈环形等距阵列布局，所述压电悬臂梁在壳体上呈环形等距布置且与浮柱上的磁铁块相对设置。
[0013]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述压电片一端开设有与螺纹轴配合的通孔，所述压电片尺寸为60cm*20cm。
[0014]作为本专利技术的一种优选技术方案，套设所述导柱上的弹簧一端抵紧在壳体上，另一端分别抵紧在固定上底座、固定下底座上。
[0015]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述不倒翁头部底部端面与支撑筒顶部端面固定连接，所述不倒翁底座顶部端面与支撑筒底部端面固定连接，所述不倒翁头部、不倒翁底座均为半球形结构。
[0016]本专利技术的优点是：
[0017]1、本专利技术通过采用不倒翁漂浮结构，在装置底座增加配重，使整个装置上轻下重，降低装置重心，使得发电装置在复杂多变的海洋环境中保持比较稳定工作环境。
[0018]2、本专利技术通过采用胶囊式密封结构，使得该发电装置具有更好的密封性能，有效避免机械装置与海洋波浪直接接触，避免了海水对装置的损坏，降低了设备的防腐和后期维修成本。
[0019]3、本专利技术通过将发电装置模块化设计，不仅便于装配，而且装置分为初级换能结构和压电发电机系统，初级换能结构整体采用刚性连接，便于制造和装配；压电发电机系统结构紧凑，采用悬臂梁悬臂端沿浮柱的径向延展，另外磁极轴向阵列在浮柱圆周上，有效地避免庞大的结构体系。
[0020]4、本专利技术通过采用支撑悬浮式压电结构设计，压电发电系统无固定支持结构，整体采用悬浮式，仅有弹簧支撑，依靠与初级换能机构的相对运动及上下弹簧的形变维持发电。可以通过调节螺母来调整悬臂梁的高度以及与浮柱之间的距离，来提高悬臂梁的振动频率，从而提高装置的整体发电效率。导柱加弹簧结构可使磁铁周期性地非接触冲击压电悬臂梁，保证了装置的持续工作，延长了装置的使用寿命。
附图说明
[0021]图1为本专利技术一种胶囊不倒翁式波浪能压电发电装置的结构示意图。
[0022]图2为本专利技术的主视图。
[0023]图3为图2中A
‑
A处的剖面结构示意图。
[0024]图4为本专利技术内部结构的结构示意图。
[0025]图5为浮柱、固定下底座、壳体、压电悬臂梁、弹簧的结构示意图。
[0026]图6为固定上底座、导柱、浮柱、固定下底座、不倒翁底座的结构示意图。
[0027]图7为壳体内部压电悬臂梁、浮柱、磁铁块、磁极支撑环相配合的结构示意图。
[0028]图8为浮柱、压电悬臂梁、磁铁块、磁极支撑环相配合的结构示意图。
[0029]图9为压电悬臂梁的结构示意图。
[0030]图10为浮柱的结构示意图。
[0031]图11为磁极支撑环的结构示意图。
[0032]图12为压电片的结构示意图。
[0033]图13为壳体的结构示意图。
[0034]图14为壳体另一视角的结构示意图。
[0035]附图中：1、不倒翁头部；2、固定上底座；3、支撑筒；4、导柱；5、浮柱；6、固定下底座；7、不倒翁底座；8、壳体；9、压电悬臂梁；10、弹簧；11、磁铁块；12、磁极支撑环；501、安装槽；801、圆筒状外壳；802、圆盘状支撑板；803、通孔；804、中心孔；805、矩形调节槽；901、螺纹轴；902、六角法兰面螺母；903、六角螺母；904、压电片。
具体实施方式
[0036]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
[0037]需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0038]本专利技术中，在未作本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种胶囊不倒翁式波浪能压电发电装置，包括波能初级换能结构和压电发电系统，其特征在于：所述波能初级换能结构主要由不倒翁头部(1)、固定上底座(2)、支撑筒(3)、导柱(4)、浮柱(5)、固定下底座(6)和不倒翁底座(7)组成；所述固定上底座(2)固定在不倒翁头部(1)上，所述固定下底座(6)固定在不倒翁底座(7)上，所述浮柱(5)两端分别刚性固定在固定上底座(2)、固定下底座(6)上，且所述浮柱(5)垂直穿过所述压电发电系统，所述导柱(4)两端刚性固定在固定上底座(2)、固定下底座(6)上；所述压电发电系统由壳体(8)、压电悬臂梁(9)、弹簧(10)和磁铁块(11)组成，所述壳体(8)中心被导柱(4)、浮柱(5)垂直贯穿；所述弹簧(10)套在导柱(4)外，所述磁铁块(11)粘接在压电悬臂梁(9)自由端以及浮柱(5)侧面；所述压电悬臂梁(9)包括贯穿壳体(8)的螺纹轴(901)，所述螺纹轴(901)位于壳体(8)外部的两端均螺纹连接有六角法兰面螺母(902)，所述螺纹轴(901)位于壳体(8)内部的一段外圆面上螺纹连接有两六角螺母(903)，所述螺纹轴(901)上且位于两六角螺母(903)之间的位置设置有压电片(904)，所述磁铁块(11)粘接压电片(904)远离螺纹轴(901)的一端。2.根据权利要求1所述的一种胶囊不倒翁式波浪能压电发电装置，其特征在于，所述壳体(8)包括一端开口的圆筒状外壳(801)，所述外壳(801)开口端固定有圆盘状支撑板(802)，所述外壳(8)底部和支撑板(802)上开设有与导柱(4)配合的通孔(803)、与浮柱(5)配合的中心孔(80...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗祥，张传强，冯武卫，
申请(专利权)人：浙江海洋大学，
类型：发明
国别省市：
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