【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于退役叶片再利用，具体涉及一种基于水平轴风力机退役叶片的挥舞压力发电一体装置。
技术介绍
1、目前，压力发电技术已经在国内外得到了广泛的应用。例如，在汽车行业，压力发电技术已被用于车辆的起动机和发电机，以提供电能，替代传统的燃油发电机。此外，压力发电技术还可以用于建筑物的供暖和制冷系统，以提供绿色能源，减少能源消耗。
2、摇摆发电是利用摇摆原理，将线性运动转换为圆周运动，进而带动发电机旋转，将机械能转换为电能。摇摆式发电机的优势在于其高效、可靠环保，能够快速地将机械能转化为电能。传统的摇摆发电为切割磁感线，这种发电方式持续供电能力较差，发电稳定性不高，若安装于风电场中用来发电，对电网的冲击很大；运动装置与发电装置距离较远，中间需要多个齿轮啮合传动，机械能损失较大，发电量大大降低。
3、现阶段，风电场升级更新迫在眉睫，对于风电产业而言，关于退役叶片的环保处理要求也不断明确和加强，风机叶片等废物回收、循环利用获得越来越高的关注。在此背景下，如何实现退役叶片的高效发电以达到循环再利用的目的具有现实的应用意义。
技术实现思路
1、为此，本专利技术提供一种基于水平轴风力机退役叶片的挥舞压力发电一体装置，将摇摆发电、压力发电结合实现风力机退役叶片的高效发电，可以作为风电场的主电源或备用电源使用，达到废旧退役叶片的循环再利用目的。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：基于水平轴风力机退役叶片的挥舞压力发电一体装置，包括底座支架，所述底
3、所述底座支架的内侧形成有避让空间，所述避让空间设有摇摆发电机构，所述摇摆发电机构包括摇摆转接轴、线性约束框架、线性圆周转换组件和发电机；所述摇摆支撑架的下端通过所述摇摆避让条孔连接所述摇摆转接轴的上端；所述摇摆转接轴的下端穿过所述线性约束框架连接所述线性圆周转换组件的动力输入端，所述线性圆周转换组件的动力输出端连接所述发电机；
4、所述退役叶片本体通过风力挥舞摇摆以使所述压力发电机构和所述摇摆发电机构同时进行发电。
5、作为基于水平轴风力机退役叶片的挥舞压力发电一体装置优选方案，所述摇摆支撑架包括第一支撑架和第二支撑架，所述第一支撑架的上端和所述第二支撑架的下端连接；
6、所述压力发电机构包括若干压力发电片，所述压力发电片通过发电片固定架连接在所述第一支撑架和所述第二支撑架的两侧。
7、作为基于水平轴风力机退役叶片的挥舞压力发电一体装置优选方案，所述底座支架的上端分布有固定孔，所述退役叶片本体的端部和所述底座支架通过所述固定孔采用螺栓固定；
8、所述退役叶片本体的端部覆盖在所述摇摆避让条孔的外围。
9、作为基于水平轴风力机退役叶片的挥舞压力发电一体装置优选方案，所述摇摆发电机构还包括u型转接架，所述u型转接架的侧部和所述底座支架的内侧连接；所述u型转接架的内侧连接转换齿环；
10、所述线性圆周转换组件包括转换齿轮，所述转换齿轮处于所述转换齿环的内侧，所述转换齿轮和所述转换齿环之间啮合。
11、作为基于水平轴风力机退役叶片的挥舞压力发电一体装置优选方案，所述转换齿轮和所述转换齿环的啮合齿牙采用渐开线齿廓。
12、作为基于水平轴风力机退役叶片的挥舞压力发电一体装置优选方案，所述线性圆周转换组件还包括上转接头和下转接头，所述上转接头连接在所述转换齿轮的上部，所述下转接头连接在所述转换齿轮的下部；
13、所述上转接头和所述摇摆转接轴之间连接，所述下转接头和所述发电机的动力输入端子连接。
14、作为基于水平轴风力机退役叶片的挥舞压力发电一体装置优选方案，所述线性约束框架呈口字型，所述转换齿环位于所述线性约束框架的内侧；
15、所述发电机的动力输入端子从所述线性约束框架的底部伸出以连接所述下转接头。
16、作为基于水平轴风力机退役叶片的挥舞压力发电一体装置优选方案，所述线性约束框架位于所述u型转接架的内侧；所述发电机通过螺栓和所述u型转接架的底部连接。
17、作为基于水平轴风力机退役叶片的挥舞压力发电一体装置优选方案，将所述退役叶片本体的挥舞一阶振型施加到所述退役叶片本体上，所述退役叶片本体的叶尖处的挥舞幅度最大，所述退役叶片本体的叶根处的挥舞幅度最小，所述退役叶片本体内部的所述摇摆支撑架的长度达到所述退役叶片本体的高阶频率处。
18、作为基于水平轴风力机退役叶片的挥舞压力发电一体装置优选方案，所述退役叶片本体通过风力挥舞摇摆运动方程为：
19、y=a·sin(2πft）；
20、式中，y表示退役叶片本体挥舞运动位移量； a表示挥舞幅度，其中，退役叶片本体叶尖处的挥舞幅度用 a max表示； f表示退役叶片本体的挥舞频率；t表示风力施加到退役叶片本体的时刻。
21、本专利技术具有如下优点：设有底座支架，底座支架的上端面形成有摇摆避让条孔，底座支架的上方连接有退役叶片本体，退役叶片本体的内部设有摇摆支撑架，摇摆支撑架的侧部分布有压力发电机构；底座支架的内侧形成有避让空间，避让空间设有摇摆发电机构，摇摆发电机构包括摇摆转接轴、线性约束框架、线性圆周转换组件和发电机；摇摆支撑架的下端通过摇摆避让条孔连接摇摆转接轴的上端；摇摆转接轴的下端穿过线性约束框架连接线性圆周转换组件的动力输入端，线性圆周转换组件的动力输出端连接发电机；退役叶片本体通过风力挥舞摇摆以使压力发电机构和摇摆发电机构同时进行发电。本专利技术实现退役叶片的压力发电、挥舞摇摆发电，可以作为风电场的主电源或备用电源使用，为设备提供稳定的、可靠的、高效的电力供应，达到了退役叶片循环再利用的目的。
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1.基于水平轴风力机退役叶片的挥舞压力发电一体装置，其特征在于，包括底座支架（1），所述底座支架（1）的上端面形成有摇摆避让条孔（2），所述底座支架（1）的上方连接有退役叶片本体（3），所述退役叶片本体（3）的内部设有摇摆支撑架（4），所述摇摆支撑架（4）的侧部分布有压力发电机构（I）；
2.根据权利要求1所述的基于水平轴风力机退役叶片的挥舞压力发电一体装置，其特征在于，所述摇摆支撑架（4）包括第一支撑架（10）和第二支撑架（11），所述第一支撑架（10）的上端和所述第二支撑架（11）的下端连接；
3.根据权利要求1所述的基于水平轴风力机退役叶片的挥舞压力发电一体装置，其特征在于，所述底座支架（1）的上端分布有固定孔（14），所述退役叶片本体（3）的端部和所述底座支架（1）通过所述固定孔（14）采用螺栓固定；
4.根据权利要求1所述的基于水平轴风力机退役叶片的挥舞压力发电一体装置，其特征在于，所述摇摆发电机构（II）还包括U型转接架（15），所述U型转接架（15）的侧部和所述底座支架（1）的内侧连接；所述U型转接架（15）的内侧连接转换齿环（1
5.根据权利要求4所述的基于水平轴风力机退役叶片的挥舞压力发电一体装置，其特征在于，所述转换齿轮（17）和所述转换齿环（16）的啮合齿牙采用渐开线齿廓。
6.根据权利要求4所述的基于水平轴风力机退役叶片的挥舞压力发电一体装置，其特征在于，所述线性圆周转换组件（8）还包括上转接头（18）和下转接头（19），所述上转接头（18）连接在所述转换齿轮（17）的上部，所述下转接头（19）连接在所述转换齿轮（17）的下部；
7.根据权利要求6所述的基于水平轴风力机退役叶片的挥舞压力发电一体装置，其特征在于，所述线性约束框架（7）呈口字型，所述转换齿环（16）位于所述线性约束框架（7）的内侧；
8.根据权利要求7所述的基于水平轴风力机退役叶片的挥舞压力发电一体装置，其特征在于，所述线性约束框架（7）位于所述U型转接架（15）的内侧；所述发电机（9）通过螺栓和所述U型转接架（15）的底部连接。
9.根据权利要求1所述的基于水平轴风力机退役叶片的挥舞压力发电一体装置，其特征在于，将所述退役叶片本体（3）的挥舞一阶振型施加到所述退役叶片本体（3）上，所述退役叶片本体（3）的叶尖处的挥舞幅度最大，所述退役叶片本体（3）的叶根处的挥舞幅度最小，所述退役叶片本体（3）内部的所述摇摆支撑架（4）的长度达到所述退役叶片本体（3）的高阶频率处。
10.根据权利要求9所述的基于水平轴风力机退役叶片的挥舞压力发电一体装置，其特征在于，所述退役叶片本体（3）通过风力挥舞摇摆运动方程为：
...【技术特征摘要】
1.基于水平轴风力机退役叶片的挥舞压力发电一体装置，其特征在于，包括底座支架（1），所述底座支架（1）的上端面形成有摇摆避让条孔（2），所述底座支架（1）的上方连接有退役叶片本体（3），所述退役叶片本体（3）的内部设有摇摆支撑架（4），所述摇摆支撑架（4）的侧部分布有压力发电机构（i）；
2.根据权利要求1所述的基于水平轴风力机退役叶片的挥舞压力发电一体装置，其特征在于，所述摇摆支撑架（4）包括第一支撑架（10）和第二支撑架（11），所述第一支撑架（10）的上端和所述第二支撑架（11）的下端连接；
3.根据权利要求1所述的基于水平轴风力机退役叶片的挥舞压力发电一体装置，其特征在于，所述底座支架（1）的上端分布有固定孔（14），所述退役叶片本体（3）的端部和所述底座支架（1）通过所述固定孔（14）采用螺栓固定；
4.根据权利要求1所述的基于水平轴风力机退役叶片的挥舞压力发电一体装置，其特征在于，所述摇摆发电机构（ii）还包括u型转接架（15），所述u型转接架（15）的侧部和所述底座支架（1）的内侧连接；所述u型转接架（15）的内侧连接转换齿环（16）；
5.根据权利要求4所述的基于水平轴风力机退役叶片的挥舞压力发电一体装置，其特征在于，所述转换齿轮（17）和所述转换齿环（16）的啮合齿牙采用渐开线齿廓。
【专利技术属性】
技术研发人员：张立栋，冯正聪，李国浩，赵禹泽，徐一民，遇晓禹，王擎，洪文鹏，田史琳，宋长鹏，
申请(专利权)人：东北电力大学，
类型：发明
国别省市：
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