【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种利用涡激振动的自适应能量收集装置。
技术介绍
1、如今，全球对于可再生能源的需求正在不断增长，如何来实现对水流、风能等可再生能源的高效利用，减少对传统能源的依赖，推动可持续发挥成为关注的重点。当流体通过某个结构时，由于流体的不稳定性，会形成涡旋并引起结构的振动，即涡激振动。通过将流体中的涡激振动转化为电能，将大大提高对流体可再生资源的利用率。基于此，本专利技术通过利用涡激振动进行能力收集的自适应能量收集装置。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种利用涡激振动的自适应能量收集装置，本专利技术不仅可以将流体涡激振动能转化为电能并进行存储，还可以对方向多变的流体进行自适应调整，实现能量转换效率的最大化。
2、本专利技术是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种利用涡激振动的自适应能量收集装置。
3、本专利技术所采用的技术方案有：
4、一种利用涡激振动的自适应能量收集装置，包括
5、机座；
6、涡街产生单元，所述涡街产生单元包括第一扰流体、第二扰流体、第三扰流体和安装架，所述安装架可转动的设于机座上，第二扰流体和第三扰流体均为半圆柱状，第二扰流体和第三扰流体呈对称布置在安装架上， 两个第一扰流体沿着第二扰流体轴向对称布置在第二扰流体中圆弧面的两侧，在第三扰流体圆弧面的中心位置处设有圆弧凹槽；
7、压电薄膜发电单元，所述压电薄膜发电单元与安装架固定并位于圆弧凹槽一侧。
8、进一步地
9、进一步地，两个第一扰流体与第二扰流体圆心之间的夹角为130°。
10、进一步地，所述安装架包括安装板和u形架，两块安装板上下平行布置，涡街产生单元固定于两安装板之间，且第一扰流体或第二扰流体的轴线与安装板垂直，u形架的两个支脚分别与两安装板固定。
11、进一步地，所述压电薄膜发电单元包括安装板和pvdf压电薄膜，所述安装板与u形架固定连接，且安装板与第三扰流体上的平面相垂直，pvdf压电薄膜固定在安装板的前后侧面上。
12、进一步地，所述第三扰流体上设有排线孔，压电薄膜发电单元中的引线穿设于所述排线孔内。
13、进一步地，所述机座上设有电机，安装架上固定有转轴，电机与所述转轴固定连接。
14、进一步地，所述装置还包括风向标组件，所述风向标组件包括风向标、轴套和角度传感器，所述轴套通过轴承与安装架的转轴转动连接，风向标和角度传感器均固定在轴套上，角度传感器检测风向标的所在角度，并将角度信号传输给电机，电机根据所述角度信号，调整涡街产生单元，使得压电薄膜发电单元与风向标的箭头方向平行。
15、进一步地，所述角度传感器为旋转电位器。
16、本装置通过涡发生器产生的卡门涡街，在压电薄膜发电单元的两侧涡团的脱落，从而带动pvdf压电薄膜产生振动，利用pvdf压电薄膜对风能进行能量采集。由于环境中的风场是随时发生变化，为最大效率的采集环境中的风能，应使装置始终处于环境风的来流方向，为此设计了风向标组件，并利用角位置传感器测量风向标的角度变化，再将旋转角度输入到控制器中。控制器将输入的角度信号进行识别处理，再驱动电机旋转，使装置始终顺应环境风的来流方向，本专利技术使用效果好，结构设计合理。
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1.一种利用涡激振动的自适应能量收集装置，其特征在于：包括
2.如权利要求1所述的利用涡激振动的自适应能量收集装置，其特征在于：所述第一扰流体（21）为圆柱形结构，第一扰流体（21）的半径为第二扰流体（22）半径的1/8，第二扰流体（22）和第三扰流体（23）的半径相等。
3.如权利要求1所述的利用涡激振动的自适应能量收集装置，其特征在于：两个第一扰流体（21）与第二扰流体（22）圆心之间的夹角为130°。
4.如权利要求1所述的利用涡激振动的自适应能量收集装置，其特征在于：所述安装架（24）包括安装板（241）和U形架（242），两块安装板（241）上下平行布置，涡街产生单元（2）固定于两安装板（241）之间，且第一扰流体（21）或第二扰流体（22）的轴线与安装板（241）垂直，U形架（242）的两个支脚分别与两安装板（241）固定。
5.如权利要求4所述的利用涡激振动的自适应能量收集装置，其特征在于：所述压电薄膜发电单元（3）包括安装板（31）和PVDF压电薄膜（32），所述安装板（31）与U形架（242）固定连接，且安装板（3
6.如权利要求1所述的利用涡激振动的自适应能量收集装置，其特征在于：所述第三扰流体（23）上设有排线孔（230），压电薄膜发电单元（3）中的引线穿设于所述排线孔（230）内。
7.如权利要求1所述的利用涡激振动的自适应能量收集装置，其特征在于：所述安装架（24）上固定有转轴，电机与所述转轴固定连接。
8.如权利要求7所述的利用涡激振动的自适应能量收集装置，其特征在于：所述所述风向标组件还包括轴套（42），所述轴套（42）通过轴承与安装架（24）的转轴转动连接，风向标（41）和角度传感器（43）均固定在轴套（42）上，角度传感器（43）检测风向标（41）的所在角度，并将角度信号传输给电机，电机根据所述角度信号，调整涡街产生单元（2），使得压电薄膜发电单元（3）与风向标（41）的箭头方向平行。
9.如权利要求8所述的利用涡激振动的自适应能量收集装置，其特征在于：所述角度传感器（43）为旋转电位器。
...【技术特征摘要】
1.一种利用涡激振动的自适应能量收集装置，其特征在于：包括
2.如权利要求1所述的利用涡激振动的自适应能量收集装置，其特征在于：所述第一扰流体（21）为圆柱形结构，第一扰流体（21）的半径为第二扰流体（22）半径的1/8，第二扰流体（22）和第三扰流体（23）的半径相等。
3.如权利要求1所述的利用涡激振动的自适应能量收集装置，其特征在于：两个第一扰流体（21）与第二扰流体（22）圆心之间的夹角为130°。
4.如权利要求1所述的利用涡激振动的自适应能量收集装置，其特征在于：所述安装架（24）包括安装板（241）和u形架（242），两块安装板（241）上下平行布置，涡街产生单元（2）固定于两安装板（241）之间，且第一扰流体（21）或第二扰流体（22）的轴线与安装板（241）垂直，u形架（242）的两个支脚分别与两安装板（241）固定。
5.如权利要求4所述的利用涡激振动的自适应能量收集装置，其特征在于：所述压电薄膜发电单元（3）包括安装板（31）和pvdf压电薄膜（32），所述安装板（31）与u形架（242）固...
【专利技术属性】
技术研发人员：张丹，赵玮，张灿炜，郑焱，贝绍轶，张兰春，杭卫星，王天波，杨军，万超一，恽航，
申请(专利权)人：江苏理工学院，
类型：发明
国别省市：
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