[发明专利]基于微型水斗与PVDF膜压电技术的复合雨水发电装置

权利要求书

1.基于微型水斗与PVDF膜压电技术的复合雨水发电装置，其特征在于，它包括排雨管道（6）的入水口设置水位自动控制单元，在水位自动控制单元的下方设置微型水斗发电单元，在排雨管道（6）的出水口设置PVDF压电模块发电单元；

水位自动控制单元包括浮球（1）、V型连杆（2）、具有通孔的隔板（5）、阀门（3）和磁铁（4），

V型连杆（2）固定在排雨管道（6）的内侧壁上，V型连杆（2）的上分支和下分支沿固定在排雨管道（6）的支点上下转动，V型连杆（2）下方设置有具有通孔的隔板（5），

具有通孔的隔板（5）嵌入排雨管道（6）的内腔，阀门（3）与具有通孔的隔板（5）上的通孔相配合，阀门（3）的固定端与具有通孔的隔板（5）连接，阀门（3）的自由端通过绳索与V型连杆（2）的下分支连接；阀门（3）的自由端还通过绳索与浮球（1）的下端连接；磁铁（4）设置在具有通孔的隔板（5）上表面的阀门（3）固定端位置；

微型水斗发电单元包括微型水斗轮毂（8）、m个微型水斗叶片（7）、主动轮（14）、从动轮（12）、皮带（13）和水斗发电电路（11）；m为大于或等20的正整数；

沿微型水斗轮毂（8）圆周均匀设置m个微型水斗叶片（7），所有微型水斗叶片（7）的凹槽朝向一致，且保证任一时刻均有位于具有通孔的隔板（5）的通孔下方的微型水斗叶片（7），通孔下方的微型水斗叶片（7）的凹槽朝上；

微型水斗轮毂（8）的主轴上设置主动轮（14）、从动轮（12）设置在排雨管道（6）的外侧壁上，主动轮（14）和从动轮（12）之间通过皮带（13）配合联动；从动轮（12）的动能输出端连接水斗发电电路（11）的动能输入端，水斗发电电路（11）输出电能；

PVDF压电模块发电单元包括PVDF压电膜（10）和PVDF发电电路（9），PVDF压电膜（10）设置在微型水斗发电单元下方，并嵌入排雨管道（6）内，PVDF压电膜（10）与具有通孔的隔板（5）平行；PVDF压电膜（10）的雨水震动动能输出端连接PVDF发电电路（9）的动能输入端，PVDF发电电路（9）输出电能。

2.根据权利要求1所述基于微型水斗与PVDF膜压电技术的复合雨水发电装置，其特征在于，浮球（1）的密度小于雨水的密度。

3.根据权利要求1所述基于微型水斗与PVDF膜压电技术的复合雨水发电装置，其特征在于，m=24。

4.根据权利要求1所述基于微型水斗与PVDF膜压电技术的复合雨水发电装置，其特征在于，具有通孔的隔板（5）的孔径为3cm～5cm。

5.根据权利要求1所述基于微型水斗与PVDF膜压电技术的复合雨水发电装置，其特征在于，水斗发电电路（11）包括线圈和一对磁极，线圈设置在一对磁极之间，从动轮（12）的输出轴带动线圈旋转，从线圈的滑环输出电能。

6.根据权利要求1所述基于微型水斗与PVDF膜压电技术的复合雨水发电装置，其特征在于，PVDF发电电路（9）包括MAX1672稳压芯片、压电膜输出交流电源VS、蓄电池DS、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电解电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、线圈L1、二极管D1、二极管D1、二极管D2、二极管D3、稳压二极管D4和稳压二极管D5；

压电膜输出交流电源VS的一端同时连接电容C1的一端、电阻R1的一端、电容C2的一端和二极管D1的正极相连；

电容C2的另一端同时连接二极管D2的负极和二极管D3的正极相连；二极管D1的负极同时连接二极管D2的正极管电容C3的一端；

二极管D3的负极同时连接电容C4的一端、稳压二极管D4的负极、电解电容C5的正极、电容C6的一端、电阻R2的一端、线圈L1的一端和MAX1672稳压芯片的IN管脚相连；

C1的另一端、电阻R1的另一端、电容C3的另一端、电容C4的另一端、稳压二极管D4的正极和电解电容C5的负极连接在一起，并接地；

电容C6的另一端接地；

电阻R2的另一端同时连接电阻R3的一端和MAX1672稳压芯片的PGI管脚；电阻R3的另一端接地；

线圈L1的另一端同时和MAX1672稳压芯片的LX管脚和稳压二极管D5的正极相连；

稳压二极管D5的负极同时与MAX1672稳压芯片的PS管脚和电容C8的一端相连；电容C8的另一端接地；

MAX1672稳压芯片的ONA管脚、ONB管脚、3/5管脚和ILIM管脚连接在一起，并接地；

MAX1672稳压芯片的OUT管脚同时连接电阻R4的一端、电阻R5的一端、电容C9的一端和蓄电池DS的正极电源端相连；

电阻R4的另一端和电阻R5的另一端连接在一起，并连接MAX1672稳压芯片的PGO管脚；

电容C9的另一端和蓄电池DS的负极电源端相连，并接地；

电阻R4的另一端还与电阻R6的一端和MAX1672稳压芯片的FB管脚相连；

电阻R6的另一端同时与MAX1672稳压芯片的GND管脚、PGND管脚和电容C7的一端相连；并接地；

电容C7的另一端与MAX1672稳压芯片的REF管脚相连。