[实用新型]基于多稳态驰振的流体能量捕获器

说明书

本实用新型公开的基于多稳态驰振的流体能量捕获器，包括竖直相对放置的两个机架和钝体支架，钝体支架的水平底板中央固接钝体，钝体带动钝体支架的两个侧板分别在两个机架上运动，每个机架的外侧壁上安装有限位组件，用于钝体支架的两个侧板上下运动的限位，每个机架的侧壁下端均固接弹性组件的一端，用于提供钝体运动的恢复力，弹性组件的另一端固接在钝体支架的水平底板的两端，钝体支架的一侧板上部固接驱动组件，驱动组件连接转子发电机。本实用新型公开的发电装置，采用多稳态振动模式，可让钝体在较小的流体激振力作用下产生大幅运动，使钝体在多个平衡点间往复运动，从而带动发电机输出更多的电能。

技术领域

本实用新型属于流体发电设备技术领域，具体涉及基于多稳态驰振的流体能量捕获器。

背景技术

目前，随着低功耗无线传感器件和信息物流网的迅速发展，长期有效供电问题日益成为微型传感器实用化、产业化的一大障碍。化学电池由于寿命短、相对体积较大、需要更换或充电、易造成环境污染等明显缺陷已无法满足其发展的需要。可再生能源的利用和开发受到各国高度重视，海洋流、河流以及各种城市管路中的水流广泛存在于我们生活环境中，这些流体能量不仅触手可及，而且具有分布广泛和绿色可再生性，可作为一种优质的能量来源，存在巨大的开发潜能。因此，将这些流体动能有效地转化为电能，为无线传感器系统或微机电系统实现自供电，具有重要的工程应用价值。

传统使用流体动能转化为电能的装置，多采用桨叶式结构，如水轮机和风力机等，虽然发电量较大且技术相对成熟，但桨叶式发电装置为微型传感器供电时存在难于进行比例小型化、流体启动速度较高等缺点。当流体速度较低或者变化范围较大时，利用传统的流体动能发电技术进行电能获取存在较大困难。因此，突破依赖电池供电以及电力长距离输送的发展瓶颈，寻找新型可替代的电源具有非常重要的意义。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供基于多稳态驰振的流体能量捕获器，解决了传统桨叶式结构难于小型化、结构复杂的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，基于多稳态驰振的流体能量捕获器，其特征在于，包括竖直相对放置的两个机架和钝体支架，钝体支架包括竖直相对的两个侧板和两侧板中央一体成型的水平底板，钝体支架的水平底板中央固接钝体，钝体带动钝体支架的两个侧板分别在两个机架上运动，每个机架的外侧壁上均安装一组竖直方向的直线导轨，用于防止钝体带动钝体支架上下运动过程中发生卡顿，两个机架的侧壁底部与钝体支架两个侧板相对的底部之间安装有磁性组件，用于为钝体运动提供非线性恢复力，钝体支架的一侧板上部固接驱动组件，驱动组件连接转子发电机。

本实用新型的其他特点还在于，

两个机架之间固接水平连接板，水平连接板上放置转子发电机，转子发电机的外壳通过螺栓固接在连接板上。

驱动组件包括安装在钝体支架一侧板上部的齿条，齿条包括相互平行的齿条A和齿条B，齿条A啮合齿轮A，齿条B啮合齿轮B，齿轮A和齿轮 B连接在轴上，齿轮A和轴连接处安装有单向超越离合器A，齿轮B与轴连接处安装有单向超越离合器B，轴固定连接增速器的输入轴，增速器的输出轴通过联轴器连接转子发电机。

两个机架的侧壁底部与钝体支架两个侧板相对的底部之间安装有磁性组件，用于为钝体运动提供非线性恢复力。

磁性组件包括单个永磁体A，永磁体A固接在钝体支架相对的两侧板侧壁底部，两个机架侧壁底部固接竖直并列固接有多个永磁体B，永磁体A与永磁体B相对。

永磁体B的个数为3个或4个。

本实用新型的有益效果是，基于多稳态驰振的流体能量捕获器，解决了传统桨叶式结构难于小型化、结构复杂的问题。相比于传统的发电装置具有以下优势：