[发明专利]利用扑翼的俯仰-摇摆耦合运动采集风能的发电装置

说明书

本发明涉及一种利用扑翼的俯仰‑摇摆耦合运动采集风能的发电装置，包括摇臂，其上部铰接有伸缩装置，摇臂下部设置有配合其的摇摆运动以来回转动的气缸结构，气缸结构内具有密封的腔室；扑翼，其可活动地套设在摇臂的上部，伸缩装置的另一端与扑翼的一侧边铰接；以及磁流体发电机，其包括C形永磁铁、与C形永磁铁相对设置的磁场的磁流体以及通过电路与磁流体连接的电极，C形永磁铁套设在气缸结构外，磁流体设置在腔室内且其随着气缸结构做来回转动的过程中切割C形永磁铁产生的磁场从而产生电压和电流，电压和电流通过电极输出。本发明结构简单且紧凑，其通过风能提供主要动力进行发电，节约了能源且能进行有效发电。

技术领域

本发明涉及发电装置的技术领域，具体涉及一种利用扑翼的俯仰-摇摆耦合运动采集风能的发电装置。

背景技术

随着人口增长、经济发展和社会进步，人们对能源的需求日益增长，但是传统化石能源日渐枯竭，其开采成本和价格会逐渐提高。因此，可再生能源的开发利用是当今及未来相当长时间内能源发展的主题。可再生能源包括太阳能、风能、水能(专指河流水能)和海洋能等等，其中风能是仅次于太阳能的第二大可再生能源，蕴含量巨大且具有大规模开发利用的潜质。全球风能储量约为2.84万亿，其中可利用量约为600亿kW左右，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍左右。全球及我国的风能储量巨大，是当前占比最大和增长最快的可再生能源。但是风能实际利用量只占储量的很小一部分，其中可利用的风能资源占全球风能储备不到10％。

目前人类对风能的利用主要是基于传统的旋转透平机械，旋转透平机械对高品质流体动能的转化利用具有明显的优势。但是基于传统旋转透平机械的流体动能转化技术手段和装备也存在一定的局限性：旋转翼风机也只能在稳定高速的风场中才有经济效益，并且目前的风机只能采集靠近地面及海平面一层的风能；大直径的风机由于翼尖速度较高，其噪声导致大直径风机只能安装在无人区，大规模的风电场甚至会影响到鸟类的迁徙。旋转翼风机的这些缺陷限制了人类对风能，尤其是高空风能的深入开发利用。高空风能的开发利用面临巨大的技术挑战，发展适用于高空风能采集的、高效紧凑的发电装置逐渐成为学术界和工程界关注的焦点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用扑翼的俯仰-摇摆耦合运动采集风能的发电装置，该发电装置能够采集风能进行发电，该发电装置结构紧凑且能进行有效的发电。

本发明解决上述技术问题所采用的方案是：

一种利用扑翼的俯仰-摇摆耦合运动采集风能的发电装置，包括：

摇臂，其上部铰接有伸缩装置，所述摇臂下部设置有配合其的摇摆运动以做顺时针或逆时针转动的气缸结构，所述气缸结构包括与所述摇臂下部固定连接的第一弧形推杆、与所述摇臂下部固定连接且与所述第一弧形推杆背向设置的第二弧形推杆、连接所述第一弧形推杆和所述第二弧形推杆的缸体，所述第一弧形推杆、所述缸体以及所述第二弧形推杆依次连接围合形成环形结构，所述第一弧形推杆与所述缸体通过第一活塞连接，所述第二弧形推杆与所述缸体通过第二活塞连接，所述第一活塞与所述缸体上远离所述第二活塞的端侧之间以及所述第二活塞与所述缸体上远离所述第一活塞的端侧之间均密封有可压缩气体，所述第一活塞和所述第二活塞在所述缸体内围合形成具有容置空间的腔室；

扑翼，其活动地套设在所述摇臂的上部，所述伸缩装置的一端与所述摇臂的下部铰接，所述伸缩装置的另一端与所述扑翼的一侧边铰接；以及

磁流体发电机，其包括C形永磁铁、与所述C形永磁铁相对设置且用于切割所述C形永磁铁产生的磁场的磁流体以及通过电路与所述磁流体连接的电极，所述C形永磁铁套设在所述缸体外与所述磁流体对应处，所述磁流体设置在所述气缸结构的所述腔室内且其随着所述气缸结构做顺时针或逆时针转动的过程中切割所述C形永磁铁产生的磁场从而产生电压和电流，电压和电流通过所述电极输出。

进一步地，所述伸缩装置包括与所述摇臂和所述扑翼分别铰接的液压杆以及与所述液压杆通过集成油路和软管连接的液压油泵，所述液压油泵设置在地基上。