[发明专利]一种基于流致振动的双向能量采集装置

摘要

本发明公开了一种基于流致振动的双向能量采集装置。该装置包括刚性翼段、转轴和两组压电梁，刚性翼段与转轴用非线性扭转弹簧连接，转轴和基础之间由固支为“L”型的压电梁架固支连接；当来流速度超过结构的临界速度后，刚性翼段在俯仰、沉浮和阻力方向上产生流致振动，此时压电梁能够采集到沉浮和阻力两个方向的弯曲机械能。与现有技术相比，本发明在能量采集时额外利用了周期性变化的结构阻力，以及相应的振动机械能，进而提高总体电能输出。

主权项

一种基于流致振动的双向能量采集装置，其特征在于：包括刚性翼段、转轴、压电梁A、压电梁B、压电梁C和压电梁D，转轴通过非线性扭转弹簧连接在刚性翼段上，并且转轴平行于刚性翼段轴线方向贯穿所述刚性翼段；压电梁A和压电梁B沿来流方向布置，对称连接在刚性翼段两端伸出的转轴上；压电梁C和压电梁D分别垂直于压电梁A和压电梁B，并且压电梁C和压电梁D均垂直于转轴；所述压电梁C的一端与压电梁A呈90°固支形成“L”型压电梁架，另一端固支在基础上；所述压电梁D的一端与压电梁B呈90°固支形成“L”型压电梁架，另一端固支在基础上；整个结构放置于水平来流中，当流速超过刚性翼段的颤振临界值时，刚性翼段在俯仰、沉浮和阻力方向自发产生极限环振动，带动四个压电梁的往复弯曲振动，实现对沉浮和阻力方向振动的双向能量采集。