一种深海洋流波动能压电发电装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种深海洋流波动能压电发电装置，该装置包括箱体、扇叶结构、连接杆；箱体为内部为空腔的正方体，并在正方体的每个外表面上均与连接杆的一端固定连接，连接杆的另一端与扇叶结构连接；每个扇叶结构均包括四个压电发电部和固定部，且压电发电部均匀的布置在固定部的外侧面上；每个压电发电部均包括与固定部的外侧面固定连接的平板、与平板固定连接的S形扇叶以及在平板的上下表面贴压的压电陶瓷片；本发明专利技术提供的装置在工作时，箱体、扇叶结构、连接杆构成多自由度运动系统，在洋流波动能的激励下产生相对运动，并通过压电陶瓷片的正压电效应实现机械能到电能的转换，填补自供电深海探测器的空缺，且运动方式多，能量利用率高。

A Piezoelectric Power Generator with Deep Ocean Current Wave Energy

The invention discloses a piezoelectric power generation device for deep ocean current fluctuation energy, which comprises a box body, a fan blade structure and a connecting rod; the box body is a cube with a cavity inside, and is fixed at one end of the connecting rod on each outer surface of the cube, and the other end of the connecting rod is connected with the fan blade structure; each fan blade structure includes four piezoelectric power generating parts and a fixed part, and piezoelectric. The power generating unit is evenly arranged on the outer side of the fixed part; each piezoelectric power generating unit includes a flat plate fixed to the outer side of the fixed part, a S-shaped fan blade fixed to the flat plate and a piezoelectric ceramic sheet pressed on the upper and lower surfaces of the flat plate; while the device provided by the invention works, the box body, the fan blade structure and the connecting rod constitute a multi-degree-freedom motion system, and the fluctuation energy of ocean current is obtained. Relative motion is generated under excitation, and the conversion of mechanical energy to electrical energy is realized through the positive piezoelectric effect of piezoelectric ceramic patches, which fills in the vacancy of self-powered deep-sea detectors with many motion modes and high energy utilization.

【技术实现步骤摘要】
一种深海洋流波动能压电发电装置
本专利技术涉及洋流波动能发电
，特别涉及一种深海洋流波动能压电发电装置。
技术介绍
洋流波动能是海洋能源中蕴藏最为丰富的能源之一，且以机械能形式存在，开发过程对环境影响小，是品质最高的海洋能。随着现代科技的发展，各种基于压电的海面漂浮式的自供电探测器被提出，但是上述自供电探测器的发电机原理复杂，运动方式少，能量利用率低，且只适用于海面漂浮发电。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种深海洋流波动能压电发电装置，填补自供电深海探测器的空缺，且运动方式多，能量利用率高。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种深海洋流波动能压电发电装置，所述深海洋流波动能压电发电装置包括箱体、扇叶结构以及连接杆；所述箱体为内部为空腔的正方体，并在所述正方体的每个外表面上均与所述连接杆的一端固定连接，所述连接杆的另一端与所述扇叶结构连接；每个所述扇叶结构均包括四个压电发电部和固定部，且所述压电发电部均匀的布置在所述固定部的外侧面上；每个所述压电发电部均包括与所述固定部的外侧面固定连接的平板、与所述平板固定连接的S形扇叶以及在所述平板的上下表面贴压的压电陶瓷片；工作时，所述箱体、所述扇叶结构、所述连接杆构成多自由度运动系统，在洋流波动能的激励下产生相对运动，并通过所述压电陶瓷片的正压电效应实现机械能到电能的转换。可选的，所述平板的一端与所述固定部的外侧面连接，所述平板的另一端与所述S形扇叶贴合，且所述平板与所述S形扇叶形成一体结构；所述平板为长方体薄板，所述S形扇叶是由两个沿轴向拉伸的弧组合而成；所述平板的尺寸、所述S形扇叶的尺寸均依照与其他所述压电发电部不发生位置干涉为原则进行调整。可选的，所述平板的尺寸为5cm×3cm×1cm；所述S形扇叶的弧的半径为4cm，且所述弧对应的圆心角为120度；所述S形扇叶的宽为3cm。可选的，所述深海洋流波动能压电发电装置还包括传感器探测系统和声波通讯系统；所述传感器探测系统和所述声波通讯系统均固定在所述箱体的外表面上，且均与所述扇叶结构连接；所述传感器探测系统用于获取深海的水文信息；所述声波通讯系统用于将采集的所述水文信息通过发射声波发送至深海空间站或者潜艇；其中，所述传感器探测系统包括温度传感器、盐度传感器和压力传感器。可选的，所述深海洋流波动能压电发电装置还包括轴承；所述连接杆的一端通过所述轴承嵌套在所述固定部内，所述连接杆的另一端与所述箱体固定连接。可选的，所述箱体为密封结构；在所述箱体的内部空腔的中间位置上安装蓄水柜，并通过调整所述箱体内所述蓄水柜的水量来调整所述箱体在海内的深度。可选的，所述箱体的尺寸、所述蓄水柜的尺寸均是根据实际情况调整。可选的，所述箱体的外部尺寸为20cm×20cm×20cm，所述箱体的内部空腔的厚度为2cm；所述蓄水柜为正方体；所述蓄水柜的外部尺寸为10cm×10cm×10cm。可选的，所述连接杆与所述扇叶结构的结合处、所述箱体与所述连接杆的结合处均采用密封结构。可选的，所述扇叶结构和所述连接杆的数量均为6个；每个所述扇叶结构的大小、形状均相同，且相互之间不发生位置干涉。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术提供了一种深海洋流波动能压电发电装置，该装置包括箱体、扇叶结构以及连接杆；箱体为内部为空腔的正方体，并在正方体的每个外表面上均固定连接连接杆的一端，且连接杆的另一端还与扇叶结构连接；每个所述扇叶结构均包括四个压电发电部和固定部，且压电发电部均匀的布置在固定部的外侧面上；每个所述压电发电部均包括与固定部的外侧面固定连接的平板、与平板固定连接的S形扇叶以及在平板的上下表面贴压的压电陶瓷片；本专利技术提供的装置在工作时，箱体、扇叶结构、连接杆构成多自由度运动系统，在洋流波动能的激励下产生相对运动，并通过所述压电陶瓷片的正压电效应实现机械能到电能的转换，填补自供电深海探测器的空缺，且运动方式多，能量利用率高。此外，本专利技术不受地形限制，设置于深海，不占用海岸、海面，具有结构简单紧凑，便于安装实施的特点，造价低，适宜大批量生产，有利于推广应用。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例深海洋流波动能压电发电装置的结构示意图；图2为本专利技术深海洋流波动能压电发电装置中扇叶结构的结构示意图；图3为本专利技术深海洋流波动能压电发电装置中压电发电部的结构示意图；图4为本专利技术压电陶瓷片的变形示意图一；图5为本专利技术压电陶瓷片的变形示意图二；图6为本专利技术深海洋流波动能压电发电装置沿X方向运动过程示意图；图7为本专利技术深海洋流波动能压电发电装置沿Y方向运动过程示意图；图8为本专利技术深海洋流波动能压电发电装置沿Z方向运动过程示意图。其中，扇叶结构1、箱体2、连接杆3、传感器探测系统4、声波通讯系统5、蓄水柜6、平板101、S形扇叶102、压电陶瓷片103、压电发电部S。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是提供一种深海洋流波动能压电发电装置，填补自供电深海探测器的空缺，且运动方式多，能量利用率高。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。本专利技术的海洋流波动能压电发电装置应用于深海中的水域，充分利用洋流波动能并将其转换成电能。图1为本专利技术实施例深海洋流波动能压电发电装置的结构示意图。如图1所示，本专利技术实施例提供的深海洋流波动能压电发电装置包括扇叶结构1、箱体2、连接杆3、传感器探测系统4、声波通讯系统5、轴承。所述箱体2为内部为空腔的正方体，并在所述正方体的每个外表面上均与所述连接杆3的一端固定连接，所述连接杆3的另一端通过轴承嵌套在所述扇叶结构1的固定部内。与箱体2连接的六个方向的扇叶结构1、连接杆3的形状、大小、结构和功能完全一致。具体为：所述扇叶结构1一共有六个，都通过轴承与连接杆3的另一端相连接且分布在箱体2的六个面上，所述扇叶结构1的大小、形状、结构和功能相同，且相互之间不发生位置干涉。所述连接杆3一共有六个，分布于箱体2的六个不同面，连接杆3的一端和所述箱体2固连，另一端通过轴承与所述扇叶结构1相连。所述连接杆3的大小、形状、结构和功能相同，且相互之间不发生位置干涉。每个所述压电发电部均包括与所述固定部的外侧面固定连接的平板101、与所述平板固定连接的S形扇叶102以及在所述平板101的上下表面贴压的压电陶瓷片103。多个压电发电部互不影响。所述压电陶瓷片103均沿着厚度方向极化。扇叶结构1、箱体2、连接杆3均采用耐腐蚀的材料而且绝缘，增加扇叶结构1、箱体2、连接杆3在水中的使用寿命。所述箱体2的表面上装配有传感器探测系统4；传感器探测系统4，包括温度传感器、盐度传感器和压力传感器等，用来获取深本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种深海洋流波动能压电发电装置，其特征在于，所述深海洋流波动能压电发电装置包括箱体、扇叶结构以及连接杆；所述箱体为内部为空腔的正方体，并在所述正方体的每个外表面上均与所述连接杆的一端固定连接，所述连接杆的另一端与所述扇叶结构连接；每个所述扇叶结构均包括四个压电发电部和固定部，且所述压电发电部均匀的布置在所述固定部的外侧面上；每个所述压电发电部均包括与所述固定部的外侧面固定连接的平板、与所述平板固定连接的S形扇叶以及在所述平板的上下表面贴压的压电陶瓷片；工作时，所述箱体、所述扇叶结构、所述连接杆构成多自由度运动系统，在洋流波动能的激励下产生相对运动，并通过所述压电陶瓷片的正压电效应实现机械能到电能的转换。

【技术特征摘要】
1.一种深海洋流波动能压电发电装置，其特征在于，所述深海洋流波动能压电发电装置包括箱体、扇叶结构以及连接杆；所述箱体为内部为空腔的正方体，并在所述正方体的每个外表面上均与所述连接杆的一端固定连接，所述连接杆的另一端与所述扇叶结构连接；每个所述扇叶结构均包括四个压电发电部和固定部，且所述压电发电部均匀的布置在所述固定部的外侧面上；每个所述压电发电部均包括与所述固定部的外侧面固定连接的平板、与所述平板固定连接的S形扇叶以及在所述平板的上下表面贴压的压电陶瓷片；工作时，所述箱体、所述扇叶结构、所述连接杆构成多自由度运动系统，在洋流波动能的激励下产生相对运动，并通过所述压电陶瓷片的正压电效应实现机械能到电能的转换。2.根据权利要求1所述的深海洋流波动能压电发电装置，其特征在于，所述平板的一端与所述固定部的外侧面连接，所述平板的另一端与所述S形扇叶贴合，且所述平板与所述S形扇叶形成一体结构；所述平板为长方体薄板，所述S形扇叶是由两个沿轴向拉伸的弧组合而成；所述平板的尺寸、所述S形扇叶的尺寸均依照与其他所述压电发电部不发生位置干涉为原则进行调整。3.根据权利要求2所述的深海洋流波动能压电发电装置，其特征在于，所述平板的尺寸为5cm×3cm×1cm；所述S形扇叶的弧的半径为4cm，且所述弧对应的圆心角为120度；所述S形扇叶的宽为3cm。4.根据权利要求1所述的深海洋流波动能压电发电装置，其特征在于，所述深海洋流波动能压电发电装置还包括传感器探测系统和声波通讯系统；所述传感器探测系...

【专利技术属性】
技术研发人员：张泉，沈鑫，蒲华燕，汪小帆，罗均，彭艳，孙翊，杨毅，谢少荣，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海,31