一种风力驱动的电磁-摩擦复合式能量采集器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种风力驱动的电磁

【技术实现步骤摘要】
一种风力驱动的电磁
‑
摩擦复合式能量采集器


[0001]本技术涉及发电
，具体涉及一种风力驱动的电磁
‑
摩擦复合式能量采集器。

技术介绍

[0002]目前，人类可在环境能量获取与转换的微能源技术主要包括将太阳能、风能、热能、振动能等能源。太阳能技术相对成熟，但在阴、云、雨天气难以实施，且仍然存在高成本、转换率低的问题，特别是在森林中难以实施安放，且森林面积巨大，人工巡护监测林火存在主观性、监测死角等问题，安放无人值守监测设备又存在能源供给的实际问题。
[0003]除太阳能外，风能是一种没有公害的能源，利用风力发电非常环保，且能够产生的电能非常巨大，由于我国幅员辽阔，森林、树林广阔，森林中蕴含的风能资源十分丰富，并且能够适应多种天气环境，不受昼夜限制，是一种适合新形势下我国的发电方式。
[0004]当前所对应的微能源采集发电机主要有电磁发电机、摩擦纳米发电机、热电发电机等，电磁发电机存在高频率下收集稳定的特点，摩擦纳米发电机存在低频率下收集稳定的特点；
[0005]且小型的风能收集装置根据机械结构和工作原理可分为转动式和风致振动式两类：转动式风能收集器利用气流带动扇叶或涡轮旋转，然后结合电磁发电或压电换能器将风能转换为电能；风致振动式风能收集器是利用涡激振动、颤振等风致振动机理将风能转换成机械振动能，然后通过电磁式、压电式、静电式等振动能量收集技术实现风能到电能的转换，但是能量收集效率不高。由于转动式风能收集器的输出功率高，风能利用率高而被广泛应用，但是转动式风能收集器的能量收集方式比较单一，一般只采用电磁转换方式发电，通用性低，环境兼容性较差。由于转动式和风致振动式均存在着不足，亟需一种效率高，通用性高，环境兼容性强的能量收集器。

技术实现思路

[0006]本技术针对上述问题，提供一种风力驱动的电磁
‑
摩擦复合式能量采集器，解决了现有的风能收集装置效率低，通用性低，环境兼容性差的问题。
[0007]本技术采用的技术方案为：一种风力驱动的电磁
‑
摩擦复合式能量采集器，包括能量驱动件和发电单元体；所述能量驱动件两侧分别安装有发电单元体，所述发电单元体通过能量驱动件驱动其工作；
[0008]所述能量驱动件包括风杯、十字型传动轴和底座；所述底座上竖直设有转动连接的十字型传动轴，所述十字型传动轴竖臂底端与底座转动连接，所述十字型传动轴竖臂顶端设有风杯，所述十字型传动轴横臂两端分别安装有第一滚动轴承，两个所述发电单元体分别安装在底座两侧；
[0009]所述第一滚动轴承滚动驱动其发电单元体工作。
[0010]进一步地，两个所述第一滚动轴承分别通过轴承支架安装在十字型传动轴横臂两
端。
[0011]更进一步地，所述底座包括保护盖、座体和旋转连接杆，所述座体两端分别安装有可拆卸的保护盖，所述座体内竖直安装有旋转连接杆，所述旋转连接杆内设有插槽，所述十字型传动轴竖臂底端设有与插槽相配合的插杆，所述插杆贯穿座体顶部的保护盖与插槽连接；且所述插杆转动连接的插入在插槽内，两个所述发电单元体分别安装在座体两侧。
[0012]更进一步地，所述插杆与插槽接触的顶部和底部之间均设有第二滚动轴承。
[0013]更进一步地，所述发电单元体包括滑盖、顶盖、第二柱体、第一磁铁、中间壳体、第二磁铁、底板、线圈和第一柱体；两个所述底板分别设置在座体两侧，所述底板上竖直安装有第一柱体，所述第一柱体上套设有若干层线圈，所述第一柱体内设有空腔，所述空腔内分别设有第一磁铁和贯穿且可滑动的第二柱体，所述第一磁铁设置在空腔底部，所述第二柱体第一端内设有凹槽，所述凹槽内安装有第二磁铁，所述第一磁铁和第二磁铁磁极相同的设置；
[0014]贯穿出所述空腔的第二柱体上套设有固定圈，所述固定圈两侧分别安装有环形金属片，两个所述环形金属片均套设在第二柱体上，所述环形金属片外设有中间壳体，所述固定圈与环形金属片滑动连接的设置在中间壳体内，所述中间壳体第一端与底板连接，且线圈设置在中间壳体内；所述中间壳体第二端安装有顶盖，所述中间壳体和顶盖内分别安装有环形硅胶膜，两个所述环形硅胶膜外侧均安装有环形导电布，所述第二柱体第一端分别滑动的贯穿中间壳体内的环形硅胶膜、环形导电布；
[0015]所述顶盖内设有贯通槽，所述第二柱体第二端分别滑动的贯穿顶盖内的环形硅胶膜、环形导电布和贯通槽连接有滑盖；
[0016]两个所述环形硅胶膜分别与两个环形金属片可拆卸连接；
[0017]所述第一滚动轴承与滑盖可拆卸的滚动接触。
[0018]更进一步地，所述滑盖为凸起的曲面结构。
[0019]更进一步地，所述顶盖与中间壳体外侧分别设有预留孔，待用导线贯穿预留孔与环形导电布电性连接。
[0020]本技术的优点：
[0021]本技术提供了一种风力驱动的电磁
‑
摩擦复合式能量采集器，通过能量驱动件和发电单元体的结合，解决目前转动式能量收集方式单一、风致振动式能量收集效率不高的问题，结合两者优势，使用电磁
‑
摩擦复合式能量收集，达到较好的能量收集的目的，合理利用本技术的复合能量收集器，可适应森林风能变化趋势，在宽频率范围内进行能量收集，加大能量的转换效率；
[0022]并且若将如风能在内的新能源开发与相适应环境监测设备连接，可减小环境污染，保护森林生态系统，加大碳中和效率；
[0023]本技术采用双向接触
‑
分离式摩擦纳米发电机，极大的利用空间，提高发电效率，在接触分离同时复合电磁发电机，双向互补利用接触分离摩擦纳米发电机原理与法拉第电磁感应定律，一方面可利用磁悬浮原理进行接触分离，一方面可利用接触分离实现法拉第电磁感应定律切割磁感线，解决转动式能量收集方式单一、风致振动式能量收集效率不高的问题，实现一物多用，小巧方便，可更换性强；
[0024]本技术采用机械能的能量采集技术，利用电磁感应与摩擦起电原理使用第一
磁铁和第二磁铁，环形导电布，环形硅胶膜，环形铝片，作为能源采集器的敏感单元，提高了灵敏度，从而实现了机械能的高效采集。故采用复合式的结构，可以提高能源采集器的发电量以及采集效率，复合式的能量采集结构可以使采集器具有较高的灵敏性；复合式采集方式的设计降低了能量耗散，设计结构合理；
[0025]相比较传统风力发电方式，此技术利用风杯进行小规模机械能收集，可利用阵列进行不同规模下进行能量采集，实现宽频率、高效率的能量采集；
[0026]相对于传统的能源采集器件，复合式的能量采集结构可以使采集器具有较高的灵敏性；风杯与十字型传动轴将风能转化为机械能，进而转化为电能，复合式采集方式的设计降低了能量耗散，提高结构利用率与发电效率，能输出较高的电压，可以直接用于整流，提高了器件的输出功率，设计结构合理，以及应用于更加丰富的场合，可以解决便携式电子产品和无线传感网络：如是森林检测，草原检测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风力驱动的电磁
‑
摩擦复合式能量采集器，其特征在于，包括能量驱动件(2)和发电单元体(1)；所述能量驱动件(2)两侧分别安装有发电单元体(1)，所述发电单元体(1)通过能量驱动件(2)驱动其工作；所述能量驱动件(2)包括风杯(21)、十字型传动轴(24)和底座；所述底座上竖直设有转动连接的十字型传动轴(24)，所述十字型传动轴(24)竖臂底端与底座转动连接，所述十字型传动轴(24)竖臂顶端设有风杯(21)，所述十字型传动轴(24)横臂两端分别安装有第一滚动轴承(23)，两个所述发电单元体(1)分别安装在底座两侧；所述第一滚动轴承(23)滚动驱动其发电单元体(1)工作。2.根据权利要求1所述的风力驱动的电磁
‑
摩擦复合式能量采集器，其特征在于，两个所述第一滚动轴承(23)分别通过轴承支架(22)安装在十字型传动轴(24)横臂两端。3.根据权利要求1所述的风力驱动的电磁
‑
摩擦复合式能量采集器，其特征在于，所述底座包括保护盖(25)、座体(27)和旋转连接杆(26)，所述座体(27)两端分别安装有可拆卸的保护盖(25)，所述座体(27)内竖直安装有旋转连接杆(26)，所述旋转连接杆(26)内设有插槽(261)，所述十字型传动轴(24)竖臂底端设有与插槽(261)相配合的插杆(241)，所述插杆(241)贯穿座体(27)顶部的保护盖(25)与插槽(261)连接；且所述插杆(241)转动连接的插入在插槽(261)内，两个所述发电单元体(1)分别安装在座体(27)两侧。4.根据权利要求3所述的风力驱动的电磁
‑
摩擦复合式能量采集器，其特征在于，所述插杆(241)与插槽(261)接触的顶部和底部之间均设有第二滚动轴承。5.根据权利要求4所述的风力驱动的电磁
‑
摩擦复合式能量采集器，其特征在于，所述发电单元体(1)包括滑盖(11)、顶盖(12)、第二柱体(13)、第一磁铁(16)、中间壳体(15)、第二磁铁(14)...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡婷婷，李溶洁，侯宇宇，贾浩杰，闫昌，郭昀，杨云，侯艳斐，薛淑萍，
申请(专利权)人：吕梁学院，
类型：新型
国别省市：