[发明专利]基于仿生鱼的流致振动能量采集装置

说明书

一种基于仿生鱼的流致振动能量采集装置，包括：基座、摆动梁、第一尾立柱、第二尾立柱和头立柱，其中：头立柱设置于基座前端，第一尾立柱和第二尾立柱对称设置于基座后端，第一尾立柱和第二尾立柱的顶端分别设有放大型换能器，摆动梁一端固定于头立柱顶端，摆动梁的自由端与两放大型换能器相对且位于两放大型换能器之间，摆动梁的自由端设有梁端永磁铁，摆动梁两侧对称设有翼翅，本发明结构新颖、简单，设计合理，利用磁力产生双稳态偏移，通过翼翅引导水动力，加深水流动与振动的转换，通过磁力将振动转换为周期性磁力作用到放大型换能器，具有更高的机电耦合系数，提高了能量密度，可靠性高，且容易绝缘密封，有利于电能的后续存储和使用。

技术领域

本发明涉及的是一种能量采集领域的技术，具体是一种基于仿生鱼的流致振动能量采集装置。

背景技术

能量采集设备可以从流体中采集能量。传统的风力发电和水力发电装置大多采用转动涡轮式装置，装置能量密度低、体积大，并不适用小型化工作。振动能量采集是一种采集流体能量的有效方式。

发明内容

本发明针对现有技术能量密度低，不容易绝缘密封，无被动控制引导水动力功能，不适用于水下能量采集等缺陷，提出一种基于仿生鱼的流致振动能量采集装置。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明包括：基座、摆动梁、第一尾立柱、第二尾立柱和头立柱，其中：头立柱设置于基座前端，第一尾立柱和第二尾立柱对称设置于基座后端，第一尾立柱和第二尾立柱的顶端分别设有放大型换能器，摆动梁一端固定于头立柱顶端，摆动梁的自由端与两放大型换能器相对且位于两放大型换能器之间，摆动梁的自由端设有梁端永磁铁，摆动梁两侧对称设有翼翅。

所述的翼翅为弧形板，弧形板的凸面朝向基座后端。

所述的翼翅的张角α小于90度。

所述的翼翅刚度与摆动梁刚度之比大于2。

所述的放大型换能器包括：压电片、换能器永磁铁、第一凸型金属片和第二凸型金属片，其中：压电片固定于两凸型金属片之间，第一凸型金属片固定于尾立柱，换能器永磁铁设置于第二凸型金属片中部。

所述的第一凸型金属片和尾立柱之间设有绝缘板。

所述的放大型换能外部罩有用于隔水的密封罩。

所述的基座后端设有若干角度调节螺纹孔，第一尾立柱和第二尾立柱底端固定于角度调节螺纹孔。

技术效果

与现有技术相比，本发明利用磁力产生双稳态偏移，从而在水流中实现鱼摆动身体游动的逆过程，通过翼翅引导水动力，加深水流动与振动的转换，可以采集更多流动能量，通过磁力将振动转换为周期性磁力作用到放大型换能器，具有更高的机电耦合系数，提高了能量密度，可靠性高，且容易绝缘密封，有利于电能的后续存储和使用。

附图说明

图1为本发明立体结构示意图；

图2为摆动梁立体结构示意图；

图3为图1中A处放大示意图；

图4为本发明平面示意图；

图5为仿生鱼摆动示意图；

图6为本发明工作原理示意图；

图中：1摆动梁、2梁端永磁铁、3头立柱、4基座、5第一尾立柱、6放大型换能器、7换能器永磁铁、8翼翅、9压电片、10第一凸型金属片、11绝缘板、12密封罩、13压紧板、14压紧螺杆、15角度调节螺纹孔、16第二尾立柱、17第二凸型金属片。

具体实施方式