[发明专利]一种基于涡激振动的车载风能发电装置

说明书

本发明涉及基于涡激振动的车载风能发电装置，包括作为钝体物块的箱体，箱体内设有一组表面贴有压电片的悬臂结构；悬臂结构包括压电片、多个悬臂梁或悬臂板，以及设置在悬臂梁或悬臂板末端的摆动片，压电片贴在悬臂梁或悬臂板表面；悬臂结构固定在箱体的一侧面内，箱体中用于固定悬臂结构的面为迎风面，箱体迎风面的两侧面开设有洞口，在箱体迎风面的两侧面将产生交替脱落的漩涡；在交替脱落漩涡的作用下，箱体内的悬臂结构产生振动，压电片将振动产生的机械能转化为电能。本发明充分利用了交替脱落漩涡驱动带有压电片的摆动片，将振动产生的机械能转化为电能，给车辆源源不断地提供清洁的可再生能源。

技术领域

本发明涉及风能发电技术，具体为一种基于涡激振动的车载风能发电装置。

背景技术

当下共享单车在中国十分流行，甚至已经推广到国外。共享单车上只有反射光源的警示片，没有主动警示设施；因而晚上在没有路灯的环境下，使用没有照明功能的共享单车，仅通过反光警示片来提醒后方来车，其力度不够，将存在一定的安全隐患。现有技术中，已存在通过太阳能发电技术，为共享单车的电子锁提供电源；但太阳能发电技术在阴雨天和夜晚不能使用。

除了共享单车，电动车、摩托车、汽车等，在行驶过程中都会与大气产生相对运动，使车体受到风荷载作用。风能是一种清洁的可再生能源，如果在车体上安装钝体物块，将会在钝体物块的迎风面两侧产生交替脱落的漩涡，这些规则脱落的漩涡在沿钝体物块侧面的法线方向产生相对规则的周期荷载，荷载的周期(或漩涡脱落周期)主要与钝体物块的特征尺寸及车体与空气的相对速度有关。如果能利用上述因漩涡脱落产生的周期荷载转化为电能，将给车体带来清洁、可再生的能源，提高车体用电设备使用率的同时，绿色环保无污染。

发明内容

为了给现有技术中行驶过程的车体提供清洁可再生能源，本发明提供一种基于涡激振动的车载风能发电装置，在车体上安装钝体物块，在钝体物块上安置一组表面贴有压电片的悬臂结构，上述因漩涡脱落产生的周期荷载将驱动该悬臂结构产生振动，而悬臂结构表面的压电片将把振动对应的机械能转化为电能。

本发明所采用的技术方案如下：一种基于涡激振动的车载风能发电装置，包括作为钝体物块的箱体，箱体内设有一组表面贴有压电片的悬臂结构；悬臂结构包括压电片、多个悬臂梁或悬臂板，以及设置在悬臂梁或悬臂板末端的摆动片，压电片贴在悬臂梁或悬臂板表面；悬臂结构固定在箱体的一侧面内，箱体中用于固定悬臂结构的面为迎风面，箱体迎风面的两侧面开设有洞口，在箱体迎风面的两侧面将产生交替脱落的漩涡；在交替脱落漩涡的作用下，箱体内的悬臂结构产生振动，压电片将振动产生的机械能转化为电能。

优选地，所述悬臂结构的多个悬臂梁或悬臂板的高度呈倒抛物线设置。

优选地，所述设置在悬臂梁或悬臂板末端的摆动片具有不同的固有频率。

优选地，所述摆动片的厚度或长度不同，或在摆动片的末端加不同的重块。

优选地，所述箱体的底面上设置漏水孔，箱体的底面与箱体迎风面相对。

优选地，所述基于涡激振动的车载风能发电装置还包括控制模块、用电设备和充电电池；控制模块分别与箱体、用电设备、充电电池连接；所述电能在控制模块的控制下输出至用电设备或充电电池。

优选地，所述基于涡激振动的车载风能发电装置还包括光敏开关、遥控开关，遥控开关设置在控制模块内，控制模块分别与箱体、用电设备、充电电池连接，光敏开关、用电设备和充电电池串联连接。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、充分利用了钝体物块迎风面的两侧面所产生的交替脱落漩涡，驱动钝体物块内带有压电片的摆动片，压电片将振动产生的机械能转化为电能，输出至用电设备或充电电池，给车辆源源不断地提供清洁的可再生能源。