[发明专利]具有频率和位移放大作用的小型风能采集器

权利要求书

1.一种具有频率和位移放大作用的小型风能采集器，其特征在于：包括鱼骨梁(1)、基座(2)、旋转激励组件(3)，所述鱼骨梁(1)设置在基座(2)与旋转激励组件(3)之间位置处，所述鱼骨梁(1)的固定端与基座(2)固定连接，所述旋转激励组件(3)可旋转式连接在支座(4)上，所述支座(4)另一端固定连接在基座(2)上，所述旋转激励组件(3)与鱼骨梁(1)的自由端无接触式磁力耦合，所述鱼骨梁(1)的上下两侧对称粘贴有压电片(5)；所述鱼骨梁(1)由鱼骨梁中轴(6)、鱼骨梁梳齿(7)和尾梁(8)组成，所述鱼骨梁梳齿(7)上下对称、间隔布置在鱼骨梁中轴(6)上，所述尾梁(8)设置在鱼骨梁(1)的自由端，并与鱼骨梁中轴(6)连接为一体。

2.如权利要求1所述的具有频率和位移放大作用的小型风能采集器，其特征在于：所述鱼骨梁梳齿(7)纵向长度从固定端到自由端线性减小，且减小比率与鱼骨梁中轴(6)挠度增大比率之积近似为常数，所述鱼骨梁梳齿(7)位于鱼骨梁中轴(6)同侧的所有齿末端表面在同一平面。

3.如权利要求2所述的具有频率和位移放大作用的小型风能采集器，其特征在于：所述旋转激励组件(3)包括叶片(9)、旋转轴(10)、一对轴承(11)、旋转臂(12)，所述叶片(9)与旋转臂(12)固定在旋转轴(10)上，所述旋转轴(10)通过一对轴承(11)与支座(4)可转动式连接，所述旋转臂(12)末端与尾梁(8)末端分别固定有激励永磁体(13)、被激励永磁体(14)，所述激励永磁体(13)与被激励永磁体(14)之间进行无接触式磁力耦合。

4.如权利要求3所述的具有频率和位移放大作用的小型风能采集器，其特征在于：所述旋转臂(12)与尾梁(8)的末端均设有T型永磁体安装板。

5.如权利要求3所述的具有频率和位移放大作用的小型风能采集器，其特征在于：所述鱼骨梁梳齿(7)末端固定有调频质量块(17)，所述鱼骨梁梳齿(7)、调频质量块(17)的系统固有频率与尾梁(8)、被激励永磁体(14)的系统固有频率之比为2:1或3:1。

6.一种具有频率和位移放大作用的小型风能采集器，其特征在于：包括鱼骨梁(1)、基座(2)、旋转激励组件(3)，所述鱼骨梁(1)设置在基座(2)与旋转激励组件(3)之间位置处，所述鱼骨梁(1)的固定端与基座(2)固定连接，所述旋转激励组件(3)可旋转式连接在支座(4)上，所述支座(4)另一端固定连接在基座(2)上，所述旋转激励组件(3)与鱼骨梁(1)的自由端接触式耦合，所述鱼骨梁(1)的上下两侧对称粘贴有压电片(5)；所述鱼骨梁(1)由鱼骨梁中轴(6)、鱼骨梁梳齿(7)和尾梁(8)组成，所述鱼骨梁梳齿(7)上下对称、间隔布置在鱼骨梁中轴(6)上，所述尾梁(8)设置在鱼骨梁(1)的自由端，并与鱼骨梁中轴(6)连接为一体。

7.如权利要求6所述的具有频率和位移放大作用的小型风能采集器，其特征在于：所述鱼骨梁梳齿(7)纵向长度从固定端到自由端线性减小，且减小比率与鱼骨梁中轴(6)挠度增大比率之积近似为常数，所述鱼骨梁梳齿(7)位于鱼骨梁中轴(6)同侧的所有齿末端表面在同一平面。

8.如权利要求7所述的具有频率和位移放大作用的小型风能采集器，其特征在于：所述旋转激励组件(3)包括叶片(9)、旋转轴(10)、一对轴承(11)、旋转臂(12)，所述叶片(9)与旋转臂(12)固定在旋转轴(10)上，所述旋转轴(10)通过一对轴承(11)与支座(4)可转动式连接，所述旋转臂(12)末端与尾梁(8)末端分别设置有半球形激励头(15)、被激励头(16)，所述半球形激励头(15)与被激励头(16)之间进行接触式耦合。

9.如权利要求8所述的具有频率和位移放大作用的小型风能采集器，其特征在于：所述鱼骨梁梳齿(7)末端固定有调频质量块(17)，所述鱼骨梁梳齿(7)、调频质量块(17)的系统固有频率与尾梁(8)、被激励头(16)的系统固有频率之比为2:1或3:1。

10.如权利要求9所述的具有频率和位移放大作用的小型风能采集器，其特征在于：所述鱼骨梁(1)采用弹性材料并采用3D打印方式加工而成，所述旋转臂(12)为阵列式旋转臂结构并选择刚度较低的材料制成。