[发明专利]一种多风向自适应电磁-压电复合发电装置

权利要求书

1.一种多风向自适应电磁-压电复合发电装置，其特征在于：由风向自适应可旋转支撑体、风力驱动模块、电磁发电模块和压电发电模块组成；具体来说，风向自适应可旋转支撑体由柱形支撑体(1)和一对轴承(2)构成，所述柱形支撑体(1)末端分别与轴承(2)形成过盈配合，使得柱形支撑体(1)在轴承(2)的支撑下可以实现360°旋转；风力驱动模块包括扇叶罩(3)、扇叶(4)、转轴(5)、一对轴承(6)，所述扇叶罩(3)内配置有可旋转扇叶(4)，转轴(5)一端固定在扇叶(4)根部，并将转轴(5)另一侧通过一对轴承(6)，使得转轴(5)在扇叶(4)驱动下旋转；电磁发电模块包括分别由弧形磁铁(7)、弹簧(8)、移动磁铁(9)、线圈(10)组成，所述弧形磁铁(7)分别配置在扇叶(4)尖端，弹簧(8)固定放置在扇叶罩(3)上，并在弹簧(8)末端固定移动磁铁(9)，将线圈(10)固定在扇叶罩(3)上，在装配过程中保持弹簧(8)、移动磁铁(9)、线圈(10)轴线重合；压电发电模块包括圆筒固定架(11)、磁铁(12)、压电振子(13)，所述圆筒固定架(11)连接在柱形支撑体(1)上，磁铁(12)周向固定于转轴(5)上，压电振子(13)末端固定在圆筒固定架(11)上，压电振子(13)分别由基底层(13-1)、陶瓷压电片(13-2)、末端磁铁(13-3)组成，在磁铁(12)与压电振子(13)末端磁铁(13-3)磁斥力激励下引起陶瓷压电片(13-2)发生变形，利用正压电效应输出电压，柱形支撑体(1)的中轴线并非与圆筒固定架(11)的纵轴线重合，而是存在偏置距离，其目的在于，当本装置初始位置与风向不同时，由于圆筒固定架(11)两侧不同气动力激励作用，使得柱形支撑体(1)在轴承(2)的支撑下发生旋转，最终使得扇叶部分正对来流风向，以此实现风向自适应目的。

2.根据权利要求1中所述的一种多风向自适应电磁-压电复合发电装置，其特征在于，所述电磁发电模块中的弧形磁铁(7)固定在扇叶(4)尖端，扇叶罩(3)上配置有弹簧(8)、移动磁铁(9)、线圈(10)，且弧形磁铁(7)与移动磁铁(9)存在斥力，其目的是弧形磁铁(7)在扇叶(4)旋转作用下周期性激励移动磁铁(9)，并在弹簧(8)作用下提高线圈(10)的磁通量变化率，提高输出感应电动势。

3.根据权利要求1中所述的一种多风向自适应电磁-压电复合发电装置，其特征在于，在扇叶罩(3)上可以沿周向根据实际用电量需求均匀布置弹簧(8)、移动磁铁(9)、线圈(10)数量以及在转轴另侧布置同样配置的扇叶罩(3)、扇叶(4)和电磁发电模块，其目的是提高风能转化为电能的效率，输出多倍电能。

4.根据权利要求1中所述的一种多风向自适应电磁-压电复合发电装置，其特征在于，所述压电发电模块中的压电振子(13)的末端磁铁(13-3)沿基底层(13-1)厚度方向对称固定，其目的是，在磁铁(12)与末端磁铁(13-3)周期斥力作用下，引起陶瓷压电片(13-2)延厚度方向产生相同角度的上扬与下弯，从而输出稳定电压。

5.根据权利要求1中所述的一种多风向自适应电磁-压电复合发电装置，其特征在于，在圆筒固定架(11)内部可以沿周向根据实际用电量需求均匀布置压电振子(13)数量，其目的是进一步提高风能转化为电能的效率。