[发明专利]飞机机翼振动及风能复合收集装置

权利要求书

1.一种飞机机翼振动及风能复合收集装置，其特征在于：包括飞机、机翼和俘能装置，所述俘能装置阵列均布在所述机翼的下端面，所述飞机的两个机翼上的俘能装置数量相等且对称分布；

所述俘能装置包括风球基座、固定支架、中心轴、风球扇叶、转动支架、风能发电组件和振动发电组件，所述风球基座固定于机翼的下端面上，所述中心轴通过固定支架与风球基座固定，所述风球扇叶通过转动支架与所述中心轴转动配合，所述风球扇叶与所述风球基座转动配合；

所述风能发电组件包括定子、转子、转筒、电极层、介电材料层、圆锥滚子、第一悬臂梁、第一压电片和拨片，所述定子固定于所述中心轴上，所述转子与所述转筒连接后固定于所述转动支架上，所述转子与所述定子平行且保持有间距，所述电极层包括圆周阵列的分布在所述定子表面的若干扇形电极，所述介电材料层粘贴在所述转子表面，所述圆锥滚子安装在所述定子上，所述圆锥滚子的滚动面与所述转子上的介电材料层接触以补充电荷，形成非接触独立层模式摩擦发电结构；所述第一悬臂梁圆周阵列的安装在所述定子上，所述第一压电片固定于所述第一悬臂梁根部，所述拨片等间隔的分布于所述转筒内壁上并与所述第一悬臂梁的外端配合，形成转动驱动压电悬臂梁发电结构；

所述振动发电组件包括与固定支架安装在一起的固定平台，所述固定平台上圆周阵列的分布有摩擦电俘能模块和压电俘能模块；所述摩擦电俘能模块包括竖向连接的第一质量块、弹簧和摩擦纳米发电机，所述第一质量块连接于所述弹簧和所述摩擦纳米发电机之间，所述弹簧的顶端和摩擦纳米发电机的底端位置固定，形成接触-分离模式摩擦发电结构；所述压电俘能模块包括第二质量块、第二压电片和第二悬臂梁，所述第二悬臂梁的根部位置固定，所述第二质量块安装于第二悬臂梁的远端，所述第二压电片安装于所述第二悬臂梁的根部，形成振动驱动压电悬臂梁发电结构。

2.根据权利要求1所述的飞机机翼振动及风能复合收集装置，其特征在于：所述转筒的顶端设置有上端盖，所述定子和转子均为圆盘状结构。

3.根据权利要求2所述的飞机机翼振动及风能复合收集装置，其特征在于：所述圆锥滚子的一端铰接于立架上，所述立架固定于定子上，所述定子上开设有通孔以便所述圆锥滚子通过通孔与介电材料层接触，所述圆锥滚子的下端面水平。

4.根据权利要求3所述的飞机机翼振动及风能复合收集装置，其特征在于：还包括能量收集和储存模块，所述能量收集模块分别与所述电极层、所述第一压电片、所述第二压电片和所述摩擦纳米发电机连接以收集、转化和储存电能。

5.根据权利要求4所述的飞机机翼振动及风能复合收集装置，其特征在于：所述固定平台为圆盘状的空心结构，所述摩擦电俘能模块和压电俘能模块均安装于所述固定平台的空心结构内部。

6.根据权利要求5所述的飞机机翼振动及风能复合收集装置，其特征在于：所述第一压电片和第二压电片的材料类型均为MFC压电材料。

7.根据权利要求6所述的飞机机翼振动及风能复合收集装置，其特征在于：所述定子和转子通过3D打印或机械加工制成。