柔性仿生死鱼俘能器及俘能系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114785191A(43)申请公布日2022.07.22(21)申请号202210366739.9(22)申请日2022.04.08(71)申请人郑州大学地址450001河南省郑州市高新技术产业开发区科学大道100号(72)发明人王军雷李申芳(74)专利代理机构郑州德勤知识产权代理有限公司41128专利代理师苏志洋(51)Int.Cl.H02N2/18(2006.01)B63C11/52(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称柔性仿生死鱼俘能器及俘能系统(57)摘要本发明提供了一种柔性仿生死鱼俘能器，包括柔性仿生鱼体、仿生鱼骨、柔性压电片和俘能采集结构；所述仿生鱼骨配置为带有水平旋转自由度的链式结构；所述柔性仿生鱼体配置为密封包裹所述仿生鱼骨、外形仿真死鱼的柔性结构；所述柔性压电片配置为贴敷在柔性仿生鱼体的侧面或填塞入柔性仿生鱼体的内部；所述俘能采集结构为连接所述柔性压电片的能量采集电线和/或电路模块和/或储能模块。该柔性仿生死鱼俘能器具有压电结构不易疲劳、无悬臂梁结构、高效利用旋涡俘能的优点。CN114785191ACN114785191A权利要求书1/1页1.一种柔性仿生死鱼俘能器，其特征在于：包括柔性仿生鱼体、仿生鱼骨、柔性压电片和俘能采集结构；所述仿生鱼骨配置为带有水平旋转自由度的链式结构；所述柔性仿生鱼体配置为密封包裹所述仿生鱼骨、外形仿真死鱼的柔性结构；所述柔性压电片配置为贴敷在柔性仿生鱼体的侧面或填塞入柔性仿生鱼体的内部；所述俘能采集结构为连接所述柔性压电片的能量采集电线和/或电路模块和/或储能模块。2.根据权利要求1所述的柔性仿生死鱼俘能器，其特征在于：所述柔性仿生鱼体为硅胶材质或软质PVC或热塑性弹性体TPE或TPR材质的柔性结构。3.根据权利要求1或2所述的柔性仿生死鱼俘能器，其特征在于：所述链式结构还配置有至少两个平移自由度。4.根据权利要求3所述的柔性仿生死鱼俘能器，其特征在于：所述链式结构包括多节连接单元、连接轴和弹性垫圈，各连接单元通过连接轴连接在一起形成可水平摆动的链式结构，所述弹性垫圈填塞于所述连接轴和所述连接单元的连接孔之间为所述链式结构提供平移自由度。5.根据权利要求4所述的柔性仿生死鱼俘能器，其特征在于：所述柔性压电片为PVDF压电材料。6.根据权利要求1或2或4或5所述的柔性仿生死鱼俘能器，其特征在于：所述柔性仿生鱼体的内部配置有可填充空间用于填充配重物。7.一种柔性仿生死鱼俘能系统，其特征在于：包括权利要求1‑6任一项所述的柔性仿生死鱼俘能器、两条链结构、立杆和D形柱，所述D形柱为截面呈“D”形的柱体，两条链结构的前端固定于D形柱的平面侧，所述立杆的两端分别安装于两条链结构上，两条链结构平行且具有水平旋转的自由度，所述柔性仿生死鱼俘能器的鱼身固定于立杆的中部，所述柔性仿生死鱼俘能器距离D形柱的距离与D形柱的平面侧形成旋涡的距离相同。8.根据权利要求7所述的柔性仿生死鱼俘能系统，其特征在于：所述柔性仿生死鱼俘能器的数量为至少两个，所述立杆的数量与柔性仿生死鱼俘能器一致，各柔性仿生死鱼俘能器的间距以形成旋涡的间距为准设置。9.一种柔性仿生死鱼俘能系统，其特征在于：包括权利要求1‑5任一项所述的柔性仿生死鱼俘能器以及链结构、立杆、锚栓和D形柱，所述D形柱为截面呈“D”形的柱体，组建成多组俘能结构；每组俘能结构包括两条平行的链结构、至少一根立杆和至少一个柔性仿生死鱼俘能器，一组中的所述立杆的两端分别安装于两条链结构上，两条链结构平行且具有水平旋转的自由度，所述柔性仿生死鱼俘能器的鱼身固定于立杆的中部；其中一组俘能结构的两条链结构的前端安装于D形柱的平面侧，其它组俘能结构的前端固定于锚栓上，多组俘能结构构成头部呈尖角、尾端逐渐放宽的鱼群状，各柔性仿生死鱼俘能器的位置以形成旋涡的位置为准设置。10.根据权利要求9所述的柔性仿生死鱼俘能系统，其特征在于：各柔性仿生死鱼俘能器的俘能采集结构为能量采集电线，各柔性仿生死鱼俘能器的能量采集电线通过电路连接至统一的能量采集模块和储能模块。2CN114785191A说明书1/4页柔性仿生死鱼俘能器及俘能系统技术领域[0001]本发明涉及微能量采集领域，具体的说，涉及了一种柔性仿生死鱼俘能器及俘能系统。背景技术[0002]海洋中蕴含着大量种类丰富的资源，海洋科考和勘探工作对研究海洋环境及开发海洋资源具有重要意义。研究人员需要借助搭载有先进海洋观测仪器的可移动观测平台进行海洋科考和勘探工作。由于这些观测仪器通常都需要长期工作在恶劣的海洋环境中进行持续不间断的海洋观测，其可持续供电和续航能力逐渐成为了限制其发展的根本问题。传统的化学电池续航能力有限，需要进行周期性更换。为诸如