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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109391171A(43)申请公布日2019.02.26(21)申请号201811355778.9(22)申请日2018.11.14(71)申请人北京工业大学地址100124北京市朝阳区平乐园100号(72)发明人曹东兴丁相栋(74)专利代理机构北京思海天达知识产权代理有限公司11203代理人沈波(51)Int.Cl.H02N2/18(2006.01)H02K35/02(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称一种风致振动压电电磁复合发电装置(57)摘要本发明公开了一种风致振动压电电磁复合发电装置,风轮在其转轴上对称布置,大链轮通过链条带动小链轮传动;在曲轴上偏心段安装滑轨连杆机构,相邻滑轨连杆机构末端粘接有磁性相反的激励永磁铁;变截面柔性压电材料悬臂杆一端固定安装在相邻滑轨连杆机构的中间,其自由端粘接有受激永磁铁;电磁感应线圈固定安装在连杆往复直线运动路径上。风力驱动滑块连杆机构做往复直线运动,悬臂杆在左右两侧的交变磁力的作用下发生大幅振动,柔性压电材料发生形变,产生电能。本发明能利用低风速环境下的低频振动,变截面压电柔性材料悬臂杆的材料变形更加均匀,振动频带更宽,振动变形更大,能量转换效率和发电量都有明的提升。CN109391171ACN109391171A权利要求书1/2页1.一种风致振动压电电磁复合发电装置,其特征在于,包括底座(1),底座(1)上通过支撑片(2)固定有曲轴支座(17)和滑轨支架(3),曲轴支座(17)上安装有滚动轴承(14)和曲轴(13),曲轴(13)上有四段偏心段,曲轴(13)中部通过轴套安装有小链轮(19);滑轨支架(3)上安装有大链轮支架(10),大链轮支架(10)上安装有输入转轴(9)和滚动轴承(7);输入转轴(9)中部安装有大链轮(6),输入转轴(9)两侧分别对称安装有两个风轮(5);大链轮(6)和小链轮(19)通过链条(8)配合安装;曲轴(13)上每段偏心段分别安装有连杆滑块机构,连杆滑块机构由滑块(11)和连杆(12)组成;连杆滑块机构分别安装在曲轴(13)上相邻偏心段的上下偏心位置;在滑轨连杆机构末端粘接有激励永磁铁(18);在激励永磁铁(18)直线往复运动路径上,通过线圈支架(21)固定安装一对电磁线圈(16);在滑轨支架(3)上固定安装变截面柔性压电材料悬臂杆(4),悬臂杆(4)布置在曲轴(13)的相邻偏心段中间,悬臂杆(4)末端粘接有受激永磁铁(15)。2.根据权利要求1所述的一种风致振动压电电磁复合发电装置,其特征在于,该装置由运动输入加速模块,运动输出转换模块和能量采集模块组成;运动输入加速模块中,通过风轮(5)采集风能,并将采集到的风能传递到输入转轴(9),输入转轴(9)通过键连接带动大链轮(6)转动,大链轮(9)通过链条(8)带动小链轮(19)实现加速转动,小链轮(19)通过键连接带动曲轴(13)转动;运动输出转换模块中,曲轴(13)带动连杆滑块机构实现滑块(11)和连杆(12)的往复直线运动;能量采集模块中,激励永磁铁(18)随连杆滑块机构做直线往复运动,悬臂杆(4)自由端的受激永磁铁(15)受激励永磁铁(18)的作用实现振动,同时激励永磁铁(18)做直线运动时,往复穿过电磁感应线圈(16)的内部;以上所述各构件组成能量采集模块。3.根据权利要求2所述的一种风致振动压电电磁复合发电装置,其特征在于,运动输入加速模块的装配及安装关系如下:风轮(5)对称安装在输入转轴(9)的两端,并且利用键连接固定于输入转轴(9)上,输入转轴(9)通过滚动轴承(7)装配定位于大链轮支架(10)的通孔中;大链轮支架(10)通过定位块固定安装在滑轨支架(3)上;滑轨支架(3)通过定位块固定安装在底座(1)上,两个曲轴支座(17)通过定位块对称安装在底座(1)上,曲轴(13)通过滚动轴承(14)装配定位于曲轴支座(17)的通孔中;小链轮(19)通过键连接固定在曲轴(13)的中间位置,大链轮(6)和小链轮(19)通过链条(8)配合安装,组成链传动装配关系;运动输出转换模块的装配及安装关系如下:连杆(12)与滑块(11)通过销钉(20)连接配合安装组成连杆滑块机构,曲轴(13)偏心段与连杆滑块机构的连杆(12)端的通孔通过销连接配合安装;能量采集模块的装配及安装关系如下:激励永磁铁(18)粘接在连杆滑块机构的末端,受激永磁铁(15)粘接在悬臂杆(4)自由端,变截面柔性压电材料悬臂杆(4)通过顶丝固定安装在滑轨支架(3)的通孔内;在激励永磁铁(18)的正下方固定安装电磁感应线圈(16);能量收集模块的具体功能包括:连杆滑块机构末端的激励永磁铁(18)随曲轴(13)做直线往复运动,悬臂杆(4)自由端的