一种基于多组介电弹性体薄膜往复形变下的风力发电装置

本发明属于风力发电，涉及一种基于多组介电弹性体薄膜在往复作用下产生形变的风力发电装置。

背景技术：

1、在经济飞速发展的今天，由于能源供应紧张，世界能源结构正在发生重大转变，即由矿物能源系统向以可再生能源为基础的可持续能源系统转变。

2、与其他能源相比，风能在技术和成本上都具有较强的优势，因此在诸多的新型能源中，风能可谓最理想的新兴能源。风力发电的优越性可归纳为以下三点，首先，在经济成本方面，风力发电的费用较低；第二，风力发电的运营除常规保养外，没有其他任何消耗和燃料成本；第三，从环保角度而言，风电是一种洁净的自然能源，是应当提倡的一种新能源。

3、介电弹性体（dielectric elastomer,de)是一种电活性聚合物，是一种表现出对电场响应的大应变材料，具有弹性好、强度高、能量转换效率高等特点。

4、由介电弹性体薄膜发电单元形变为原理的风力发电装置具有成本低、结构简单、易于保养维护、无污染等优点。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于多组介电弹性体薄膜在往复形变下的风力发电装置，利用该装置可以充分利用介电弹性体薄膜的形变，更好的将机械能转化为电能，实现风能碎片化利用率的提高。

2、为实现上述目的，本发明采取如下的技术解决方案：该风力发电装置，其特征在于：包括风机、往复齿轮机构、多组介电弹性体薄膜发电装置、连接杆、机壳、回转体、电缆、电能收集装置、高压启动电路。

3、所述风机设置于所述机壳的首端；所述往复齿轮机构位于所述机壳内部；所述介电弹性体发电薄膜与所述往复齿轮机构相连，设置于所述机壳内部两侧。所述支撑塔柱支撑于所述机壳底部，所述电缆连接于所述多层介电弹性体膜叠加发电单元与高压启动电路及电能收集装置之间。

4、所述风机的转轴与所述所述往复齿轮机构的转轴相连接，所述扇形齿轮带动环形齿条往复运动，所述环形齿条左右连接单元与多个介电弹性体薄膜发电单元相连接，滑块的移动可带动介电弹性体薄膜的拉伸与压缩的直线往复运动，根据介电弹性体发电材料的形变，可实现机械能与电能的转换。

5、所述风机的转轴与所述往复齿轮机构中扇形齿轮的中心转轴相连接，所述往复齿轮机构环形齿条两侧连接两个推杆，所述推杆两边各连接有一个滑块，所述推杆两端的滑块放置于卡槽内，所述往复齿轮的滑块与介电弹性体薄膜单元相连接。

6、所述多组介电弹性体薄膜发电材料为矩形形状，所述介电弹性体薄膜发电材料一端与机壳通过卡槽卡接，另一端与所述滑块机构的滑块卡接。

7、所述往复齿轮机构两侧连接有滑块机构，所述滑块机构的另一端连接杆两侧各连接一个滑块，所述滑块机构的滑块在所述卡槽内两侧边各连接一组介电弹性体薄膜发电单元。

8、所述机壳下方连接有回转体。

9、所述风车的首端还设置有导流罩。

10、所述风车设置有三片叶片。

11、所述机壳为密封式机壳。

12、所述支撑塔柱底部还设置有与地面连接的基座，所述高压启动电路及电能收集装置设置于所述基座的顶部。

13、本发明的有益效果为：该装置涉及多个介电弹性体薄膜发电单元，具有结构简单，成本低，便于维护等特点，而且在风速作用下，介电弹性体比较稳定，很大程度上增强了装置的发电性能，发电效率也得到了提高。

技术特征：

1.一种基于多组介电弹性体薄膜往复形变下的风力发电装置,其特征在于：包括风机、往复齿轮、多组介电弹性体薄膜发电装置、连接杆、机壳、电缆和电能收集装置、支撑塔柱、高压启动电路；

2.根据权利要求1所述的基于多组介电弹性体薄膜往复形变下的风力发电装置，其特征在于：所述风机的转轴与所述往复齿轮机构中扇形齿轮的中心转轴相连接，所述往复齿轮机构环形齿条两侧连接两个推杆，所述推杆两边各连接有一个滑块，所述推杆两端的滑块放置于卡槽内，所述往复齿轮的滑块与介电弹性体薄膜单元相连接。

3.根据权利要求书2所述的基于多组介电弹性体薄膜在往复形变下的风力发电装置，其特征在于：所述多组介电弹性体薄膜发电材料为矩形形状，所述介电弹性体薄膜发电材料一端与机壳通过卡槽卡接，另一端与所述滑块机构的滑块卡接。

4.根据权利要求书2所述的基于多组介电弹性体薄膜在往复形变下的风力发电装置，其特征在于：所述往复齿轮机构两侧连接有滑块机构，所述滑块机构的另一端连接杆两侧各连接一个滑块，所述滑块机构的滑块在所述卡槽内两侧边各连接一组介电弹性体薄膜发电单元。

5.根据权利要求书1所述的基于多组介电弹性体薄膜在往复形变下的风力发电装置，其特征在于：所述机壳下方连接有回转体。

6.根据权利要求1所述的基于多层介电弹性体膜在往复形变下的风力发电装置，其特征在于：所述风车的首端还设置有导流罩。

7.根据权利要求1所述的基于多层介电弹性体膜在往复形变下的风力发电装置，其特征在于：所述风车设置有三片叶片。

8.根据权利要求1所述的基于多层介电弹性体膜在往复形变下的风力发电装置，其特征在于：所述机壳为密封式机壳。

9.根据权利要求1所述的基于多层介电弹性体膜在往复形变下的风力发电装置，其特征在于：所述支撑塔柱底部还设置有与地面连接的基座，所述高压启动电路及电能收集装置设置于所述基座的顶部。

技术总结本发明涉及组合型介电弹性体薄膜往复形变下的风力发电装置，其特征包括风机、往复齿轮、多组介电弹性体薄膜、机壳、连接杆、支撑塔柱、回转体、电缆、电能收集装置、高压启动电路。其中风机叶片的转轴与往复齿轮中心端转轴共同连接，往复齿轮的两端推杆连接两组对称介电弹性体发电单元，每个推杆都可带动一组介电弹性体材料做周期性拉伸与压缩的直线往复运动，根据介电弹性体材料的形变特性，可实现电能与机械能之间的相互转换。本发明具有结构简单可靠，成本较低，便于维护等优点，并且本发明对于发电材料的空间利用率高，同时发电效率也相应提升。技术研发人员：李嘉磊,崔春华,刁梦宇,梁珍玮,岳廷玉,姬林旺受保护的技术使用者：新疆大学技术研发日：技术公布日：2024/6/5