双风柱式磁力耦合压电风能采集器

本发明涉及风力发电，具体涉及一种双风柱式磁力耦合压电风能采集器。

背景技术：

1、自然界中的存在着众多的可持续利用的清洁能源，风能因其存在范围广、俘能方式便捷、受环境制约小等显著优点，吸引众多本领域的研究专家、学者投身于风能能量俘获的研究领域中，如何高效的收集利用风能成为了当下的研究热点。当前风能的俘获装置主要有扇叶式发电装置和风柱式发电装置，而风柱式风力发电相较于传统的扇叶式风力发电，风柱式风力发电是一种新型的风能发电方式，在能量密度、设备维护等方面有着显著突出的优势。

2、现有的风柱发电装置是通过风柱的涡激振动配合压电片形变进行发电，如中国专利公开号为cn107493036a的公开了“一种基于含金属芯压电纤维的风致振动能量回收装置”，其包括圆柱顿体、含金属芯压电纤维以及底座，该装置通过圆柱顿体在风的作用下，发生涡激振动，带动含金属芯压电纤维形变，以得到电能；但是该装置内的含金属芯压电纤维直接固定在圆柱顿体的底部，含金属芯压电纤维也会产生一定的阻力，使得单圆柱顿体以及含金属芯压电纤维形变量降低，从而导致产生的电能少以及发电效率低。

3、鉴于此，现有技术还有待改进和发展。

技术实现思路

1、鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种双风柱式磁力耦合压电风能采集器，旨在解决现有风柱发电装置内通常采用单风柱振动，与风柱相连接的压电片会阻挡风柱振动形变，从而导致压电片形变小以及发电效率低的问题。

2、本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

3、双风柱式磁力耦合压电风能采集器，包括：

4、框架；

5、固定板，设置于框架的内部；固定板的内部开设有固定孔；

6、两风柱，分别设置于框架的上壁与下壁；两风柱相向的一侧均设置有第一磁铁片，两第一磁铁片沿固定板对称布置；

7、质量块，设置于固定孔内，且位于两风柱之间；质量块的左右两侧分别设置有第一压电片，第一压电片的上下两侧分别设置有n极磁铁片与s极磁铁片，两第一压电片同一侧的磁铁片磁极相同；

8、当处于自然状态下，两第一磁铁片分别与n极磁铁片以及s极磁铁片相配合，以将两第一压电片向上或向下形变。

9、根据上述技术手段，通过在质量块两侧分别设置两风柱，风柱在风的作用下，两风柱会向同侧振动，并通过框架上壁的风柱的第一磁铁片与两第一压电片上侧的磁铁片处于排斥，框架下壁的风柱的第一磁铁片与两第一压电片下侧的磁铁片处于相吸，相对于现有技术中只通过单个风柱实现压电片的形变，通过在第一压电片上部进行排斥，在第一压电片下部进行相吸，在风柱左右振动时，可有效增加第一压电片的形变量，从而在其表面产生更密集的电荷，提高发电效率。

10、进一步的，第一磁铁片包括两个n极磁铁块以及s极磁铁块，s极磁铁块位于两n极磁铁块之间，第一磁铁片两端的n极磁铁块分别与两第一压电片一一对应，第一磁铁片的s极磁铁块与质量块相对应。

11、根据上述技术手段，在风柱一端的两侧设置两n极磁铁块，在两n极磁铁块之间设置s极磁铁块，可实现第一压电片一侧的磁铁片由相斥的状态，变为相吸的状态，而第一压电片另一侧的磁铁片由相吸状态，变为相斥的状态，从而增加第一压电片的形变量。

12、进一步的，质量块的前后两侧分别设置有第二压电片，两第二压电片分别与固定孔的侧壁相连接。

13、根据上述技术手段，通过第一磁铁片带动第一压电片的上下振动，从而使得质量块进行振动，对质量块前后两侧第二压电片施加振动力，第二压电片发生形变，产生电荷，以增加该装置的发电量。

14、进一步的，质量块的上下两侧分别设置有n极磁铁片与s极磁铁片，质量块与两第一压电片同一侧的磁铁片的磁极相同。

15、根据上述技术手段，在质量块的上下两侧设置n极磁铁片与s极磁铁片，可以配合质量块左右两侧的第一压电片进行相对运动，以增加第一压电片与第二压电片的形变量，提高其发电效率。

16、进一步的，质量块的左右两侧开设有第一固定槽，两第一压电片与两第一固定槽一一对应，且相互连接；

17、质量块的前后两侧开设有第二固定槽，两第二压电片与两第二固定槽一一对应，且相互连接。

18、根据上述技术手段，通过设置第一固定槽和第二固定槽，方便固定第一压电片和第二压电片。

19、进一步的，质量块的左右两侧分别设置有两个第一压电片。

20、根据上述技术手段，在质量块的同一侧设置两个第一压电片，可以增加该装置的发电量，并提高发电效率。

21、进一步的，第一磁铁片与质量块间隔设置。

22、根据上述技术手段，通过第一磁铁片与质量块上下表面间隔设置，可以防止第一磁铁片在振动过程中，避免碰撞到质量块。

23、进一步的，第一磁铁片可拆卸安装于风柱的一侧。

24、根据上述技术手段，当第一磁铁片磁力减弱后，通过两者的可拆卸安装，方便更换第一磁铁片。

25、进一步的，n极磁铁片与s极磁铁片均位于第一压电片远离质量块的一端。

26、根据上述技术手段，n极磁铁片和s极磁铁片设置在第一压电片远离质量块的一端，方便在第一磁铁片的作用下，对第一压电片施加力，使得第一压电片更加容易形变。

27、进一步的，风柱的材质为泡沫。

28、根据上述技术手段，可减少风柱自身的重量，更加方便风柱在风的作用下，进行涡激振动。

29、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

30、本发明中，框架的内部设置有固定板，固定板的内部设置有固定孔，框架的上侧与下侧均设置有风柱，且两风柱相向的一侧均设置有第一磁铁片，两第一磁铁片沿固定板对称布置，固定孔内部设置有质量块，且位于两风柱之间，质量块的左右两侧分别设置有第一压电片，且第一压电片的上下两侧分别设置有n极磁铁片与s极磁铁片，两第一压电片同一侧的磁极相同；通过在质量块两侧分别设置两风柱，风柱在风的作用下，风柱会向同侧振动，并通过框架上壁的风柱的第一磁铁片与两第一压电片上侧的磁铁片处于排斥，框架下壁的风柱的第一磁铁片与两第一压电片下侧的磁铁片处于相吸，同步作用于第一压电片上，相对于现有技术中只通过单个风柱实现压电片的形变，通过在第一压电片上部进行排斥，在第一压电片下部进行相吸，在风柱左右振动时，可有效增加第一压电片的形变量，从而在其表面产生更密集的电荷，提高发电效率。

技术特征：

1.双风柱式磁力耦合压电风能采集器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的双风柱式磁力耦合压电风能采集器，其特征在于，所述第一磁铁片包括两个n极磁铁块以及s极磁铁块，所述s极磁铁块位于两所述n极磁铁块之间，所述第一磁铁片两端的n极磁铁块分别与两所述第一压电片一一对应，所述第一磁铁片的s极磁铁块与所述质量块相对应。

3.根据权利要求2所述的双风柱式磁力耦合压电风能采集器，其特征在于，所述质量块的前后两侧分别设置有第二压电片，两所述第二压电片分别与所述固定孔的侧壁相连接。

4.根据权利要求3所述的双风柱式磁力耦合压电风能采集器，其特征在于，所述质量块的上下两侧分别设置有n极磁铁片与s极磁铁片，所述质量块与两所述第一压电片同一侧的磁铁片的磁极相同。

5.根据权利要求3所述的双风柱式磁力耦合压电风能采集器，其特征在于，所述质量块的左右两侧开设有第一固定槽，两所述第一压电片与两所述第一固定槽一一对应，且相互连接；

6.根据权利要求1所述的双风柱式磁力耦合压电风能采集器，其特征在于，所述质量块的左右两侧分别设置有两个第一压电片。

7.根据权利要求1所述的双风柱式磁力耦合压电风能采集器，其特征在于，所述第一磁铁片与所述质量块间隔设置。

8.根据权利要求1所述的双风柱式磁力耦合压电风能采集器，其特征在于，所述第一磁铁片可拆卸安装于所述风柱的一侧。

9.根据权利要求1所述的双风柱式磁力耦合压电风能采集器，其特征在于，所述n极磁铁片与所述s极磁铁片均位于所述第一压电片远离所述质量块的一端。

10.根据权利要求1所述的双风柱式磁力耦合压电风能采集器，其特征在于，所述风柱的材质为泡沫。

技术总结本发明公开了一种双风柱式磁力耦合压电风能采集器，包括框架、固定板、两风柱以及质量块，框架的内部设置有固定板，固定板的内部设置有固定孔，框架的上侧与下侧均设置有风柱，且两风柱相向的一侧均设置有第一磁铁片，固定孔内部设置有质量块，质量块的左右两侧分别设置有第一压电片，且第一压电片的上下两侧分别设置有N极磁铁片与S极磁铁片；通过框架上壁的风柱的第一磁铁片与两第一压电片上侧的磁铁片处于排斥，框架下壁的风柱的第一磁铁片与两第一压电片下侧的磁铁片处于相吸，配合风柱振动，相对于现有技术中只通过单个风柱实现压电片的形变，本申请可有效增加第一压电片的形变量，从而在其表面产生更密集的电荷，提高发电效率。技术研发人员：王钻开,王宏波受保护的技术使用者：香港理工大学深圳研究院技术研发日：技术公布日：2024/6/26