一种振动风能收集与桥梁风振控制一体装置的制作方法

本发明涉及一种风能收集与控制装置，尤其是一种振动风能收集与桥梁风振控制一体装置，属于风振抑制与再利用。

背景技术：

1、随着桥梁跨度越来越大，风致敏感性越来越强，大跨桥梁的风致振动问题也愈发突出，会对桥梁的结构和行车安全带来不利的影响。与此同时，大跨桥梁桥址往往位于峡谷、江面、近海处，风速较大，风能资源丰富。因此，如何在抑制桥梁主梁风致振动的同时又能兼顾收集风能用以发电，对于保证桥梁结构安全与充分利用绿色能源具有重要意义。

2、传统桥梁风振的控制措施普遍采用导流板等气动措施以及调谐质量阻尼器等机械措施，并不具备风能收集功能。目前，也有通过风力发电机来实现桥梁风振控制的同时收集风能，比如公告号cn106049248b、公告日2018年5月25日、名称为利用垂直轴风机对大跨度桥梁进行涡振控制的方法的中国发明专利以及公告号cn210152843u、公告日2020年3月17日、名称为一种振动能转化为风能的发电装置的中国实用新型专利。以上两种方案分别利用垂直轴风力机和水平轴风力机实现对风能的收集，但风力机的构造较为复杂，故障率较高，维护费用较高。除风力发电机外，也有部分利用压电效应同时实现桥梁风振控制和风能收集的功能，比如公告号cn109024242b、公告日2019年10月1日、名称为一种桥梁涡振控制与发电一体化的装置的中国发明专利，其利用分体箱梁的空隙实现风能的收集和桥梁涡振的控制。但该装置的使用受到桥梁主梁构造形式的限制，使用场景存在一定的局限性。

3、因此，针对目前相关方案存在的技术问题，有必要提出一种构造简单、使用和维护成本低、适用性强的桥梁风振抑制和风能收集一体装置。

技术实现思路

1、为解决背景技术存在的不足，本发明提供一种振动风能收集与桥梁风振控制一体装置，它通过驰振杆件抑制桥梁风振，同时利用两个发电组件将驰振转化为电能存储，构造简单、使用和维护成本低、适用场景广泛。

2、为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：一种振动风能收集与桥梁风振控制一体装置，包括驰振杆件、斜向钢绞线、发电组件以及底部支座，所述驰振杆件竖向布置且其底端通过连接螺栓与底部支座铰接，驰振杆件顶端或邻近顶端位置呈“个”字形对称固定两根斜向钢绞线，所述底部支座两侧对称固定两个发电组件，所述发电组件包括外壳、永磁铁、线圈及蓄电池，所述外壳为筒状构件并与对应的所述斜向钢绞线同轴设置，所述永磁铁与斜向钢绞线底端连接固定并同轴伸入外壳内部，永磁铁与外壳顶端之间支撑设置弹簧，所述线圈固定在外壳内壁上并套设在永磁铁外侧，所述蓄电池设置在外壳底部并与线圈连接为闭合回路。

3、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明由驰振部分和发电部分组合为一体，驰振部分包含驰振杆件和底部支座，二者通过连接螺栓铰接，利用驰振杆件的驰振特性产生扰动气流进而打破桥梁主梁规则的漩涡脱落，抑制桥梁风振，同时利用发电部分将驰振转化为电能存储，发电部分包含永磁铁、线圈、弹簧和蓄电池，线圈与蓄电池形成闭合回路，当驰振杆件发生驰振时，通过钢绞线带动永磁铁在线圈内往复运动使闭合回路中的磁通量发生变化产生感应电流，实现风能收集并转化为电能的目的，可用于桥梁附属用电设施使用，构造简单、使用和维护成本低、适用场景广泛。

技术特征：

1.一种振动风能收集与桥梁风振控制一体装置，其特征在于：包括驰振杆件(1)、斜向钢绞线(2)、发电组件(3)以及底部支座(5)，所述驰振杆件(1)竖向布置且其底端通过连接螺栓(4)与底部支座(5)铰接，驰振杆件(1)顶端或邻近顶端位置呈“个”字形对称固定两根斜向钢绞线(2)，所述底部支座(5)两侧对称固定两个发电组件(3)，所述发电组件(3)包括外壳(301)、永磁铁(303)、线圈(304)及蓄电池(305)，所述外壳(301)为筒状构件并与对应的所述斜向钢绞线(2)同轴设置，所述永磁铁(303)与斜向钢绞线(2)底端连接固定并同轴伸入外壳(301)内部，永磁铁(303)与外壳(301)顶端之间支撑设置弹簧(302)，所述线圈(304)固定在外壳(301)内壁上并套设在永磁铁(303)外侧，所述蓄电池(305)设置在外壳(301)底部并与线圈(304)连接为闭合回路。

2.根据权利要求1所述的一种振动风能收集与桥梁风振控制一体装置，其特征在于：所述外壳(301)顶端供斜向钢绞线(2)伸入的位置设置防水胶圈。

3.根据权利要求1所述的一种振动风能收集与桥梁风振控制一体装置，其特征在于：所述永磁铁(303)边缘与外壳(301)内壁之间通过动滑轨(306)支撑连接。

4.根据权利要求1所述的一种振动风能收集与桥梁风振控制一体装置，其特征在于：所述弹簧(302)一端与外壳(301)顶端固定连接，弹簧(302)另一端与永磁铁(303)自由接触。

技术总结一种振动风能收集与桥梁风振控制一体装置，涉及一种风能收集与控制装置。驰振杆件竖向布置且其底端通过连接螺栓与底部支座铰接，驰振杆件顶端或邻近顶端位置呈“个”字形对称固定两根斜向钢绞线，底部支座两侧对称固定两个发电组件，发电组件包括外壳、永磁铁、线圈及蓄电池，外壳为筒状构件并与对应的斜向钢绞线同轴设置，永磁铁与斜向钢绞线底端连接固定并同轴伸入外壳内部，永磁铁与外壳顶端之间支撑设置弹簧，线圈固定在外壳内壁上并套设在永磁铁外侧，蓄电池设置在外壳底部并与线圈连接为闭合回路。通过驰振杆件抑制桥梁风振，同时利用两个发电组件将驰振转化为电能存储，构造简单、使用和维护成本低、适用场景广泛。技术研发人员：张洪福,周蕾,艾轶峰,刘智,张真真受保护的技术使用者：辉强智慧（深圳）科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/9