一种直线式全被动扑翼获能装置

摘要

本发明涉及一种直线式全被动扑翼获能装置，固定杆垂直固定在台板上，齿轮变速箱套设在固定杆上，并沿固定杆进行上下移动，扑翼通过轴承与齿轮变速箱一端相连接，齿轮变速箱的另一端通过曲柄连杆与发电机皮带连接，在风或水的作用下，扑翼沿着固定杆进行升沉运动，进而带动发电机发电。

说明书

技术领域

本发明涉及能源与动力工程领域，具体涉及一种直线式全被动扑翼获能装置。

背景技术

在科学和工程领域，人类经常会从自然界中获得设计灵感。人类仿照鸟类、鱼类和水生动物的扑翼推进运动方式，成功设计了一些微型仿生飞行器。受鸟类群飞、鱼类群游和逆流运动的启发，人类发现扑翼除了可以用于推进，提高机动性外，还可以从涡、自由表面波或者自由来流中获得能量，因此有人发明了扑翼获能装置。

现有技术中的扑翼获能装置采用的是摆臂弧线式结构，这种装置的能量转化效率很低。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种直线式全被动扑翼获能装置。

本发明提供了一种直线式全被动扑翼获能装置，具有这样的特征，包括：固定单元，具有台板；

能量转化单元，设置在台板上，包括发电机；

动力获取输送部包括获能单元、曲柄连杆单元以及传输单元，

获能单元设置在台板上，包括齿轮变速箱、扑翼以及固定杆，固定杆垂直固定在台板上，齿轮变速箱套设在固定杆上，并且沿固定杆移动，扑翼与齿轮变速箱相连接；

曲柄连杆单元设置在台板上，包括轮盘组合和连接杆，

轮盘组合包括轮盘支架、第一轴承、轮盘以及第二轴承，轮盘支架固定在台板上，第一轴承固定在轮盘支架上，轮盘设置在第一轴承上，第二轴承固定在轮盘的边缘处，

连接杆的一端连接在齿轮变速箱上，另一端通过第二轴承连接在轮盘的边缘处；

传输单元包括皮带，皮带套设在轮盘与发电机上用于将扑翼获得的力传递给发电机，

扑翼在水或风的带动下转动进而带动齿轮变速箱转动，齿轮变速箱带动连接杆运动，连接杆带动轮盘转动，轮盘带动皮带转动，皮带带动发电机转动并进行发电。

在本发明提供的直线式全被动扑翼获能装置中，还可以具有这样的特征：其中，动力获取输送部的数目为两个，两个动力获取输送部均设置在台板上，并且通过皮带与发电机相连接。

在本发明提供的直线式全被动扑翼获能装置中，还可以具有这样的特征：其中，两组曲柄连杆机构的升沉运动和俯仰运动均为正弦运动，并且保持相位角度相差为90°。

在本发明提供的直线式全被动扑翼获能装置中，还可以具有这样的特征：其中，齿轮变速箱用于调整扑翼的俯仰角。

发明的作用与效果

根据本发明所涉及的直线式全被动扑翼获能装置，因为扑翼通过轴承与齿轮变速箱相连接，齿轮变速箱套设在固定杆上，并沿固定杆进行上下移动，固定杆垂直固定在台板上，在风或水的作用下，扑翼沿着固定杆进行升沉运动。所以，本发明的扑翼装置的升沉运动为直线形式，使得发电效率有了明显的提升。

附图说明

图1是本发明的实施例一中装置的主视图；

图2是本发明的实施例一中装置的左视图；

图3是本发明的实施例一中装置的俯视图；

图4是本发明的实施例一中装置的俯视图的局部放大图；

图5是本发明的实施例二中装置的主视图；

图6是本发明的实施例二中装置的左视图；以及

图7是本发明的实施例二中装置的俯视图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明的直线式全被动扑翼获能装置作具体阐述。

<实施例一>

图1是本发明的实施例一中装置结构图；图2是本发明的实施例一中装置的左视图；图3是本发明的实施例一中装置的俯视图；图4是本发明的实施例一中装置的俯视图的局部放大图。

如图1-4所示，本实施例中的直线式全被动扑翼获能装置100，包括固定单元10、动力获取输送部以及能量转化单元50。

固定单元10包括台板11，台板11的中间部位设置有贯穿孔，台板11固定在具有一定高度的支撑架上。

动力获取输送部包括获能单元20、曲柄连杆单元30以及传输单元40，

获能单元20整体固定在台板11上，包括齿轮变速箱21、扑翼22以及固定杆23。

固定杆23垂直固定在台板11的下表面，并且固定在距离贯穿孔较近的位置，齿轮变速箱21套设在固定杆23上，包括主动轴、齿轮以及从动轴，主动轴通过齿轮带动从动轴运动，并且齿轮变速箱21能够沿固定杆23进行上下移动，扑翼22与主动轴相固定连接。

曲柄连杆单元30包括轮盘组合31和连接杆32。

轮盘组合31包括轮盘支架311、第一轴承312、轮盘313以及第二轴承314。

轮盘支架311固定在台板11上，位于贯穿孔的正上方，并且与固定杆23相对设置。第一轴承312固定在轮盘支架311上，第一轴承312上固定有皮带槽。轮盘313套设在第一轴承312上。第二轴承314固定在轮盘313的边缘处。

连接杆32的一端与从动轴轴承连接，另一端与第二轴承314轴承连接。

能量转化单元50包括发电机51，发电机51固定设置在台板11的上表面。发电机51具有轮槽。

传输单元40包括皮带41，皮带41套设在第一轴承312的皮带槽与发电机51的轮槽上，能够将扑翼22获得的力传递给发电机51。

扑翼22在水或风的带动下转动进而带动齿轮变速箱21转动，进而齿轮变速箱21带动连接杆32运动，进而连接杆32带动轮盘313转动，进而轮盘313带动皮带41转动，从而皮带41带动发电机51转动并进行发电。

实施例一的作用与效果

根据本发明所涉及的直线式全被动扑翼获能装置，因为扑翼通过轴承与齿轮变速箱相连接，齿轮变速箱套设在固定杆上，并沿固定杆进行上下移动，固定杆垂直固定在台板上，在风或水的作用下，扑翼沿着固定杆进行升沉运动。所以，本发明的扑翼装置的升沉运动为直线形式，使得发电效率有了明显的提升。

更进一步地，齿轮变速箱可调整扑翼的俯仰角，在实际应用中，来流速度(风速或水流速度)会发生变化，所以扑翼俯仰角度的可调整功能，就能够很好的适应来流速度的变化，从而保证装置始终可以在高效率的情况下运行。

<实施例二>

图5是本发明的实施例二中装置的主视图；图6是本发明的实施例二中装置的左视图；图7是本发明的实施例二中装置的俯视图。

如图5-7所示，本实施例中的直线式全被动扑翼装置200与实施例一中的结构基本相同。不同点在于实施例一的动力获取输送部为一套，而本实施例中动力获取输送部为两套。

本实施例中的两套动力获取输送部均固定在台板11上，并且均通过各自的皮带套设在同一轮槽的不同位置上。并且在使用时，本实施例中的两套动力获取输送部各自的曲柄连杆机构的升沉运动和俯仰运动均为正弦运动，并且两个曲柄连杆机构保持相位角度相差为90°。

实施例二的作用与效果

根据本发明所涉及的直线式全被动扑翼获能装置，因为扑翼通过轴承与齿轮变速箱相连接，齿轮变速箱套设在固定杆上，并沿固定杆进行上下移动，固定杆垂直固定在台板上，在风或水的作用下，扑翼沿着固定杆进行升沉运动。所以，本发明的扑翼装置的升沉运动为直线形式，使得发电效率有了明显的提升。

更进一步地，齿轮变速箱可调整扑翼的俯仰角，在实际应用中，来流速度(风速或水流速度)会发生变化，所以扑翼俯仰角度的可调整功能，就能够很好的适应来流速度的变化，从而保证装置始终可以在高效率的情况下运行。

更进一步地，两组曲柄连杆机构的升沉运动和俯仰运动均为正弦运动，并且保持相位角度相差为90°，由于两组曲柄连杆机构存在死点位置，当装置的启动状态处于死点位置时，启动将需要人为进行辅助。故本发明采用两套相同的机构，使二者进行串联，并设定固定的转动角度差为90°，使其避免因死点位置而导致的启动故障，而且能够实现最佳获能状态。

上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。