一种基于涡激摆动的发电装置及发电系统

技术特征：
1.一种基于涡激摆动的发电装置，其特征在于，包括：能源转换组件，所述能源转换组件用于将机械能转换为电能，其包括能够带动所述能源转换组件运转的旋转轴；涡激摆动组件，所述涡激摆动组件包括柱状体和弧形板，所述弧形板的一端与所述柱状体的轴向一端相连，所述弧形板的另一端与所述旋转轴相连；所述涡激摆动组件能够在水中涡流的作用下摆动并带动所述旋转轴扭转，以使所述能源转换组件运转，将机械能转换为电能。2.根据权利要求1所述的基于涡激摆动的发电装置，其特征在于，所述柱状体为圆柱体；所述弧形板为“c”型弧形板或“s”型弧形板。3.根据权利要求2所述的基于涡激摆动的发电装置，其特征在于，当所述弧形板为所述“c”型弧形板时，所述“c”型弧形板包括顺次布置的第一平面连接段、半圆弧面连接段和第二平面连接段，其中，所述第一平面连接段与所述半圆弧面连接段相切，且所述第一平面连接段与所述柱状体的轴向一端相连，所述第二平面连接段与所述第一平面连接段垂直，且所述第二平面连接段、所述半圆弧面连接段的中心轴线以及所述圆柱体的中轴线位于同一平面内。4.根据权利要求3所述的基于涡激摆动的发电装置，其特征在于，所述能源转换组件为摩擦纳米发电机，其包括：底座；下摩擦盘，所述下摩擦盘位于所述底座上方，且所述下摩擦盘的下表面与所述底座的上部相连，所述下摩擦盘的上表面设置有第一摩擦材料；所述旋转轴，所述旋转轴的下端贯穿所述下摩擦盘设置，并通过轴承与所述下摩擦盘转动连接；上摩擦盘，所述上摩擦盘套设于所述旋转轴上，所述旋转轴的上端连接所述第二平面连接段，所述上摩擦盘位于所述第二平面连接段和所述下摩擦盘之间；所述上摩擦盘的下表面设置有摩擦电极性不同于所述第一摩擦材料的第二摩擦材料，所述上摩擦盘与所述下摩擦盘间隔布置，且所述上摩擦盘与所述下摩擦盘之间的距离能够保证产生摩擦起电和静电感应。5.根据权利要求4所述的基于涡激摆动的发电装置，其特征在于，所述旋转轴为二级阶梯轴，其包括同轴布置的下部轴段和上部轴段，且所述下部轴段的直径大于所述上部轴段的直径；所述轴承套设于所述下部轴段上，且所述轴承的内圈与所述下部轴段过盈配合，所述下摩擦盘套设于所述轴承的外圈外部，且所述轴承的外圈与所述下摩擦盘过盈配合；所述上摩擦盘套设于所述上部轴段上，并与所述上部轴段过盈配合；所述上部轴段的上端过其中心轴线开设有卡槽，所述卡槽贯穿所述上部轴段的径向，并沿所述上部轴段的轴向延伸；所述第二平面连接段插接于所述卡槽内，所述第二平面连接段与所述卡槽过盈配合，并通过螺栓加固。6.根据权利要求4或5所述的基于涡激摆动的发电装置，其特征在于，所述旋转轴的下端贯穿所述下摩擦盘后与一螺母连接，以限制所述轴承下移。7.根据权利要求4或5所述的基于涡激摆动的发电装置，其特征在于，所述上摩擦盘和所述下摩擦盘为直径相同的圆形摩擦盘，其中：
所述上摩擦盘的下表面通过沟槽均分为八个上扇形区域，任意呈对角布置的两个所述上扇形区域内铺设同种摩擦电极性且同种材质的所述第二摩擦材料，任意相邻两所述上扇形区域内铺设同种摩擦电极性且不同种材质的所述第二摩擦材料；所述下摩擦盘的上表面通过所述沟槽均分为四个下扇形区域，仅其中一对相对布置的所述下扇形区域内铺设所述第一摩擦材料。8.根据权利要求3所述的基于涡激摆动的发电装置，其特征在于，所述能源转换组件为电磁发电装置，其包括：外壳；磁体，所述磁体设置于所述外壳内，用于产生固定磁场；线圈，所述线圈设置于所述外壳内，并位于所述固定磁场中，所述线圈作为转子依次通过连接杆、联轴器与所述旋转轴的下端连接。9.根据权利要求8所述的基于涡激摆动的发电装置，其特征在于，所述旋转轴的上端过其中心轴线开设有卡槽，所述卡槽贯穿所述旋转轴的径向，并沿所述旋转轴的轴向延伸；所述第二平面连接段插接于所述卡槽内，所述第二平面连接段与所述卡槽过盈配合，并通过螺栓加固。10.一种发电系统，其特征在于，包括多个如权利要求1～9任意一项所述的基于涡激摆动的发电装置，且所有所述基于涡激摆动的发电装置呈阵列分布。

技术总结
本发明公开一种基于涡激摆动的发电装置及发电系统，其通过设置涡激摆动组件与能够将机械能转换为电能的能源转换组件的旋转轴相连，当水中的涡流经过时，会引起涡激摆动组件整体的摆动并带动旋转轴扭摆，从而使能源转换组件运转，将机械能转换为电能。本发明结构简单，设计巧妙，水中各个方向的水流都能引起涡激摆动组件的涡激摆动运动，因此可以最大化地利用涡流，发电可靠效率高，填补了目前涡激摆动在发电及能量收集领域的技术空白。本发明为提高输出功率，提出了发电系统，该系统中包括多个上述基于涡激摆动的发电装置，多个基于涡激摆动的发电装置联用，能够大幅增加发电系统的输出功率。的输出功率。的输出功率。


技术研发人员：宫荧 赵阳 李忠杰 彭艳
受保护的技术使用者：上海大学
技术研发日：2022.08.29
技术公布日：2022/11/29