一种可旋转同步实现压电发电和振动抑制的装置及方法

摘要

本发明涉及一种可旋转同步实现压电发电和振动抑制的装置及方法，装置由旋转组件、压电组件和导流组件构成。旋转组件负责实现整个装置的旋转功能，压电组件和导流组件均为非对称设置，压电组件通过压电片的变形实现发电，导流组件则通过不同开孔密度的非对称孔板产生旋转所需的扭矩。海水经过压电片端部的圆柱体附柱时，会诱导压电片振动，使压电片持续变形，产生源源不断的电流。而旋转的导流板和压电片破坏了海洋立管表面的绕流边界层，影响了绕流旋涡的形成，实现了振动的抑制。本装置依附海洋立管同步实现了压电发电和振动抑制。

主权项

一种可旋转同步实现压电发电和振动抑制的装置，其特征在于：由旋转组件、压电组件和导流组件三部分构成；旋转组件由上、下两个轴承和四根导线套管(2)组成，轴承内圈(9)卡抱于海洋立管(1)外壁，轴承外圈(3)与海洋立管(1)管轴垂直的一侧端壁上沿周向均匀开有四个方形孔槽(12)，方形孔槽(12)深度为轴承外圈(3)高度的一半，其中有一对轴对称的方形孔槽(12)与壁面为内螺纹的螺纹孔(13)相通，螺纹孔(13)深度也为轴承外圈(3)高度的一半；上、下两个轴承按一个压电片的高度安装于海洋立管(1)外壁，并使上轴承外圈(3)的方形孔槽(12)开口向下，下轴承外圈(3)的方形孔槽(12)开口向上；导线套管(2)为一端开有公螺纹的圆筒管状结构，将导线套管(2)的端部公螺纹与轴承外圈(3)螺纹孔(13)的内螺纹啮合，使上、下轴承外圈(3)上各安装一对对称的导线套管(2)；压电组件由压电片、附柱(8)和绝缘导线(17)组成；压电片为外涂防水绝缘层的矩形片状结构，包括一块宽压电片(4)和一块窄压电片(5)，宽压电片(4)的宽度大于窄压电片(5)的宽度；每块压电片临近海洋立管(1)的一侧边壁上、下两端设有与方形孔槽(12)对应的矩形限位片(14)，绝缘导线(17)从矩形限位片(14)端部引出；两块压电片通过其两端的矩形限位片(14)插入上、下轴承外圈(3)与螺纹孔(13)相通的方形孔槽(12)来固定，并使矩形限位片(14)端部引出的绝缘导线(17)穿入导线套管(2)；每块压电片远离海洋立管(1)的一侧边壁布设有一根圆柱体附柱(8)，附柱(8)高度等于压电片高度，附柱(8)两端卡装有紧固钢圈(16)，通过紧固钢圈(16)伸出的耳片由螺栓紧固于压电片侧壁；宽压电片(4)与窄压电片(5)位于同一平面，且关于海洋立管(1)管轴对称布置；导流组件由两块导流板组成，分别为密孔导流板(6)和疏孔导流板(7)，导流板的高度等于压电片的高度；每块导流板由一块开有圆形导流孔的矩形孔板和一块实心矩形板呈小于90°的夹角衔接而成，其横截面呈斜T形状；两块导流板的矩形孔板外侧壁衔接的斜置实心矩形板相互平行，密孔导流板(6)上的开孔密度大于疏孔导流板(7)上的开孔密度；每块导流板临近海洋立管(1)的一侧边壁上、下两端设有与方形孔槽(12)对应的矩形限位片(14)，两块导流板通过其两端的矩形限位片(14)插入上、下轴承外圈(3)与螺纹孔(13)不相通的方形孔槽(12)来固定；密孔导流板(6)的矩形孔板与疏孔导流板(7)的矩形孔板位于同一平面，且关于海洋立管(1)管轴对称布置。