发明内容
[0003] 本发明提出一种水流致振压电发电机，本发明采用的实施方案是：主体的通腔左右两侧都设有体腔，两个体腔经通腔上下壁相连接，通腔的上下壁上各设有两个外销孔，上下壁的前后方向的宽度比其左右侧壁前后方向的宽度窄；挡板左右两侧的上下两端都设有挂板，挂板为L型结构，挂板经螺钉分别固定在通腔的左右侧壁上；钝体两端的导孔分别套在两个外销上，各外销上还都套有两个外弹簧，外弹簧为碟形簧，外销两端经外销孔装在上下壁上，外弹簧两端分别顶靠在钝体和上壁或下壁上，两个外销的轴线共面且相互平行；钝体为中空的圆柱壳体，钝体两端中心处经螺钉装有外磁铁，钝体的两端分别与通腔的左右侧壁相对，钝体直径比通腔的左右侧壁前后方向的宽度小。
[0004] 端盖经螺钉装在体腔端部，端盖上下两端都设有带内销孔的耳板，耳板置于体腔内，两个内销孔同轴且其轴线与外销的轴线平行；内销上套有滑块和两个内弹簧，内弹簧为碟形簧，两个内弹簧分别置于滑块上下两侧，内销的横截面为方形，内销的两端经内销孔装在耳板上，内销的两端置于内销孔内且顶靠在体腔内壁上，内弹簧两端分别顶靠在滑块和耳板上；滑块上经螺钉装有内磁铁，内磁铁靠近通腔的左右侧壁且与外磁铁正对安装，内外磁铁相吸；滑块的两侧设有凸轮，凸轮为平面凸轮且其凸轮面由两端的底面、中间的顶面及连接顶面和底面的斜面构成，凸轮面的中间处的长度方向上设有凹槽，同一凸轮上的底面与顶面间的距离为凸轮的升程。
[0005] 两个耳板的前后两侧都经压板和螺钉装有压电振子，压电振子为由等厚度的基板和压电片粘接而成的悬臂梁型预弯结构，基板的自由端设有翻边，基板的预弯半径小于压电片的预弯半径，基板靠近凸轮面；压电振子自然状态下基板与压电片粘接面的预弯半径为 其中：h为压电振子总厚度，β＝Em/Ep，Em和Ep分别为基板和压电片材料的弹性模量，Tp和k31分别为压电片材料的许用应力和机电耦合系数。
[0006] 非工作时基板自由端翻边处顶靠在凸轮面的斜面的中心处，压电振子的装配预压变形量为其许用变形量的一半，凸轮的升程不大于压电振子的许用变形量；压电振子的预弯半径无穷大且压电振子固定端两层都被夹持时 ，凸轮的最大升程为其中l为压电振子的悬臂长度、即压电振子
与凸轮接触点到固定端的长度，h为压电振子总厚度，β＝Em/Ep，Em和Ep分别为基板和压电片材料的弹性模量，Tp和k31分别为压电片材料的许用应力和机电耦合系数。
[0007] 本发明中，水流由钝体流向挡板，水流流经钝体后产生卡门漩街，漩涡的交替生成与脱落会使钝体前后两侧的水流压力交替变化从而产生使钝体沿外销上下往复振动的激振力；钝体振动使内外磁铁相互位置及作用力发生变化，从而迫使内磁铁带动滑块沿内销上下往复振动，压电振子自由端与滑块的凸轮面接触位置及变形量发生变化：压电振子自由端与凸轮面底面接触时变形量为0、与凸轮面顶面接触时变形量达到最大且为凸轮的升程，此后变形量不再随滑块振幅增加而增加，故可避免压电振子因变形量过大而损毁，可靠性高；通腔内的流体遇到挡板后，其流场及流动方向均发生变化，流动方向由原来的水平方向改成垂直方向，从而对钝体的涡激振动特性产生影响；其它条件相同时，激振力的大小及钝体的振幅与挡板的高度以及挡板与钝体表面间的最短距离有关，本发明中合理的挡板的高度及挡板与钝体的相邻表面间的最短距离均为0～3D，D为钝体的外径；工作中可通过调节挡板的高度及挡板与钝体的相邻表面间的最短距离控制钝体的振幅，流速低时增加振幅、流速高时减小振幅。
[0008] 优势与特色：①压电振子的最大变形量即为凸轮的升程，钝体振幅较大时也不至使压电振子因变形过大损毁，可靠性高；②钝体后方设置的挡板可有效调节钝体的耦合振动响应特性，易于通过调节二者间距、尺度等参数获得所需的钝体振动放大比，流速适应性及发电能力；③压电振子不与水流接触、仅受可控的单向弯曲变形，故谐振频率高及可靠性高、发电能力强。
