一種v型發(fā)電路面壓電換能裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種V型發(fā)電路面壓電換能裝置，在剛性保護(hù)外殼的內(nèi)，設(shè)置有兩個(gè)彈性變形板，形成一個(gè)V型，所述的彈性變形板的兩側(cè)分別貼有壓電發(fā)電晶片；剛性頂板下設(shè)置有傳力板，傳力板將施加在剛性頂板上的荷載放大傳遞給彈性變形板；彈性變形板兩側(cè)的壓電發(fā)電晶片各自連接有一條導(dǎo)線，導(dǎo)線穿出設(shè)置在剛性側(cè)壁上的導(dǎo)線孔將導(dǎo)線引出。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便；本實(shí)用新型能夠提高壓電發(fā)電晶片的力-電轉(zhuǎn)換效率。本實(shí)用新型外部存在剛性保護(hù)措施，能夠避免荷載作用下大粒徑骨料對(duì)壓電發(fā)電晶片的損傷。
【專利說明】一種V型發(fā)電路面壓電換能裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于道路工程領(lǐng)域，涉及換能裝置，具體涉及一種V型發(fā)電路面壓電 換能裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國(guó)公路建設(shè)日益完善。從開放交通到壽命終結(jié)，路面 將承受數(shù)百萬次的車輛荷載，車輛荷載沖擊、震動(dòng)路面將會(huì)產(chǎn)生非常可觀的機(jī)械能，然而這 些機(jī)械能在通常情況下都以熱能形式消散在自然界中。我國(guó)"十二五"規(guī)劃強(qiáng)調(diào)要發(fā)展綠 色、環(huán)保、低碳經(jīng)濟(jì)，交通部也要求公路建設(shè)應(yīng)具有可持續(xù)發(fā)展理念。因此，若將此機(jī)械能轉(zhuǎn) 化為電能，將帶來巨大的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。
[0003] 現(xiàn)有發(fā)電路面技術(shù)尚未成熟，基本都處于初步探索階段，其中壓電發(fā)電模式具有 較高的力電轉(zhuǎn)換效率等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注。通過壓電模式將道路交通荷載所產(chǎn)生的部分機(jī)械 能轉(zhuǎn)化為電能，是一種理想的能量利用方式?，F(xiàn)階段道路壓電發(fā)電技術(shù)多依靠埋置于路面 內(nèi)的壓電換能器或壓電晶片實(shí)現(xiàn)力電轉(zhuǎn)換。然而，在車輛荷載作用下，大粒徑骨料會(huì)對(duì)埋置 于路面內(nèi)部的壓電換能器或壓電發(fā)電晶片產(chǎn)生較大作用力，壓電發(fā)電晶片使用壽命較短。 由此可見，開發(fā)出一種新型路用壓電換能器，在不影響道路結(jié)構(gòu)并具備較大破壞強(qiáng)度的情 況下，能夠?qū)崿F(xiàn)力電轉(zhuǎn)換，具備重大研究意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型的目的在于，提供一種V型發(fā)電路面壓電 換能裝置，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，實(shí)用性強(qiáng)，可廣泛用于高速公路、城市道路和特殊地區(qū)道 路以及舊路改造。
[0005] 為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：
[0006] -種V型發(fā)電路面壓電換能裝置，包括剛性側(cè)壁和固定于其底面的剛性底板及扣 蓋在其頂部的剛性頂板，在剛性側(cè)壁的頂端位置和頂端剛性頂板之間粘貼固定一圈彈性橡 膠墊，整體組合構(gòu)成一個(gè)能夠承受荷載作用的剛性保護(hù)外殼；
[0007] 在剛性保護(hù)外殼的內(nèi)，設(shè)置有兩個(gè)彈性變形板，兩個(gè)彈性變形板的頂端與分別頂 板兩側(cè)相連，兩個(gè)彈性變形板的低端匯聚在剛性底板的中間位置，形成一個(gè)V型，所述的彈 性變形板的兩側(cè)分別貼有壓電發(fā)電晶片；
[0008] 在剛性保護(hù)外殼的內(nèi)，剛性頂板下設(shè)置有傳力板，傳力板下端設(shè)置有截面為"倒T 形"的壓力放大機(jī)構(gòu)，壓力放大機(jī)構(gòu)在同一平面上的兩端支在V型的兩個(gè)彈性變形板上，壓 力放大機(jī)構(gòu)與兩個(gè)端部所在平面垂直的第三個(gè)端部頂在傳力板上，將施加在剛性頂板上的 荷載放大傳遞給彈性變形板；
[0009] 彈性變形板兩側(cè)的壓電發(fā)電晶片各自連接有一條導(dǎo)線，導(dǎo)線穿出設(shè)置在剛性側(cè)壁 上的導(dǎo)線孔將導(dǎo)線引出。
[0010] 本實(shí)用新型還具有如下技術(shù)特征： toon] 所述的剛性保護(hù)外殼為矩形。
[0012] 所述的傳力板為截面為倒梯形的殼體。
[0013] 本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益技術(shù)效果：
[0014] 本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便；本實(shí)用新型能夠提高壓電發(fā)電晶片的力-電轉(zhuǎn) 換效率。本實(shí)用新型外部存在剛性保護(hù)措施，能夠避免荷載作用下大粒徑骨料對(duì)壓電發(fā)電 晶片的損傷。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，發(fā)電性能好，實(shí)用性強(qiáng)，可廣泛用于高速公 路、城市道路和特殊地區(qū)道路以及舊路改造。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)剖面示意圖。
[0016] 圖中各個(gè)標(biāo)號(hào)的含義為：1-剛性側(cè)壁，2-剛性底板，3-剛性頂板，4-彈性變形板， 5_壓電發(fā)電晶片，6-傳力板，7-壓力放大機(jī)構(gòu)，8-彈性橡膠墊，9-導(dǎo)線，10-導(dǎo)線孔。
[0017] 以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的具體內(nèi)容作進(jìn)一步詳細(xì)地解釋說明。

【具體實(shí)施方式】
[0018] 以下給出本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，需要說明的是本實(shí)用新型并不局限于以下具 體實(shí)施例，凡在本申請(qǐng)技術(shù)方案基礎(chǔ)上做的等同變換均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0019] 實(shí)施例：
[0020] 遵從上述技術(shù)方案，如圖1所示，本實(shí)施例給出一種V型發(fā)電路面壓電換能裝置， 包括剛性側(cè)壁1和固定于其底面的剛性底板2及扣蓋在其頂部的剛性頂板3,其特征在于： 在剛性側(cè)壁1的頂端位置和頂端剛性頂板3之間粘貼固定一圈彈性橡膠墊8,整體組合構(gòu)成 一個(gè)能夠承受荷載作用的剛性保護(hù)外殼；
[0021] 在剛性保護(hù)外殼的內(nèi)，設(shè)置有兩個(gè)彈性變形板4,兩個(gè)彈性變形板4的頂端與分別 頂板3兩側(cè)相連，兩個(gè)彈性變形板4的低端匯聚在剛性底板2的中間位置，形成一個(gè)V型， 所述的彈性變形板的兩側(cè)分別貼有壓電發(fā)電晶片5 ;
[0022] 在剛性保護(hù)外殼的內(nèi)，剛性頂板3下設(shè)置有傳力板6,傳力板6下端設(shè)置有截面為 "倒T形"的壓力放大機(jī)構(gòu)7,壓力放大機(jī)構(gòu)7在同一平面上的兩端支在V型的兩個(gè)彈性變 形板4上，壓力放大機(jī)構(gòu)7與兩個(gè)端部所在平面垂直的第三個(gè)端部頂在傳力板6上，將施加 在剛性頂板3上的荷載放大傳遞給彈性變形板4 ;
[0023] 彈性變形板4兩側(cè)的壓電發(fā)電晶片5各自連接有一條導(dǎo)線9,導(dǎo)線9穿出設(shè)置在剛 性側(cè)壁1上的導(dǎo)線孔10將導(dǎo)線9引出。
[0024] 剛性保護(hù)外殼為矩形，便于彈性變形板4固定著力。傳力板6為截面為倒梯形的 殼體。
[0025] 彈性橡膠墊8在道路荷載對(duì)頂板3的作用力下可產(chǎn)生一定的壓縮變形，頂板3可 產(chǎn)生一定的堅(jiān)向位移，彈性橡膠墊8的厚度為剛性保護(hù)外殼厚度的1/7?1/10。
[0026] 壓力放大機(jī)構(gòu)7將應(yīng)力擴(kuò)大，彈性變形板4發(fā)生翹曲變形，粘貼在變形板兩側(cè)的壓 電發(fā)電晶片5也產(chǎn)生相應(yīng)的形變，從而產(chǎn)生電荷。
[0027] 使用過程：在鋪筑浙青路面時(shí)，中面層鋪筑完成但未完全成型時(shí)，根據(jù)壓電換能器 尺寸開挖合適的坑槽，將本實(shí)用新型的發(fā)電路面壓電換能裝置埋置在道路坑槽中，依據(jù)道 路交通量合理布設(shè)間距、尺寸，同時(shí)布設(shè)電能收集電路，然后鋪筑道路上面層，碾壓壓實(shí)成 型即可。
【權(quán)利要求】
1. 一種V型發(fā)電路面壓電換能裝置，包括剛性側(cè)壁（1)和固定于其底面的剛性底板 ⑵及扣蓋在其頂部的剛性頂板（3)，其特征在于：在剛性側(cè)壁⑴的頂端位置和頂端剛性 頂板（3)之間粘貼固定一圈彈性橡膠墊（8)，整體組合構(gòu)成一個(gè)能夠承受荷載作用的剛性 保護(hù)外殼； 在剛性保護(hù)外殼的內(nèi)，設(shè)置有兩個(gè)彈性變形板（4)，兩個(gè)彈性變形板（4)的頂端與分別 頂板⑶兩側(cè)相連，兩個(gè)彈性變形板⑷的低端匯聚在剛性底板⑵的中間位置，形成一個(gè) V型，所述的彈性變形板的兩側(cè)分別貼有壓電發(fā)電晶片（5); 在剛性保護(hù)外殼的內(nèi)，剛性頂板（3)下設(shè)置有傳力板（6)，傳力板（6)下端設(shè)置有截面 為"倒T形"的壓力放大機(jī)構(gòu)（7)，壓力放大機(jī)構(gòu)（7)在同一平面上的兩端支在V型的兩個(gè) 彈性變形板（4)上，壓力放大機(jī)構(gòu)（7)與兩個(gè)端部所在平面垂直的第三個(gè)端部頂在傳力板 (6)上，將施加在剛性頂板（3)上的荷載放大傳遞給彈性變形板（4); 彈性變形板（4)兩側(cè)的壓電發(fā)電晶片（5)各自連接有一條導(dǎo)線（9)，導(dǎo)線（9)穿出設(shè)置 在剛性側(cè)壁（1)上的導(dǎo)線孔（10)將導(dǎo)線（9)引出。
2. 如權(quán)利要求1所述的V型發(fā)電路面壓電換能裝置，其特征在于：所述的剛性保護(hù)外 殼為矩形。
3. 如權(quán)利要求1所述的V型發(fā)電路面壓電換能裝置，其特征在于：所述的傳力板（6)為 截面為倒梯形的殼體。
【文檔編號(hào)】H02N2/18GK203896223SQ201420326487
【公開日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2014年6月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月18日
【發(fā)明者】王朝輝, 李彥偉, 封棟杰, 董彪, 趙永禎, 高志偉, 鄭晨 申請(qǐng)人:長(zhǎng)安大學(xué)