[發明專利]一種交錯式壓電發電換能裝置

有效

• 申請號: 201711023108.2
• 申請日: 2017-10-27
• 公開（公告）號: CN107979304B
• 公開（公告）日: 2019-07-30
• 發明（設計）人: 王朝輝;王夢浩;張璐;張棟梁;李強;李彥偉;石鑫;高志偉;王海梁
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: H02N2/18
• 分類號: H02N2/18
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 李婷

本發明提供了一種交錯式壓電發電換能裝置，包括頂板、底板、側壁及壓電發電換能機構，側壁位于頂板四周并與底板連接，壓電發電換能機構位于頂板與底板之間；所述頂板包括多塊平鋪的搓動板，搓動板之間不完全接觸；所述壓電發電換能機構包括傳動組件及懸臂式換能組件；本發明的裝置利用傳動系統，將道路輪載產生的摩擦力間接作用在壓電片上，實現了壓電片的變形轉化。同時，本發明裝置的布置的壓電片形變量較小，不會發生較大變形而導致功能性損壞，耐久性高。

技術領域

本發明屬于道路工程領域，涉及壓電發電技術，具體涉及一種交錯式壓電發電換能裝置。

背景技術

隨著工業的發展，不可再生能源消耗殆盡，發現并利用新的能源代替不可再生能源的任務已然迫在眉睫。作為清潔能源的壓電發電路面技術日漸受到越來越廣泛的關注，壓電發電具有結構簡單、不發熱、無電磁干擾、無污染和易于實現小型化和集成化等優點，并因能滿足低耗能產品的電能需求而成為目前研究的熱點之一。

目前，壓電發電技術應用的動力來源多為車輛行駛過程產生的豎直向下的壓應力，而道路上存在多種輪荷，不同車輛在駛過壓電裝置時產生的壓應力各不相同，造成間接輸出效能不穩定，而采用摩擦力作為其動力來源，則克服了以上缺點，輸出能效穩定。因此開發一種行駛過程舒適、應力轉化穩定、能量轉換效率高、耐久性好、便于維修的壓電發電裝置是很有必要的。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的在于，一種交錯式壓電發電換能裝置，解決在道路振動機械能量的收集利用過程中載荷轉化效率和能量轉化效率不理想的技術問題。

為了解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案予以實現：

一種交錯式壓電發電換能裝置，包括頂板、底板、側壁及壓電發電換能機構，所述側壁位于頂板四周并與底板連接，所述壓電發電換能機構位于頂板與底板之間；所述頂板包括多塊平鋪的搓動板，搓動板之間不完全接觸；

所述壓電發電換能機構包括傳動組件及懸臂式換能組件；所述傳動組件包括水平傳動的齒輪桿，齒輪桿兩端分別套有復位彈簧，在復位彈簧之間的齒輪桿上套有多個豎直傘狀齒輪，齒輪桿下方與每個豎直傘狀齒輪配合連接有水平傘狀齒輪，穿過水平傘狀齒輪的軸心設置有傳動齒輪軸，位于水平傘狀齒輪下的傳動齒輪軸上設置有水平的齒輪，齒輪一側與多個半齒輪波動架連接，半齒輪波動架的頂端設置有一個波動針，波動針頂端設置有一個鋼球，半齒輪波動架的中部設置有固定旋轉軸；搓動板的下表面設置有傾斜鋸齒，所述傾斜鋸齒與豎直傘狀齒輪配合傳動，齒輪桿的左右頂端穿過側壁連接于側壁上；所述懸臂式換能組件包括弧形基板及多個壓電片，壓電片均設置與弧形基板上，懸臂式換能組件設置于底板上，鋼球與壓電片接觸。

特別的，水平傘狀齒輪上部的傳動齒輪軸的頂端設置有卡帽。齒輪下部的傳動齒輪軸的底端設置有圓球支柱，圓球支柱位于底板上。

優選的，相鄰所述搓動板之間的連接處呈鋸齒狀。

更為理想的，相鄰所述搓動板之間的連接處灌注有防水橡膠填縫料。

另外，在頂板、底板及側壁外罩有絕緣腔體，進一步，其制備材料采用尼龍工程塑料。

優選的，所述壓電片采用陶瓷壓電片。

交錯式壓電發電換能裝置包括多個壓電發電換能機構，在頂板下水平分布。

本發明還提供一種壓電發電路面，包括沿行車方向設置于路面下的上述交錯式壓電發電換能裝置。

本發明與現有技術相比，具有如下技術效果：

(Ⅰ)本發明的裝置應力轉化效果好，布置有多組壓電換能裝置，能量轉換效率高，結構簡單、安全性高、操作簡便、便于維修。