[發明專利]一種基于壓電基板的聚能系統布設方法

有效

• 申請號: 201810052825.6
• 申請日: 2018-01-19
• 公開（公告）號: CN108316073B
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發明（設計）人: 王朝輝;肖緒蕩;李彥偉;張璐;王帥;高志偉;張棟梁;石鑫;王海梁;張廉
• 申請（專利權）人: 長安大學;石家莊市環城公路建設指揮部辦公室
• 主分類號: E01C1/00
• 分類號: E01C1/00;H02N2/18
• 代理公司: 61216 西安恒泰知識產權代理事務所
• 代理人: 王孝明

本發明提供了一種基于壓電基板的聚能系統布設方法，該方法通過確定道路對應的車輛類型、確定壓電基板的橫向尺寸和間距、確定壓電基板的縱向尺寸和間距和聚能系統布設來實現。本發明的布設方法充分考慮了在不同等級道路、不同類型車道的輪跡帶分布特性，并通過約束方程，優化壓電基板沿道路方向尺寸，將壓電基板以間斷方式布設與道路路面內部，且能保證行駛的車輛始終可碾壓發電裝置，實現單軸可連續碾壓發電狀態，提高了壓電基板的利用效率，節約投入成本。

技術領域

本發明屬于道路工程領域，涉及壓電發電技術，具體涉及一種基于壓電基板的聚能系統布設方法。

背景技術

隨著道路機械振動能轉換為電能的壓電發電技術日漸成熟，壓電發電裝置結構不斷完善，將壓電發電裝置鋪設于實際道路路面內部，已經成功實現車道路機械振動能轉化為電能。目前，壓電發電裝置多采用間隔隨機鋪設或滿鋪整個道路路面中，存在壓電發電裝置利用率較低且成本高的問題，一定程度上阻礙了道路壓電發電技術的廣泛推廣。現急需一種指導壓電發電裝置在道路中鋪設陣列方法，來提高壓電基板的利用率，降低成本。

發明內容

針對現有技術中存在的不足，本發明的目的在于，提供一種基于壓電基板的聚能系統布設方法，解決現有技術中的布設方法使得壓電基板的利用率低的技術問題。

為了解決上述技術問題，本申請采用如下技術方案予以實現：

一種基于壓電基板的聚能系統布設方法，其特征在于，該方法按照以下步驟進行：

步驟一，確定道路對應的車輛類型：

判斷待鋪設壓電基板的道路的道路類型，將待鋪設壓電基板的道路分為城市外環快速路、城市內環快速路、高速公路快車道、高速公路慢車道和二級公路五種道路類型；

當道路類型為城市外環快速路、城市內環快速路、高速公路快車道和二級公路時，待鋪設壓電基板的道路上的行駛車輛設定為小型汽車；

當道路類型為高速公路慢車道時，待鋪設壓電基板的道路上的行駛車輛設定為大型卡車；

步驟二，確定壓電基板的橫向尺寸和間距：

根據步驟一得到的道路類型，確定待鋪設壓電基板的道路的道路輪跡帶的輪跡帶寬度和輪跡帶間距；

設定壓電基板的橫向尺寸y＝待鋪設壓電基板的道路的道路輪跡帶的輪跡帶寬度；

設定壓電基板的橫向間距H＝待鋪設壓電基板的道路的道路輪跡帶的輪跡帶間距；

步驟三，確定壓電基板的縱向尺寸和間距：

壓電基板的縱向尺寸需要滿足第一狀態方程z＝qx₁+2x₁+a；

壓電基板的縱向尺寸需要滿足第二狀態方程z＝qx₂+2x₂+a；

將q從1開始連續賦正整數值，在qx₁≤z且qx₂≤z的約束條件下，每個q的值對應得到一組x₁和x₂的值，對每組x₁和x₂的值求差的絕對值，保留差的絕對值最小的一組x₁和x₂的值，將該差的絕對值最小的一組x₁和x₂的值帶入方程中，得到壓電基板的縱向尺寸x；

位于同一輪跡帶上的相鄰兩個壓電基板之間的縱向間距L＝qx；

其中：

a為車輛的輪跡當量圓直徑，單位mm；

z為車輛的軸距，單位為mm；