[發明專利]一種交通荷載作用下懸臂式壓電轉換裝置

在審

• 申請號: 201910202339.2
• 申請日: 2019-03-18
• 公開（公告）號: CN109889095A
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: 王軍;丁亞光;趙小夏;符洪濤;蔡袁強;郭林;王鵬;谷川;高世虎;袁國輝;孫奇;董全楊;倪俊峰;高紫陽
• 申請（專利權）人: 溫州大學
• 主分類號: H02N2/18
• 分類號: H02N2/18
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司 33241
• 代理人: 孫曉林

本發明公開了一種交通荷載作用下懸臂式壓電轉換裝置，包括殼體，所述殼體包括上殼體和下殼體，所述上殼體上端部設有向上拱起的拱形銅片，所述下殼體下端部具有呈水平狀態的平形銅片，所述拱形銅片下端面連接有銅柱，所述銅柱的底部均勻插接多個壓電懸臂梁，所述殼體內設有集成電路板，集成電路板與壓電懸臂梁通過第一導線連接，所述集成電路板上具有第二導線引出殼體外。該壓電轉換裝置使用壽命長，能最大限度的采集電能，產生更高的電壓能。

技術領域

本發明涉及一種交通荷載作用下懸臂式壓電轉換裝置。

背景技術

壓電發電技術作為一種重要的能源轉換技術，在實際生活中得到了廣泛的應用，在道路交通領域也正逐步得以利用，在車輛交通荷載作用下，通過壓電轉換裝置將車輛機械能轉換成電能。但是現有的的壓電轉換裝置若鋪設在道路表面，很容易損傷，使用壽命短。若裝置埋置較深，壓電轉換的效率低。

發明內容

鑒于背景技術存在的不足，本發明所要解決的技術問題是提供一種使用壽命長、壓電轉換率高的一種交通荷載作用下懸臂式壓電轉換裝置。

本發明是采取如下技術方案來完成的一種交通荷載作用下懸臂式壓電轉換裝置，包括殼體，所述殼體包括上殼體和下殼體，所述上殼體上端部設有向上拱起的拱形銅片，所述下殼體下端部具有呈水平狀態的平形銅片，所述拱形銅片下端面連接有銅柱，所述銅柱的底部均勻插接多個壓電懸臂梁，所述殼體內設有集成電路板，集成電路板與壓電懸臂梁通過第一導線連接，所述集成電路板上具有第二導線引出殼體外。

本發明中，殼體上端的拱形銅片和下端的平形銅片與殼體形成雙重保護的作用。拱形銅片向上拱起，拱形銅片下端面與殼體之間具有壓縮空間，在交通荷載作用下，拱形銅片受力后能產生更大的變形，帶動壓電懸臂梁彎曲變形更加明顯，從而產生更高的壓電能,擺錘式懸臂結構，能夠有效延長壓電轉換裝置的做功時間，從而產生更高的壓電能。

附圖說明

本發明有如下附圖：

圖1為本發明中的一種交通荷載作用下懸臂式壓電轉換裝置的剖面結構示意圖；

圖2為圖1中一種交通荷載作用下懸臂式壓電轉換裝置的殼體的結構示意圖；

圖3為圖1中的一種交通荷載作用下懸臂式壓電轉換裝置的上殼體的底部結構示意圖；

圖4為圖1中的一種交通荷載作用下懸臂式壓電轉換裝置的下殼體的頂部結構示意圖；

圖5為圖1中的一種交通荷載作用下懸臂式壓電轉換裝置的壓電懸臂梁的結構示意圖；

圖6為圖5中的一種交通荷載作用下懸臂式壓電轉換裝置的壓電懸臂梁的側面結構示意圖；

具體實施方式。

附圖表示了本發明的技術方案及其實施例，下面再結合附圖進一步描述其實施例的各有關細節及其工作原理。

參照圖1、圖2、圖3、圖4、圖5和圖6所示，本發明提供一種交通荷載作用下懸臂式壓電轉換裝置，包括殼體，所述殼體包括上殼體1和下殼體2，上殼體1上端部設有向上拱起的拱形銅片3，所述下殼體2下端部具有呈水平狀態的平形銅片4，所述拱形銅片3下端面連接有銅柱5，所述銅柱5的底部均勻插接多個壓電懸臂梁6，所述銅柱5連接在拱形銅片3下表面中間端，拱形銅片3下端面與上殼體之間具有中空空間7，所述上殼體1設有與銅柱5匹配的開孔8，所述銅柱5穿過開孔8并能在開孔8內上下移動，銅柱5底部設有孔槽9，多個壓電懸臂梁6均勻插接在銅柱5底部孔槽內，兩兩壓電懸臂梁6之間的夾角均相同，所述下殼體2設有設有與壓電懸臂梁6相對應的條形槽11，所述壓電懸臂梁6置于條形槽11內，所述壓電懸臂梁6可在條形槽11的空腔內變形彎曲，所述條形槽11數量與壓電懸臂梁6相同，所述壓電懸臂梁6包括銅片12，銅片12的上端面和下端面均連接有壓電陶瓷晶片13，銅片12與壓電陶瓷晶片13通過導電膠連接，壓電陶瓷晶片13在彎曲變形中產生電荷，在交通荷載作用下，拱形銅片3下壓變形通過銅柱最大限度的帶動壓電懸臂梁6彎曲變形，當荷載作用撤去，拱形銅片3回彈，壓力懸臂梁6在拱形銅片3下壓和回彈的過程中反復彎曲變形，所述壓電懸臂梁6外端部具有金屬小錘14，在壓電懸梁臂6反復彎曲回彈的過程中，金屬小錘14增大壓電懸臂梁變形弧度且延長其擺動時間，在壓電懸臂梁6反復彎曲變形和金屬小錘14的作用下，延長壓電懸臂梁做功時間，壓電陶瓷晶片13在反復彎曲變形中產生更高的電能，所述下殼體設有的安置槽15，集成電路板16置于安置槽15內，所述安置槽15位于條形槽11的中心區域，所述安置槽15位于銅柱5下方，所述集成電路板16與壓電懸臂梁6通過第一導線22連接，壓電懸臂梁6產生的電荷均收集至集成電路板16上，所述安置槽15開有通孔18，所述集成電路板16上設有第二導線19，所述第二導線穿過通孔引出殼體外，集成電路板16上的電能通過第二導線19將電能引出，所述上殼體1底部邊緣具有若干均勻分布的凹形槽20，所述下殼體2上端部邊緣具有與凹形槽20匹配的凸形槽21，凹形槽20與凸形槽21相互插接并通過環氧膠固定粘結，所述上殼體上層和下殼體的下層均為實心層10，所述殼體材質為GF尼龍塑料，殼體上端的拱形銅片3和下端的平形銅片4與殼體形成雙重保護的作用，延長該裝置的使用壽命。