[实用新型]利用桥头跳车振动冲击能量压电发电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种利用桥头跳车振动冲击能量压电发电装置。

背景技术

改革开放以来，随着我国国民经济的不断发展，公路等级也愈来愈高， 同时随着公路等级的提高,涵洞，通道，桥梁等构造物在公路里程中所占比 例越来越大"到2009年年底,全国公路桥梁达62.19万座,2726.06万米,比 2008年来增加2.73万座,201.37万米,其中特大桥梁1699座,288.66万米" 由于高等级公路线型标准高,桥涵,通道等构造物较密集,车辆行驶速度高, 高等级公路桥头跳车问题十分普遍。若能将跳车振动冲击能量充分回收并转 化为电能，会产生巨大的社会价值和经济效益。

压电材料的压电效应可实现由于冲击和振动产生的机械能向电能的转 化，压电材料能够通过正压电效应完成从机械能到电能的转换，是压电发电 装置的核心功能，具有力电耦合性。利用压电换能器将桥头跳车振动冲击巨 大的机械能转化为电能，其产生的电能将是十分可观的。

发明内容

针对现有技术中存在的问题或缺陷，本实用新型的目的在于，提供利用 桥头跳车振动冲击能量压电发电装置。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

利用桥头跳车振动冲击能量压电发电装置，桥头设置有搭板，包括压电 装置、整流器、DC/DC变换器和储能装置，其中，压电装置连接整流器，整 流器连接DC/DC变换器，DC/DC变换器与储能装置连接；压电装置埋设在桥 头和搭板的端部。

具体地，所述压电装置包括弹性传力层，弹性传力层的下方设置压电叠 堆。

具体地，所述整流器包括二极管D1，二极管D2，二极管D3和二极管 D4，其中，二极管D1的负极连接二极管D3的负极，且二者串联，二极管 D2的正极连接二极管D4的正极，且二者串联；二极管D1和二极管D3形成 的整体与二极管D2和二极管D4形成的整体并联。

具体地，所述DC/DC变换器包括电感L1、电容L1、功率开关K1、功率 开关K2和二极管D5，其中，功率开关K1的集电极连接二极管D1与二极管 D3的连接结点，功率开关K1的发射极连接电容L1的正极和功率开关K2的 集电极，功率开关K2的集电极连接二极管D5的负极和电容L1的一端，二 极管D5的正极连接电容L1的负极和二极管D2与二极管D4的连接结点。

可选地，所述储能装置采用UPS电源10，UPS电源的正极连接电容L1 的另一端，UPS电源10的负极连接二极管D5的正极。

可选地，压电叠堆采用的压电材料为PZT压电陶瓷。

与现有技术相比，本实用新型具有以下技术效果：

1、设置压电装置，将不断接收上方传递下来的冲击力，将机械能转化 为电能，所产生的电能能够为道路的信号灯、提示灯、照明灯、监控系统等 提供电能，达到节能环保的要求，具有显著的社会价值和经济价值。

2、采用压电叠堆的发电方式，压电材料采用PZT压电陶瓷，是一种介 质发电方式，比其他类型的发电机结构简单，响应更快；所采用的压电材料 具有很高的能量密度，重量小，体积小，便于安装和施工。

3、设置弹力传力层能够有效地缓解车辆对路面的冲击，相当于在路面 设置一层路面抗冲击层。

4、本实用新型的装置应用广泛，不仅可以安置在桥头和搭板端部，也 可以安置在整个路段，适合多种路面结构。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构图；

图2是压电装置的安装位置正视图；

图3是压电装置的安装位置俯视图；

图4是压电装置的安装位置剖视图；

图5是压电装置结构示意图；

图6是本实用新型的电路结构图；

图中标号代表：1—桥头，2—搭板，3—压电装置，301—弹性传力层， 302—压电叠堆，4—整流器，5—DC/DC变换器，6—储能装置，7—用电负 载，8—沥青面层，9—路面路表磨耗层，10—UPS电源。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的方案做进一步详细地解 释和说明。

具体实施方式