[发明专利]一种交错式压电发电换能装置

说明书

本发明提供了一种交错式压电发电换能装置，包括顶板、底板、侧壁及压电发电换能机构，侧壁位于顶板四周并与底板连接，压电发电换能机构位于顶板与底板之间；所述顶板包括多块平铺的搓动板，搓动板之间不完全接触；所述压电发电换能机构包括传动组件及悬臂式换能组件；本发明的装置利用传动系统，将道路轮载产生的摩擦力间接作用在压电片上，实现了压电片的变形转化。同时，本发明装置的布置的压电片形变量较小，不会发生较大变形而导致功能性损坏，耐久性高。

技术领域

本发明属于道路工程领域，涉及压电发电技术，具体涉及一种交错式压电发电换能装置。

背景技术

随着工业的发展，不可再生能源消耗殆尽，发现并利用新的能源代替不可再生能源的任务已然迫在眉睫。作为清洁能源的压电发电路面技术日渐受到越来越广泛的关注，压电发电具有结构简单、不发热、无电磁干扰、无污染和易于实现小型化和集成化等优点，并因能满足低耗能产品的电能需求而成为目前研究的热点之一。

目前，压电发电技术应用的动力来源多为车辆行驶过程产生的竖直向下的压应力，而道路上存在多种轮荷，不同车辆在驶过压电装置时产生的压应力各不相同，造成间接输出效能不稳定，而采用摩擦力作为其动力来源，则克服了以上缺点，输出能效稳定。因此开发一种行驶过程舒适、应力转化稳定、能量转换效率高、耐久性好、便于维修的压电发电装置是很有必要的。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于，一种交错式压电发电换能装置，解决在道路振动机械能量的收集利用过程中载荷转化效率和能量转化效率不理想的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：

一种交错式压电发电换能装置，包括顶板、底板、侧壁及压电发电换能机构，所述侧壁位于顶板四周并与底板连接，所述压电发电换能机构位于顶板与底板之间；所述顶板包括多块平铺的搓动板，搓动板之间不完全接触；

所述压电发电换能机构包括传动组件及悬臂式换能组件；所述传动组件包括水平传动的齿轮杆，齿轮杆两端分别套有复位弹簧，在复位弹簧之间的齿轮杆上套有多个竖直伞状齿轮，齿轮杆下方与每个竖直伞状齿轮配合连接有水平伞状齿轮，穿过水平伞状齿轮的轴心设置有传动齿轮轴，位于水平伞状齿轮下的传动齿轮轴上设置有水平的齿轮，齿轮一侧与多个半齿轮波动架连接，半齿轮波动架的顶端设置有一个波动针，波动针顶端设置有一个钢球，半齿轮波动架的中部设置有固定旋转轴；搓动板的下表面设置有倾斜锯齿，所述倾斜锯齿与竖直伞状齿轮配合传动，齿轮杆的左右顶端穿过侧壁连接于侧壁上；所述悬臂式换能组件包括弧形基板及多个压电片，压电片均设置与弧形基板上，悬臂式换能组件设置于底板上，钢球与压电片接触。

特别的，水平伞状齿轮上部的传动齿轮轴的顶端设置有卡帽。齿轮下部的传动齿轮轴的底端设置有圆球支柱，圆球支柱位于底板上。

优选的，相邻所述搓动板之间的连接处呈锯齿状。

更为理想的，相邻所述搓动板之间的连接处灌注有防水橡胶填缝料。

另外，在顶板、底板及侧壁外罩有绝缘腔体，进一步，其制备材料采用尼龙工程塑料。

优选的，所述压电片采用陶瓷压电片。

交错式压电发电换能装置包括多个压电发电换能机构，在顶板下水平分布。

本发明还提供一种压电发电路面，包括沿行车方向设置于路面下的上述交错式压电发电换能装置。

本发明与现有技术相比，具有如下技术效果：

(Ⅰ)本发明的装置应力转化效果好，布置有多组压电换能装置，能量转换效率高，结构简单、安全性高、操作简便、便于维修。