[发明专利]利用压电换能器收集道路振动能量的构造及其施工方法和试验方法

说明书

本发明公开的一种利用压电换能器收集道路振动能量的构造，包括压电换能器，压电换能器包括振动压电机构，振动压电机构包括埋设于混凝土路面内的压电换能器壳体，压电换能器壳体包括下壳体和上壳体，压电换能器壳体内设置有压电陶瓷组件，上壳体顶壁与下方的压电陶瓷组件之间设置有橡胶垫，所述压电陶瓷组件包括竖陶瓷单元，陶瓷单元之间由绝缘尼龙隔开，铜片横向区隔整个陶瓷组件，各陶瓷单元之间通过铜片并联，铜片经由穿过导线通道的导电线与外部压电换能采集器连接。本发明还提供了上述压电构造的施工方法和试验方法。上述压电构造能够将道路中车辆振动机械能转化为电能并收集利用。

技术领域

本发明涉及一种利用压电换能器收集道路振动能量的构造。本发明还涉及一种上述利用压电换能器收集道路振动能量的构造的施工方法。本发明还涉及一种上述利用压电换能器收集道路振动能量的构造的试验方法。

背景技术

我国交通发展迅速，路面都要经受汽车的重复荷载作用，其能产生大量的机械能，若能通过压电换能器来发电，必然产生很好的经济与环保效益。公路上使用的照明灯、指示灯、监控设备、通讯设备、传感设备等均需要供电来维持正常使用，但随着交通建设的发展，偏远山区的建设产生许多问题，路面的需电设备无法正常使用或成本投入过高。

对于目前的压电试验，往往只在于理论方面，单一的理论计算，与实际情况往往相差甚远。因此发明了一种利用压电换能器收集道路振动能量的室内模拟试验方法，通过室内试验模型模拟道路交通，将压电换能器预置在路面内部，通过三个激振器协调加载模拟不同的实际交通环境，并最终由压电采集器收集电量，可以更加准确地得出压电换能器的收集效益。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种利用压电换能器收集道路振动能量的构造，该构造更加稳定、承载力更强、电流收集效率更高。本发明所要解决的技术问题还包括提供一种上述利用压电换能器收集道路振动能量的构造的施工方法。本发明所要解决的技术问题还包括提供一种上述利用压电换能器收集道路振动能量的构造的试验。

为此，本发明提供的利用压电换能器收集道路振动能量的构造，包括压电换能器，压电换能器包括振动压电机构，振动压电机构包括埋设于混凝土路面内的压电换能器壳体，压电换能器壳体包括下壳体和上壳体，压电换能器壳体内设置有压电陶瓷组件，上壳体顶壁与下方的压电陶瓷组件之间设置有橡胶垫，所述压电陶瓷组件包括竖陶瓷单元，陶瓷单元之间由绝缘尼龙隔开，铜片横向区隔整个陶瓷组件，各陶瓷单元之间通过铜片并联，铜片经由穿过导线通道的导电线与外部压电换能采集器连接。

本发明提供的上述利用压电换能器收集道路振动能量的构造的施工方法，包括如下步骤：

A、将所述压电陶瓷组件安装入所述压电换能器壳体中；

B、将所述压电陶瓷组件与所述压电换能采集器电连接；

C、道路铺设及换能量压电换能器的放置，包括以下：

堆路基：分层铺土，控制压实度，将土体分层铺设于路基上，每铺完一层，用滚筒压实，确保每层压实度到达一致，由此完成路基的铺设；

铺设水稳层：将提前养护压实好的水泥稳定碎石层放置在路基上；

压电换能器放置：压电换能器在密封装好后，提前预置在混凝土路面板内部，并由电线导出连接至压电换能采集器，待混凝土路面板养护压实后放置在水稳层上部；

D、将道路路面修平。

本发明提供的上述利用压电换能器收集道路振动能量的构造的试验方法，包括如下步骤：

A、将所述压电陶瓷组件安装入所述压电换能器壳体中；

B、将所述压电陶瓷组件与所述压电换能采集器电连接；

C、道路铺设及换能量压电换能器的放置，包括以下：