[发明专利]一种交通荷载下基于简支梁式的瓦特级压电换能装置及压电设备

权利要求书

1.一种交通荷载下基于简支梁式的瓦特级压电换能装置，包括压电换能器装置，其特征是：所述压电换能器装置包括壳体、多个压电梁式单元和能量收集单元，所述压电梁式单元和能量收集单元置于壳体内，压电梁式单元通过导线与能量收集单元电性连接，所述压电梁式单元包括梁式支撑组件、多个压电薄片组件和金属传力板，所述梁式支撑组件包括两个相对设置的支撑构件，支撑构件呈简支梁式结构，两个相对设置的支撑构件的梁跨之间竖向设置金属传力板，多个压电薄片组件依次穿过金属传力板，且多个压电薄片组件两端依次横向插接于两个支撑构件之间，多个压电薄片组件呈简支排列。

2.根据权利要求1所述的一种交通荷载下基于简支梁式的瓦特级压电换能装置，其特征是：所述壳体包括上盖板、下底板和侧壁，侧壁由分段式侧壁组成，侧壁分别固定在下底板外侧部，所述上盖板底部装有橡胶缓冲层，所述下底板中刻有多组与压电梁式单元适配的凹槽组，凹槽组包括传力板槽和两个支撑构件槽，所述侧壁内壁具有与压电梁式单元支撑构件对应并适配的插槽，压电梁式单元置于壳体内时，所述压电梁式单元的外侧支撑构件沿插槽插入，支撑构件底部置于对应的支撑构件槽内，金属传力板置于对应的传力板槽内。

3.根据权利要求1或2所述的一种交通荷载下基于简支梁式的瓦特级压电换能装置，其特征是：所述压电薄片组件由包括压电陶瓷和不锈钢基板组成，压电陶瓷固定在不锈钢基板上，压电陶瓷和不锈钢基板与导线一端焊接，所述导线另一端与能量收集单元连接。

4.根据权利要求3所述的一种交通荷载下基于简支梁式的瓦特级压电换能装置，其特征是：所述能量收集单元包括整流单元和集成电路，所述整流单元为具有整流桥的线路板，多个压电薄片组件分别通过导线与线路板上的整流桥连接，所述集成电路为能量管理芯片，所述能量管理芯片与线路板导线连接。

5.根据权利要求1或2或4所述的一种交通荷载下基于简支梁式的瓦特级压电换能装置，其特征是：支撑构件侧壁刻有多个均匀排布的支座槽，两个支撑构件的支座槽相对设置，压电薄片组件两端分别插入支座槽内，当压电薄片组件两端插入支座槽内后，支座槽与压电薄片组件之间留有位移空间，位移空间供压电薄片组件在支座槽内位移。

6.一种交通荷载下基于简支梁式的瓦特级压电换能装置，包括压电换能器装置，其特征是：包括压电薄片组件、简支支座、下底板和传力杆，简支支座固定在下底板上，所述简支内具有支撑凸沿，压电薄片组件置于支撑凸沿上，传力棒固定在压电薄片组件上。

7.一种基于权利要求1所述的交通荷载下基于简支梁式的瓦特级压电换能装置的压电设备，其特征是：包括多个压电换能器装置，多个压电换能装置竖向设置并由传力装置连接安装，压电换能器装置的壳体内腔设置有多组环形压电组件，所述环形压电组件设于相邻压电薄片组件之间空隙处，所述传力装置包括至少两根传力杆、底板和上加载板，所述传力杆依次穿过多个压电换能装置，传力杆底部穿出底部压电换能装置与底板连接，所述传力杆顶部延伸出顶部压电换能器装置并于上加载板固定，所述相邻压电换能装置之间设置有中间加载板，所述传力杆穿过压电换能装置时，由压电换能器壳体的上盖板穿入壳体内腔，并穿过环形压电组件中间处，再由压电换能器壳体的下底板穿出。

8.根据权利要求7所述的一种交通荷载下基于简支梁式瓦特级压电换能装置的压电设备，其特征是：所述多个压电换能器装置的数量优选三个，包括顶部压电换能器、中间部压电换能器和底部压电换能器，中间加载板包括中加载板和下加载板，所述顶部压电换能器和中间部压电换能器之间设置中加载板，中间部压电换能器与底部压电换能器之间设置下加载板，所述上加载板与顶部压电换能器壳体上盖板之间设置多个第一弹力装置，第一弹力装置分别套接传力杆上，所述中加载板上端部抵于顶部压电换能器的壳体下底板底部，中加载板下端部与中间部压电换能器的壳体上盖板之间设置多个第二弹力装置，第二弹力装置分别套接在传力杆上，所述下加载板上端面抵于中间部压电换能器壳体下底板底部，下加载板下端面抵于底部压电换能器壳体上盖板顶部，所述第一弹力装置长度大于第二弹力装置长度。