[发明专利]一种电缆式路面压电能量收集装置

权利要求书

1.一种电缆式路面压电能量收集装置，其特征在于：包括能量转换和能量收集两部分；所述能量转换部分（1）包括压电单元（2）、柔性芯轴（3）、塑形外壳（4）；能量转换部分（1）采用柔性芯轴（3）贯穿压电单元（2）中心，并在最外层包裹塑形外壳（4）的结构形式，将多个压电单元（2）与柔性芯轴（3）连接为一体；塑形外壳（4）用于保护能量转换部分，并实现压电单元（2）在柔性芯轴（3）上的定位；能量收集部分（5）用于将能量转换部分（1）生成的电能进行转换和存储。

2.根据权利要求1所述的一种电缆式路面压电能量收集装置，其特征在于：所述压电单元（2）包含压电体（6）、承载体（7）和整流体（8），且压电体（6）和承载体（7）交替布置，整流体（8）位于承载体（7）和压电体（6）之间；压电体（6）受压后产生变形并发出电能；承载体（7）用于承担部分地面传递至能量转换部分（1）的载荷，调节压电体（6）的承载变形幅度，避免压电体（6）过度变形；整流体（8）用于将压电体（6）受压变形产生的交流电转换为直流电，并输送到能量收集部分。

3.根据权利要求2所述的一种电缆式路面压电能量收集装置，其特征在于：压电体（6）为扇叶形结构，包括压电体内环（9）、压电体外环（10）和拱形压电扇叶（11）；多个拱形压电扇叶（11）均匀布置在压电体内环（9）与压电体外环（10）之间；拱形压电扇叶（11）上安装有压电片基座（15），压电片基座（15）内嵌有压电片（17）。

4.根据权利要求3所述的一种电缆式路面压电能量收集装置，其特征在于：所述拱形压电扇叶（11）具有弹性，路面压力消失后可恢复为初始形态；所述拱形压电扇叶（11）上设置有压电片基座安装槽（12），压电片基座安装槽（12）靠近压电体内环（9）处设置有压电片基座固定槽，靠近压电体外环（10）处设置有半圆柱形凸起（13）；压电片基座（15）从拱形压电扇叶侧面插入压电片基座安装槽（12），通过压电片基座固定槽进行定位，构成悬臂梁结构；此结构能够确保压电体受压后，压电片基座安装槽（12）中的压电片基座（15）受力振动，进而使得压电片（17）发生形变并产生电流。

5.根据权利要求4所述的一种电缆式路面压电能量收集装置，其特征在于：所述压电片基座（15）是一种具有弹性的对折形结构，其开口末端设有凸起（16），压电片（17）内嵌于压电片基座（15）中部。

6.根据权利要求3或4或5所述的一种电缆式路面压电能量收集装置，其特征在于：所述位于压电单元（2）中各压电体（6）内的压电片（17）先串联再并联后，以混联联结形式接入柔性芯轴（3）内部的总线（22），提高电能输出效果。

7.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种电缆式路面压电能量收集装置，其特征在于：所述能量收集部分（5）采用两级能量存储元件，一级储能元件为超级电容，二级储能元件为蓄电池，提高电能存储效率，并稳定输出电压。