CN112630416A - 一种基于三轴仪模拟不同车辆荷载下测量压电装置发电性能的试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于三轴仪模拟不同车辆荷载下测量压电装置发电性能的试验装置，包括三轴仪本体和设于三轴仪本体内的压力室，所述压力室设有底座、土样装置和置于土样装置顶部的顶帽，土样装置包括橡皮膜和置于橡皮膜内的土样，所述三轴仪本体具有与顶帽对应的加载杆，所述加载杆底端与顶帽接触，所述加载杆上端具有加载系统，所述土样装置内部放置有压电装置，所述压电装置通过输出导线与示波器连接，所述示波器位于三轴仪本体外部，所述顶帽外侧壁设有防护片，所述防护片上具有第一卡线槽，所述压电装置的输出导线依次卡入第一卡线槽并穿过三轴仪本体与示波器连接。该试验装置能够模拟不同车辆荷载下，能准确测量每个车辆荷载对压电装置产生的发电性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于三轴仪模拟不同车辆荷载下测量压电装置发电性能的试验装置。
背景技术
压电发电技术作为一种重要的能源转换技术，在实际生活中得到了广泛的应用，在道路交通领域也正逐步得以利用，在车辆交通荷载作用下，通过压电转换装置将车辆机械能转换成电能。一般情况下，压电陶瓷在试验阶段时，将压电陶瓷放置于路基中，在路基上模拟车辆荷载状况，无法准确获取每个不同的车辆荷载下压电陶瓷的发电性能，同时放置于路基中进行压电试验，试验的工程量较大，成本较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供能够准确测量每个不同车辆荷载下的各自发电性能的一种基于三轴仪模拟不同车辆荷载下测量压电装置发电性能的试验装置。
为此，本发明提供的一种基于三轴仪模拟不同车辆荷载下测量压电装置发电性能的试验装置，包括三轴仪本体和设于三轴仪本体内的压力室，所述压力室设有底座、土样装置和置于土样装置顶部的顶帽，土样装置包括橡皮膜和置于橡皮膜内的土样，所述土样装置内部放置有压电装置，所述压电装置通过输出导线与示波器连接，所述示波器位于三轴仪本体外部，所述顶帽外侧壁设有防护片，所述防护片上具有第一卡线槽，所述压电装置的输出导线依次卡入第一卡线槽并穿过三轴仪本体与示波器连接。
本发明中，采用三轴仪模拟车辆荷载，能够模拟不同车辆荷载下，能准确测量每个车辆荷载对压电装置产生的发电性能。通过输出电线将数据传导到示波器上储存起来再进行分析，操作简单方便，受外界影响较小。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的一种基于三轴仪模拟不同车辆荷载下测量压电装置发电性能的试验装置的结构示意图；
图2为图1提供的一种基于三轴仪模拟不同车辆荷载下测量压电装置发电性能的试验装置的顶帽的结构示意图；
图3为图2提供的一种基于三轴仪模拟不同车辆荷载下测量压电装置发电性能的试验装置的顶帽的俯视结构示意图；
图4为图1提供的一种基于三轴仪模拟不同车辆荷载下测量压电装置发电性能的试验装置的压电装置结构示意图；
图5为图4提供的一种基于三轴仪模拟不同车辆荷载下测量压电装置发电性能的试验装置的压电装置下壳体的结构示意图；
图6为图4提供的一种基于三轴仪模拟不同车辆荷载下测量压电装置发电性能的试验装置的压电装置上壳体的结构示意图；
图7为为图1提供的一种基于三轴仪模拟不同车辆荷载下测量压电装置发电性能的试验装置的A处的结构示意图；
图8为本发明实施例二提供的一种基于三轴仪模拟不同车辆荷载下测量压电装置发电性能的试验装置的结构示意图；
图9为图8中提供的一种基于三轴仪模拟不同车辆荷载下测量压电装置发电性能的试验装置中压电限位装置的结构示意图；
图10为图9中提供的一种基于三轴仪模拟不同车辆荷载下测量压电装置发电性能的试验装置中压电限位装置的底部结构示意图；
图11为图9中提供的一种基于三轴仪模拟不同车辆荷载下测量压电装置发电性能的试验装置中压电限位装置的连接柱的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
参照图1-7所示，本发明实施例一提供的一种基于三轴仪模拟不同车辆荷载下测量压电装置发电性能的试验装置，包括三轴仪本体1和设于三轴仪本体内的压力室。所述压力室设有底座2、土样装置和置于土样装置顶部的顶帽3。所述土样装置包括橡皮膜4和置于橡皮膜内的土样5。三轴仪本体具有与顶帽3对应的加载杆6，所述加载杆底端与顶帽3接触，所述加载杆上端具有加载系统。所述土样装置内部放置有压电装置7，所述压电装置7通过输出导线8与示波器9连接，所述示波器9位于三轴仪本体1外部。所述顶帽3外侧壁设有防护片10，防护片10采用硅胶或塑料材质，所述防护片上具有第一卡线槽11，所述压电装置的输出导线8依次卡入第一卡线槽11并穿过三轴仪本体1与示波器9连接。所述顶帽3与土样装置连接处包裹有橡皮膜12和橡皮圈13。输出导线8卡接与防护片的第一卡线槽11内，输出导线8与顶帽3之间无缝连接，防护片为了填充电线与顶帽之间的间隙，增加土样的气密性。很好避免了在试验过程中，水或土样从输出导线8与顶帽3之间的空隙溢出，顶帽3与土样装置之间的橡皮膜12和橡皮圈13起到双重密封的作用。
所述压电装置7包括压电壳体、PCB板14和多个压电陶瓷15。所述压电壳体包括上壳体16和下壳体17，所述上壳体16和下壳体17均设置有PCB槽18、多个压电槽19和输出槽20。所述压电槽19均布于PCB槽18外侧，压电陶瓷15分别置于压电槽19内，PCB板14安装于PCB槽18内。压电陶瓷15通过导线与PCB板的输入端连接，所述PCB的输出端与输出导线8一端连接。所述输出槽20具有第一通孔21，所述输出导线8穿过第一通孔21延伸至压电壳体外并于三轴仪本体外的示波器9连接，所述输出槽20内通过防水密封胶密封第一通孔21。上壳体16与下壳体17通过多个螺栓固定链接，所述上壳体16和下壳体17连接处设有密封圈22。
所述三轴仪本体1上具有第二通孔23，所述第二通孔23配置有螺栓接头组件，所述螺栓接头组件包括上接头件25和下接头件26，所述下接头件26固定于第二通孔23内，上接头件25局部位于三轴本体1外，上接头件25和下接头件26均具有相互导通的导线孔，所述上接头件25与下接头件26之间具有环形垫圈27，所述上接头件包括调节件28、调节螺杆29和调节螺母30，调节螺杆29一端连接在调节件28内，调节螺母30螺纹连接在调节螺杆29，当输出导线8依次穿过上接头件和下接头件的导线孔，将调节螺母拧紧后，环形垫圈27受力挤压，环形垫圈28内侧向内挤压夹紧输出导线8，环形垫圈外侧向外挤压并密封连接在第二通孔23内。环形垫圈外侧使起到第二通孔23与外界密封状态，防止液体从三轴仪本体中泄露。环形垫圈内侧夹紧输出导线8，防止输出导线在使用过程中被拉扯，保证试验的稳定性。
采用三轴仪模拟车辆荷载，能够模拟不同车辆荷载下，能准确测量每个车辆荷载对压电装置产生的发电性能。通过输出电线将数据传导到示波器上储存起来再进行分析，操作简单方便，受外界影响较小。解决了试验阶段压电装置只能置于室外路基中的问题，在室外试验增加的试验的难度，受外界影响较大的问题。同时解决了传统压电装置在路基试验中只能监测一个时间段内的发电性能，无法将不同车辆荷载各自产生的压电性能进行分析的问题。
参照图8-11所示，本发明实施例二提供的一种基于三轴仪模拟不同车辆荷载下测量压电装置发电性能的试验装置，与实施例一基本相同，区别在于：所述底座上具有向土样装置方向延伸的压电限位装置，所述压电限位装置包括至少两根连接柱31、压电座32和卡线装置33。所述连接杆31下端与底座2固定连接，压电座32可拆卸安装在连接杆31上端部上。所述卡线装置33固定与压电座32一外侧壁上，压电装置7置于压电座32上，输出导线8的前端部卡于卡线装置33上。压电装置放置于压电限位装置，是对压电装置进行限位，防止在受荷载过程中，压电装置在土样中移位。很好的避免了因压电装置移位而影响试验效果。
所述压电座32朝向压电装置的端面具有与压电装置适配的凹槽34，压电装置7底部外端面分布有多个定位柱35，所述凹槽34底部具有与定位柱适配的定位槽36，所述压电装置7置于凹槽34内，压电装置7底部的定位柱35卡于定位槽36内。定位柱35卡于定位槽36内，防止压电装置在7试样过程中在凹槽34的移动。所述卡线装置33包括卡线柱37和沿卡线柱纵向设置的第二卡线槽38，第二卡线槽38固定在卡线柱37上，压电装置7置于凹槽34内，输出导线8的前端部卡于第二卡线槽38内，所述压电装置7的上端面与卡线柱37上端面持平。所述压电座32底部具有与连接柱适配的安装槽39，安装槽39的内壁具有弧形插条40，所述连接柱上端具有与弧形插条适配的缺口41和插槽42，所述插槽42与缺口41底部导通连接并由缺口底部向外延伸，压电装置7与连接柱31连接时，所述弧形插条40由缺口41向下滑入，并通过相对旋转弧形插条40插入插槽42内。放置压电装置时，先将压电装置7置于压电座的凹槽34内，压电装置底部的定位柱35卡于定位槽内36上，并将输出导线8卡于第二卡线槽38上，再将压电座连同压电装置卡入连接柱上。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种基于三轴仪模拟不同车辆荷载下测量压电装置发电性能的试验装置，包括三轴仪本体和设于三轴仪本体内的压力室，所述压力室设有底座、土样装置和置于土样装置顶部的顶帽，土样装置包括橡皮膜和置于橡皮膜内的土样，所述三轴仪本体具有与顶帽对应的加载杆，所述加载杆底端与顶帽接触，所述加载杆上端具有加载系统，其特征是：所述土样装置内部放置有压电装置，所述压电装置通过输出导线与示波器连接，所述示波器位于三轴仪本体外部，所述顶帽外侧壁设有防护片，所述防护片上具有第一卡线槽，所述压电装置的输出导线依次卡入第一卡线槽并穿过三轴仪本体与示波器连接。
2.根据权利要求1所述一种基于三轴仪模拟不同车辆荷载下测量压电装置发电性能的试验装置，其特征是：所述压电装置包括压电壳体、PCB板和多个压电陶瓷，所述压电壳体包括上壳体和下壳体，所述下壳体设置有PCB槽、多个压电槽和输出槽，所述压电槽均布于PCB槽外侧，压电陶瓷分别置于压电槽内，PCB板安装于PCB槽内，压电陶瓷通过导线与PCB的输入端连接，所述PCB的输出端与输出导线一端连接，所述输出槽具有第一通孔，所述输出导线穿过第一通孔延伸至压电壳体外，所述输出槽内通过防水密封胶密封第一通孔，上壳体与下壳体通过多个螺栓固定链接，所述上壳体和下壳体连接处设有密封圈。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于三轴仪模拟不同车辆荷载下测量压电装置发电性能的试验装置，其特征是：所述三轴仪本体上具有第二通孔，所述第二通孔配置有螺栓接头组件，所述螺栓接头组件包括上接头件和下接头件，所述下接头件固定于第二通孔内，上接头件位于三轴本体外，上接头件和下接头件均具有相互导通的导线孔，所述上接头件与下接头件之间具有环形垫圈，所述上接头件包括调节件、调节螺杆和调节螺母，调节螺杆一端螺纹连接在调节件内腔，调节螺母螺纹连接在调节螺杆，当输出导线依次穿过上接头件和下接头件的导线孔，将调节螺母拧紧后，环形垫圈受力挤压，环形垫圈内侧向内挤压夹紧输出导线，环形垫圈外侧向外挤压并密封连接在第二通孔内。
4.根据权利要求3所述的一种基于三轴仪模拟不同车辆荷载下测量压电装置发电性能的试验装置，其特征是：护片采用硅胶或塑料。
5.根据权利要1或2或4所述的一种基于三轴仪模拟不同车辆荷载下测量压电装置发电性能的试验装置，其特征是：所述底座上具有向土样装置方向延伸的压电限位装置，所述压电限位装置包括至少两根连接柱、压电座和卡线装置，所述连接杆下端与底座固定连接，压电座可拆卸安装在连接杆上端部上，所述卡线装置固定与压电座一外侧壁上，压电装置置于压电座上，输出导线的前端部卡于卡线装置上。
6.根据权利要求5所述的一种基于三轴仪模拟不同车辆荷载下测量压电装置发电性能的试验装置，其特征是：所述压电座朝向压电装置的端面具有与压电装置适配的凹槽，压电装置底部外端面分布有多个定位柱，所述凹槽底部具有与定位柱适配的定位槽，所述压电装置置于凹槽内，压电装置底部的定位柱卡于定位槽内。
7.根据权利要求6所述的一种基于三轴仪模拟不同车辆荷载下测量压电装置发电性能的试验装置，其特征是：所述卡线装置包括卡线柱和沿卡线柱纵向设置的第二卡线槽，第二卡线槽固定在卡线柱上，压电装置置于凹槽内，输出导线的前端部卡于第二卡线槽内，所述压电装置的上端面与卡线柱上端面持平。
8.根据权利要求6或7所述的一种基于三轴仪模拟不同车辆荷载下测量压电装置发电性能的试验装置，其特征是：所述压电座朝向连接柱的表面具有与连接柱适配的安装槽，安装槽的内壁具有弧形插条，所述连接柱上端具有与弧形插条适配的缺口和插槽，所述插槽与缺口底部导通连接并由缺口底部向外延伸，压电装置与连接柱连接时，所述弧形插条由缺口向下滑入，并通过相对旋转弧形插条插入插槽内。
9.根据权利要求8所述的一种基于三轴仪模拟不同车辆荷载下测量压电装置发电性能的试验装置，其特征是：所述顶帽与土样装置连接处包裹有橡皮膜和橡皮圈。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210409 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |