CN207166374U - 一种公路沥青路面能量收集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种公路沥青路面能量收集装置，包括底座、盖板、弹性材料和压电片；底座上加工有多个并列分布的凹槽，凹槽底部从下到上依次设有弹性材料和压电片；盖板上设有多个并列分布的凸起，凸起置于底座的凹槽中与凹槽中的压电片接触，凸起表面涂覆有绝缘材料，底座与盖板的接触面处铺设有弹性材料。本实用新型的装置既可以持续收集到不同大小货车经过时所产生的压电能量和小汽车产生的低电压，也大大提高了压电能量收集装置的寿命，极大提高了能量收集效率。同时本实用新型体积小，耐压性强，操作方便。

Description

一种公路沥青路面能量收集装置

技术领域

本实用新型属于新能源收集转化技术领域，具体涉及一种公路沥青路面的能量收集装置。

背景技术

每当汽车驶过公里沥青路面，都会对路面产生压力与振动。根据压电效应我们可以利用这种压力与振动产生电能，并通过转换以后，将电能收集起来，为公路上各种检测电子设备使用。这对促进绿色能源和可持续发展有很大意义。然而车辆在公路上运行，情况复杂多变，在道路上运行的车辆重量不一，小汽车只有1吨到2吨，大货车可达20吨到30吨，车辆在道路上行驶的速度也都不一样，而不同的压电换能器装置会直接影响到能量收集的效率。在现有的道路压电能量收集领域，大都采用悬臂梁式的压电能量装置来收集电量，且需要给压电装置提供足够大的荷载(大卡车) 才能使装置进行能量转换，而以往这样的装置，都存在着压电能量输出小，机械强度差，效率低，很容易被压坏，寿命短等不足。

发明内容

针对现有制备技术的缺陷和不足，本实用新型提供了一种公路沥青路面的能量收集装置，克服了以往能量收集装置容易受损的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案予以实现：

一种公路沥青路面能量收集装置，包括底座、盖板、第一弹性垫、第二弹性垫和压电片；所述的底座上设有凹槽，所述的第一弹性垫和压电片铺设于凹槽中，所述的第一弹性垫设于压电片下方；

所述的盖板上设有多个并列分布的凸起，所述的凸起置于底座的凹槽中与凹槽中的压电片接触，所述的凸起表面涂覆有绝缘材料；

所述的第二弹性垫铺设于底座与盖板的接触面处。

本实用新型还具有如下区别技术特征：

所述的底座和盖板外部均呈方形，所述的凹槽呈方形。

所述的凸起为半球状。

所述的凹槽有多个，凹槽并列分布在底座上，所述的凸起与凹槽一一对应设置。

所述的底座内部的槽壁高度低于底座最外侧的槽壁高度。

还包括能量收集芯片，所述的压电片通过导线与能量收集芯片的输入端连接，能量收集芯片的输出端与外部负载连接，所述的压电片之间通过导线相互连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的装置既可以持续收集到不同大小货车经过时所产生的压电能量和小汽车产生的低电压，也大大提高了压电能量收集装置的寿命，极大提高了能量收集效率。同时本实用新型体积小，耐压性强，操作方便。

附图说明

图1是本实用新型的能量收集装置的结构示意图，剖视图(a)和正视图(b)。

图2是本实用新型在公路沥青路面上的铺设分布图。

图3是本实用新型的能量收集电路图。

图中各标号的含义：1-底座，2-盖板，3-弹性材料，4-压电片，5-绝缘材料，6-能量收集芯片，7-负载，8-导线，9-第二弹性垫；

(1-1)-凹槽，(2-1)-凸起。

以下结合实施例对本发明的具体内容作进一步详细解释说明。需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施方式，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型给出一种公路沥青路面能量收集装置，包括底座1、盖板2、第一弹性垫3、第二弹性垫9和压电片4；底座1上加工有多个并列分布的凹槽1-1，凹槽1-1中从下到上依次设有第一弹性垫3 和压电片4；盖板2上设有多个并列分布的凸起2-1，凸起2-1置于底座1 的凹槽1-1中与凹槽中的压电片4接触，凸起2-1表面涂覆有绝缘材料5，以防电路短路；底座1与盖板2的接触面处铺设有第二弹性垫9。

当压电片4受到来自上方凸起2-1的压力时，第一弹性垫3和第二弹性垫9会产生相应的形变，进而压电片4产生形变，其内部产生电荷。

本实用新型的底座1和盖板2均为铜材料；压电片4为PVDF材料，

本实用新型的凸起2-1位半球状，这样，凸起2-1与压电片4的接触面积小，可增大压电材料变形量。

本实用新型的底座1内部的槽壁高度低于底座最外侧的槽壁高度，可防止因为盖板2受力过大损坏压电片4。

如图2所示，将本实用新型的装置埋设在公路沥青路面的预设深度，在道路两侧连续埋多组，相邻组之间采用并联方式连接。

如图3所示，本实用新型还包括能量收集芯片6，该芯片采用LTC3588，压电片4通过导线8与能量收集芯片6的输入端连接，能量收集芯片6的输出端与外部负载7连接，压电片4之间通过导线8相互连接。

实施例1

如图1所示，本实用新型给出一种公路沥青路面能量收集装置，包括底座1、盖板2、第一弹性垫3、第二弹性垫9和压电片4；底座1和盖板 2外部均呈方形，材料为铜。底座1上加工有三个并列分布的凹槽1-1，凹槽1-1呈方形，底座1内部的槽壁高度低于底座最外侧的槽壁高度。第一弹性垫3和压电片4铺设于凹槽中，第一弹性垫3设于压电片4下方；盖板2上设有三个并列分布的凸起2-1，凸起2-1为半球状，凸起2-1置于底座1的凹槽1-1中与凹槽中的压电片4接触，凸起2-1表面涂覆有绝缘材料5；第二弹性垫9铺设于底座1与盖板2的接触面处。

另一个技术的方案与实施例1的区别在于：还包括能量收集芯片6，压电片4通过导线8与能量收集芯片6的输入端连接，能量收集芯片6的输出端与外部负载7连接，压电片4之间通过导线8相互连接。

本实用新型的工作过程：

将本实用新型装置铺设与沥青路面下方，在单行道道路两侧连续埋多组，相邻两组之间采用并联方式连接。当有行人或者车辆经过此路面时，会对路面产生一个激励，路面随之将这种机械能传递给盖板2，在盖板2 受到来自路面的荷载时会产生一定的位移，这个位移将受到的荷载同时传递给第一弹性垫3、第二弹性垫9和压电片4，这时候压电片4产生形变，内部产生电荷，从而将机械能转换为电能。凹槽1-1中的压电片4都采用串联结构相互连接，可将本实用新型装置中的多部分压电能量统一输到能量收集芯片6，最终将收集到的能量供应给公路上的外部负载7，完成了能量的收集和传输。

Claims (6)

1.一种公路沥青路面能量收集装置，其特征在于：包括底座(1)、盖板(2)、第一弹性垫(3)、第二弹性垫(9)和压电片(4)；所述的底座(1)上设有凹槽(1-1)，所述的第一弹性垫(3)和压电片(4)铺设于凹槽(1-1)中，所述的第一弹性垫(3)设于压电片(4)下方；

所述的盖板(2)上设有凸起(2-1)，所述的凸起(2-1)与凹槽(1-1)配合安装，所述的凸起(2-1)表面涂覆有绝缘材料；所述的第二弹性垫(9)铺设于底座(1)与盖板(2)之间。

2.如权利要求1所述的公路沥青路面能量收集装置，其特征在于：所述的底座(1)和盖板(2)外部均呈方形，所述的凹槽(1-1)呈方形。

3.如权利要求1所述的公路沥青路面能量收集装置，其特征在于：所述的凸起(2-1)为半球状。

4.如权利要求1所述的公路沥青路面能量收集装置，其特征在于：所述的凹槽(1-1)有多个，凹槽(1-1)并列分布在底座(1)上，所述的凸起(2-1)与凹槽(1-1)一一对应设置。

5.如权利要求1所述的公路沥青路面能量收集装置，其特征在于：所述的底座(1)内部的槽壁高度低于底座最外侧的槽壁高度。

6.如权利要求1所述的公路沥青路面能量收集装置，其特征在于：还包括能量收集芯片(6)，所述的压电片(4)通过导线(8)与能量收集芯片(6)的输入端连接，能量收集芯片(6)的输出端与外部负载(7)连接，所述的压电片(4)之间通过导线(8)相互连接。