【技术实现步骤摘要】
基于三维超材料的路面振动能量回收发电装置
本技术涉及道路振动能量及超材料
,特别涉及一种基于三维超材料的路面振动能量回收发电装置。
技术介绍
超材料是最近非常热门的一类自然界没有的具有特殊性质的用于声学的人造材料。超材料的波汇聚特性在振动能量吸收方面展现了极大的应用前景。而超材料又分为一维、二维和三维,其中三维超材料由于能实现全向性振动波汇聚,应用前景更加广阔。现代社会的噪声主要是低频噪声,包括交通低频噪声和电气低频噪声。其中道路车辆行走中产生的振动能量作为一种新型的新能源引起人们极大的关注,一经提出便很快在道路振动能量中被转化利用。截止2013年,我国公路里程达到423万公里,汽车保有量达到1.37亿辆,形成了全国高速公路日机动车平均交通量21305辆,汽车保有量年增长率14%,科技部规划2020-2030年混合动力汽车和纯电动汽车占50%的背景下,如果把我国车辆-道路形成的动载荷循环产生的振动能量有效的收集起来转化为电能,其应用前景将大为广阔,可真正实现能源的替代。2012年Climente等在《AppliedPhysicsLetters》上设计出全向性声学超材料,并对其进行了仿真研究;同年,ScientificAmericanOnline也在线报道了构建声波超材料无线充电的前景,超材料的波汇聚特性在电能转化方面展现了极大的应用前景。沥青路面的轴向振动及结构振动的频率通常在0-50Hz,要满足沥青路面振动能量高效率回收,还要匹配路面沥青厚度尺寸,同时振动回收系统还要具有封装性及压实抵抗力,而近几年出现的超材料能够实现全向性声波汇聚使上述问题迎刃而 ...
【技术保护点】
一种基于三维超材料的路面振动能量回收发电装置,其特征在于,包括多悬臂梁环形结构(3)、上半球壳(1)和下半球壳(2);上半球壳(1)和下半球壳(2)的材料为三维超材料,多悬臂梁环形结构(3)设置在上半球壳(1)和下半球壳(2)组成的中空球体内部;多悬臂梁环形结构(3)包括主体和压电悬臂梁(4);主体包括横杆和半圆盘,压电悬臂梁(4)包括悬臂梁固定端、压电陶瓷(6)和基板(7);横杆的一端固定平行设置在下半球壳(2)的上表面,横杆的另一端垂直固定在半圆盘的一侧,且指向下半球壳(2)上表面的圆心;半圆盘的另一侧沿着半圆盘弧等间距设置有若干个悬臂梁固定端,每个悬臂梁固定端上垂直设置有基板(7),每个基板(7)的上下表面均固定设置有压电陶瓷(6)。
【技术特征摘要】
1.一种基于三维超材料的路面振动能量回收发电装置,其特征在于,包括多悬臂梁环形结构(3)、上半球壳(1)和下半球壳(2);上半球壳(1)和下半球壳(2)的材料为三维超材料,多悬臂梁环形结构(3)设置在上半球壳(1)和下半球壳(2)组成的中空球体内部;多悬臂梁环形结构(3)包括主体和压电悬臂梁(4);主体包括横杆和半圆盘,压电悬臂梁(4)包括悬臂梁固定端、压电陶瓷(6)和基板(7);横杆的一端固定平行设置在下半球壳(2)的上表面,横杆的另一端垂直固定在半圆盘的一侧,且指向下半球壳(2)上表面的圆心;半圆盘的另一侧沿着半圆盘弧等间距设置有若干个悬臂梁固定端,每个悬臂梁固定端上垂直设置有基板(7),每个基板(7)的上下表面均固定设置有压电陶瓷(6)。2.根据权利要求1所述的一种基于三维超材料的路面振动能量回收发电装置,其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈世斌,刘鑫,杨双建,马景存,余娜,赵轩,
申请(专利权)人:长安大学,
类型:新型
国别省市:陕西,61
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