一种集成式压电换能模块制造技术

本实用新型专利技术公开了一种集成式压电换能模块，包括底板和设置在底板上的多个基座，所述的基座上还配套有盖体；基座上的安装孔内安装有压电换能器，通过滑轨与滑槽的配合将盖体盖合在底座上；基座上安装有侧基板，侧基板上加工有整流稳压模块安装腔，整流稳压模块安装腔底部的侧基板内嵌入有接触电极输入端和接触电极输出端；安装孔内安装有一对与压电换能器上的一对电极相接触导通的固定导电片，固定导电片与接触电极输入端接触导通将压电换能器产生的电能输入稳压整流模块。本实用新型专利技术能够保证能量输出稳定性，简化安装使用步骤，降低施工成本。本实用新型专利技术将竖向震动变形转化为环状变形，提高了能量利用效率，有效提高了发电路面的能量输出。

【技术实现步骤摘要】
一种集成式压电换能模块
本技术属于道路工程领域，涉及压电换能器，具体涉及一种集成式压电换能模块。
技术介绍
能源问题当前已成为世界性难题，能源危机严重遏制国家的经济发展与国民生活水平的提高，清洁能源的发展已成为国家能源战略发展的重要组成。我国道路工程发展迅猛，公路路面在整个使用寿命周期内将承受极大交通量，交通荷载作用下路面产生震动变形产生可观的机械能，这部分能量未能够进行有效利用。发电路面技术利用各种车辆行驶过程中对路面产生的轮载压力，经传递到换能器处产生电力输出。压电能量收集过程清洁无污染，这部分能源的开发与利用将会极大缓解现阶段能源紧缺的现状，产生巨大经济效益，对于国家能源战略布局有极大现实意义。压电发电路面技术现阶段仍不成熟，在实际工程中将压电单元直接埋置于路面内部不仅施工难度大且易发生应力集中现象而导致压电单元受损失去功能；同时由于行车荷载的瞬时性以及路面不均匀变形，压电单元易发生负载不均匀导致输出电压交变不稳定，路面内部众多发电单元产生的不均匀能量处理困难，难以直接利用；此外由于埋置于沥青路面变形不均匀，经常出现压电单元变形小能量利用率低的现象。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本技术的目的在于，提供一种一种集成式压电换能模块，解决现有的压电发电模块集成化程度低，引线繁复的技术问题。为了解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案予以实现：一种集成式压电换能模块，包括底板和设置在底板上的多个基座，所述的基座上还配套有盖体。所述的基座上加工有顶部开放的安装孔，安装孔内安装有压电换能器，基座的一对侧壁上加工有一对平行的滑槽，盖体底部设置有与滑槽相互配合的一对滑轨，盖体上与一对滑轨相邻的一个侧壁设置为可拆卸的侧盖板，通过滑轨与滑槽的配合将盖体盖合在基座上；所述的滑槽的宽度大于滑轨的厚度，盖体和压电换能器之间还放置有橡胶衬垫，使得盖体承受载荷后能够相对于基座上下反复运动给压电换能器施加载荷。所述的基座上与一对滑槽相邻的一个侧壁设置为可拆卸的侧基板，侧基板上一部分作为安装孔的内壁；侧基板上加工有整流稳压模块安装腔，整流稳压模块安装腔底部的侧基板内嵌入有接触电极输入端和接触电极输出端，整流稳压模块装入整流稳压模块安装腔后，整流稳压模块的整流稳压输入端与接触电极输入端接触导通，整流稳压模块的整流稳压输出端与接触电极输出端接触导通。所述的安装孔内安装有一对与压电换能器上的一对电极相接触导通的固定导电片，固定导电片与接触电极输入端接触导通将压电换能器产生的电能输入整流稳压模块。本技术还具有如下区别技术特征：所述的侧盖板上设置有第一插销，所述的盖体上设置有与第一插销对应的第一插销孔，通过第一插销和第一插销孔的配合将侧盖板拼装在盖体上。所述的侧基板底部设置有第二插销孔，所述的底板上设置有与第二插销孔对应的第二插销，通过第二插销孔和第二插销的配合将侧基板拼装在基座上。所述的固定导电片与安装孔的内壁之间设置有弹簧。所述的固定导电片通过缠绕接触的方式与接触电极输入端接触导通。所述的底板内加工有导线槽，导线槽内设置有与接触电极输出端相接触导通的导电件，导电件与导线相连输送电能。所述的压电换能器包括柱状壳体，柱状壳体的内壁上设置有弹性压电层，弹性压电层与设置在柱状壳体外部的一对电极相导通；柱状壳体的中心设置有主液压缸，主液压缸顶部安装有受压活塞，主液压缸的侧壁上均匀设置有多个径向液压缸，径向液压缸与主液压缸相连通，每个径向液压缸上安装有液压活塞杆，液压活塞杆的端部安装有加压板，受压活塞受压后通过液压油传递压力，使得加压板与弹性压电层接触进行压电发电。所述的弹性压电层包括多层压电层单元，每个压电层单元包括依次叠放在一起的环形金属片、环形橡胶片和环形压电片。所述的弹性压电层中包括三层压电层单元。所述的压电层单元中的环形金属片与加压板直接接触，靠近柱状壳体内壁的环形压电片与柱状壳体之间通过环形金属片隔开。所述的受压活塞和液压活塞杆上均设置有密封套。所述的集成式压电换能模块用于铺设在高速公路单行车道路面下或公交站台路面下进行压电发电的应用。本技术与现有技术相比，具有如下技术效果：(Ⅰ)本技术将整流稳压模块与压电换能器集成模块化，保证能量输出稳定性，简化安装使用步骤，降低施工成本。本技术将竖向震动变形转化为环状变形，提高了能量利用效率，有效提高了发电路面的能量输出。(Ⅱ)本技术简化了输出线路，安装简便，提高施工效率。本技术可拓展性强，可以批量规模化生产组装，提高产品的适用性。本技术结构简单，方便施工与后期回收利用。(Ⅲ)本技术的模块适应现代化施工要求、批量生产、应用范围广，保证了发电模块的集成化，方便后期的回收处理与再利用，可以广泛应用在高速公路、城市道路、机场道路和特殊地区道路及人行道、非机动车道等。附图说明图1是本技术的整体结构示意图。图2是基座的正视结构示意图。图3是基座的俯视结构示意图。图4是侧基板的拆分结构示意图。图5是压电换能器的外观示意图。图6是压电换能器的内部正视结构示意图。图7是压电换能器的内部俯视结构示意图。图8是本技术的集成布设示意图。图9是用于铺设在高速公路单行车道路面下的布设示意图。图10是用于铺设在公交站台路面下的布设示意图。图中各个标号的含义为：1-底板，2-基座，3-盖体，4-安装孔，5-压电换能器，6-滑槽，7-滑轨，8-侧盖板，9-侧基板，10-整流稳压模块安装腔，11-接触电极输入端，12-接触电极输出端，13-整流稳压模块，14-固定导电片，15-第一插销，16-第一插销孔，17-第二插销孔，18-第二插销，19-导线槽，20-导线，21-橡胶衬垫，22-弹簧。(5-1)-柱状壳体，(5-2)-弹性压电层，(5-3)-电极，(5-4)-主液压缸，(5-5)-受压活塞，(5-6)-径向液压缸，(5-7)-液压活塞杆，(5-8)-加压板，(5-9)-液压油，(5-10)-密封套；(5-2-1)-压电层单元，(5-2-2)-环形金属片，(5-2-3)-环形橡胶片，(5-2-4)-环形压电片。(13-1)-整流稳压输入端，(13-2)-整流稳压输出端。以下结合实施例对本技术的具体内容作进一步详细解释说明。具体实施方式以下给出本技术的具体实施例，需要说明的是本技术并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本技术的保护范围。实施例1：遵从上述技术方案，如图1至图7所示，本实施例给出一种集成式压电换能模块，包括底板1和设置在底板1上的多个基座2，所述的基座2上还配套有盖体3。所述的基座2上加工有顶部开放的安装孔4，安装孔4内安装有压电换能器5，基座2的一对侧壁上加工有一对平行的滑槽6，盖体3底部设置有与滑槽6相互配合的一对滑轨7，盖体3上与一对滑轨7相邻的一个侧壁设置为可拆卸的侧盖板8，通过滑轨7与滑槽6的配合将盖体3盖合在基座2上；所述的滑槽6的宽度大于滑轨7的厚度，盖体3和压电换能器5之间还放置有橡胶衬垫21，使得盖体3承受载荷后能够相对于基座2上下反复运动给压电换能器5施加载荷。所述的基座2上与一对滑槽6相邻的一个侧壁设置为可拆卸的侧基板9，侧基板9上一部分作为安装孔4的内壁；侧基板9上加工有整流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成式压电换能模块，其特征在于，包括底板(1)和设置在底板(1)上的多个基座(2)，所述的基座(2)上还配套有盖体(3)；所述的基座(2)上加工有顶部开放的安装孔(4)，安装孔(4)内安装有压电换能器(5)，基座(2)的一对侧壁上加工有一对平行的滑槽(6)，盖体(3)底部设置有与滑槽(6)相互配合的一对滑轨(7)，盖体(3)上与一对滑轨(7)相邻的一个侧壁设置为可拆卸的侧盖板(8)，通过滑轨(7)与滑槽(6)的配合将盖体(3)盖合在基座(2)上；所述的滑槽(6)的宽度大于滑轨(7)的厚度，盖体(3)和压电换能器(5)之间还放置有橡胶衬垫(21)，使得盖体(3)承受载荷后能够相对于基座(2)上下反复运动给压电换能器(5)施加载荷；所述的基座(2)上与一对滑槽(6)相邻的一个侧壁设置为可拆卸的侧基板(9)，侧基板(9)上一部分作为安装孔(4)的内壁；侧基板(9)上加工有整流稳压模块安装腔(10)，整流稳压模块安装腔(10)底部的侧基板(9)内嵌入有接触电极输入端(11)和接触电极输出端(12)，整流稳压模块(13)装入整流稳压模块安装腔(10)后，整流稳压模块(13)的整流稳压输入端(13‑1)与接触电极输入端(11)接触导通，整流稳压模块(13)的整流稳压输出端(13‑2)与接触电极输出端(12)接触导通；所述的安装孔(4)内安装有一对与压电换能器(5)上的一对电极(5‑3)相接触导通的固定导电片(14)，固定导电片(14)与接触电极输入端(11)接触导通将压电换能器(5)产生的电能输入整流稳压模块(13)。...

【技术特征摘要】
1.一种集成式压电换能模块，其特征在于，包括底板(1)和设置在底板(1)上的多个基座(2)，所述的基座(2)上还配套有盖体(3)；所述的基座(2)上加工有顶部开放的安装孔(4)，安装孔(4)内安装有压电换能器(5)，基座(2)的一对侧壁上加工有一对平行的滑槽(6)，盖体(3)底部设置有与滑槽(6)相互配合的一对滑轨(7)，盖体(3)上与一对滑轨(7)相邻的一个侧壁设置为可拆卸的侧盖板(8)，通过滑轨(7)与滑槽(6)的配合将盖体(3)盖合在基座(2)上；所述的滑槽(6)的宽度大于滑轨(7)的厚度，盖体(3)和压电换能器(5)之间还放置有橡胶衬垫(21)，使得盖体(3)承受载荷后能够相对于基座(2)上下反复运动给压电换能器(5)施加载荷；所述的基座(2)上与一对滑槽(6)相邻的一个侧壁设置为可拆卸的侧基板(9)，侧基板(9)上一部分作为安装孔(4)的内壁；侧基板(9)上加工有整流稳压模块安装腔(10)，整流稳压模块安装腔(10)底部的侧基板(9)内嵌入有接触电极输入端(11)和接触电极输出端(12)，整流稳压模块(13)装入整流稳压模块安装腔(10)后，整流稳压模块(13)的整流稳压输入端(13-1)与接触电极输入端(11)接触导通，整流稳压模块(13)的整流稳压输出端(13-2)与接触电极输出端(12)接触导通；所述的安装孔(4)内安装有一对与压电换能器(5)上的一对电极(5-3)相接触导通的固定导电片(14)，固定导电片(14)与接触电极输入端(11)接触导通将压电换能器(5)产生的电能输入整流稳压模块(13)。2.如权利要求1所述的集成式压电换能模块，其特征在于，所述的侧盖板(8)上设置有第一插销(15)，所述的盖体(3)上设置有与第一插销(15)对应的第一插销孔(16)，通过第一插销(15)和第一插销孔(16)的配合将侧盖板(8)拼装在盖体(3)上；所述的侧基板(9)底部设置有第二插销孔(17)，所述的底板(1)上设置有与第二插销孔(17)对应的第二插销(18)，通过第二插销孔(17)和第二插销(18)的配合将侧基板(9)拼装在基座(2)上。3....

【专利技术属性】
技术研发人员：王朝辉，张廉，李彦伟，高志伟，石鑫，王海梁，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：新型
国别省市：陕西,61