一种具有压电发电功能的路面井盖及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种具有压电发电功能的路面井盖及其施工方法，包括安装于井口处的井盖座、井盖，所述井盖包括固定外环圈、活动中环圈、内圆座，固定外环圈与井盖座固定连接，内圆座底面上环形间隔分布多个矩形槽、T形槽，位于内圆座下方的井盖座上环形分布有多个T形卡台，内圆座的矩形槽下移与井盖座的T形卡台相配合，T形卡台沿内圆座的矩形槽旋转，T形卡台与内圆座的T形槽相配合，本发明专利技术通过合理的结构设置使得汽车和行人通过窨井盖时，窨井盖内的结构可以收集到更多电能，同时在未改变路面结构以及不影响路面排水功能的情况下，改善了路面减震功能。

A kind of pavement cover with piezoelectric power generation function and its construction method

The invention discloses a road manhole cover is provided with a piezoelectric power generation function and its construction method, including a manhole cover seat and manhole cover is installed on the wellhead, the manhole cover comprises a fixing outer ring, inner circle, circle activities in fixed seat, the outer ring and the manhole cover seat is fixedly connected with the inner circle of bottom surface on the annular interval the distribution of a rectangular groove, a T groove located within the annular distribution circle below the seat cover seat is provided with a plurality of T cards, in the circular seat of the rectangular groove down and cover seat T - Taiwan card match, T Taiwan round rectangular groove shaped clamping seat along the internal rotation, the shape of T card platform with the inner circle of T shaped groove seat is matched with the invention by reasonable structure setting of the vehicles and pedestrians through the manhole cover, manhole cover structure can collect more power at the same time, without changing the pavement structure and does not affect the pavement drainage function, improve the pavement Shock absorption function.

【技术实现步骤摘要】
一种具有压电发电功能的路面井盖及其施工方法
本专利技术涉及路面车辆能量收集
，特别是利用压电发电材料结合车辆动能的一种具有压电发电功能的路面井盖及其施工方法。
技术介绍
目前道路窨井盖主要作用是便于工人对下水道维修，窨井盖平时都被闲置在路面，汽车和行人通过时产生的震动能未被充分利用，造成能源的浪费。随着近年来人们对环保意识的日益重视和国际大力倡导可持续发展的要求，一种可发电的新型窨井盖值得探究。已公开的具有发电功能的窨井盖，虽然对压电结构进行了特别设计，但未对防水和防盗功能进行特别设计，窨井盖整体实用性不强，并且需要增加路面结构设施或者改变路面原有结构以满足其发电结构的设计，因而会对原有路面结构的性能产生较大影响。该新型窨井盖主要通过压电发电来设计传感装置以达到预警的目的，虽说采用了压电发电原理，但产生的电能太小，仅能用于传递电信号。
技术实现思路
本专利技术为避免上述现有技术中的不足之处，提供了一种具有压电发电功能的路面井盖及其施工方法，通过合理的结构设置使得汽车和行人通过窨井盖时，窨井盖内的结构可以收集到更多电能，同时改善了路面排水功能和减震功能。本专利技术为解决技术问题采用如下技术方案：一种具有压电发电功能的路面井盖，包括安装于井口处的井盖座、井盖，所述井盖包括固定外环圈、活动中环圈、内圆座，固定外环圈与井盖座固定连接，内圆座底面上环形间隔分布多个矩形槽、T形槽，位于内圆座下方的井盖座上环形分布有多个T形卡台，内圆座的矩形槽下移与井盖座的T形卡台相配合，T形卡台沿内圆座的矩形槽旋转，T形卡台与内圆座的T形槽相配合，所述井盖座上开有环形凹槽，环形凹槽上间隔分布有压电发电装置、复位弹簧，复位弹簧下端固定连接于井盖座的环形凹槽上，复位弹簧上方的活动中环圈底部设有承压板，复位弹簧上端顶置于活动中环圈底部的承压板上，压电发电装置包括横截面为椭圆状的弹性外壳、发电片单元，发电片单元包括有发电片以及包覆于发电片外的防护橡胶层，发电片单元贴置于弹性外壳顶部内壁上，发电片单元底面两端分别垫置有缓冲橡胶块；压电发电装置上方的活动中环圈底部设有弧形凸起，压电发电装置两侧分别设有高度限位台，高度限位台上端具有限位凹槽；当井盖的活动中环圈受到车辆或行人的外荷载作用向下移动时，活动中环圈的弧形凸起压置于压电发电装置的弹性外壳上，发电片单元开始变形发电，井盖座内设有导电环，压电发电装置通过导线与导电环相连接，导电环通过导线连接蓄电池；当压电发电装置的发电片单元处于最大变形量时，复位弹簧处于最大压缩变形量，高度限位台的限位凹槽与活动中环圈的弧形凸起相接触。所述的固定外环圈上表面由内向外呈渐低的坡面且上表面延伸至井盖座，并通过内螺栓与井盖座固定连接，内圆座上表面由圆心向外呈渐高的坡面，且内圆座的圆心处设有排水孔，活动中环圈两侧与固定外环圈、内圆座之间分别设有防水密封圈。所述的井盖座为圆环体，压电发电装置下方的环形凹槽的槽底面由外向内呈渐低的坡面，且环形凹槽向内径向贯穿井盖座。所述的活动中环圈上部具有外接触弧形凸起，外接触弧形凸起分别高于固定外环圈、内圆座。所述的内圆座上设有两个操作孔。所述压电发电装置的弹性外壳边沿带有连接片，连接片上开有螺栓孔，连接片的螺栓孔配合有固定螺栓，固定螺栓将压电发电装置与井盖座固定连接。所述的高度限位台的限位凹槽内敷设有橡胶层。一种具有压电发电功能的路面井盖施工方法，包括有以下施工步骤：步骤一：按照市政道路窨井盖的施工要求，选择合适路面位置安装井盖座将制作好的井盖座安装在路面上，然后将压电发电装置安装在井盖座上，蓄电装置安装在路面偏路边一侧，压电发电装置与蓄电装置通过穿过井盖座内壁的导线连接，然后将活动中环圈安装，最后将内圆座和固定外环圈安装在井盖座上；步骤二：找到合适安装点后，先将井盖座固定于井盖口处，确认井盖座安装固定完成后，将压电发电装置和复位弹簧安装在井盖座的环形凹槽上；压电发电装置的弹性外壳通过其上的连接片和固定螺栓与井盖座固定，固定螺栓安装在连接片两端；复位弹簧可根据井盖座材料采用焊接或用环氧树脂胶固定；步骤三：将导线从发电片单元两极引出，连接到导线环；再从导线环引出导线连接到整流电路和蓄电池储存；导线和导线环用塑料或橡胶包裹；步骤四：蓄电池安装在靠近路边一侧；步骤五：先将活动中环圈安装在井盖座上，然后将固定外环圈合上，根据需要在固定外环圈间隔安装有多个内螺栓；步骤六：将内圆座合上，内圆座的矩形槽先与T形卡台嵌合，再用安装杆旋转内圆座使T形槽与T形卡台嵌合，完成安装。与已有技术相比，本专利技术有益效果如下：1、本专利技术在不影响窨井盖原有功能的前提下，以环形阵列的方式布置压电装置可以有效增加发电量，并使电能得到有效的利用，解决原有技术因发电量太小，而仅能在传感器上应用的缺点；2、本专利技术的压电发电装置设置于井盖座内侧支撑处，利用窨井盖已有的空间，未改变路面结构，也没有增加路面结构其他设施；3、本专利技术利用活动中环圈上下移动，挤压压电发电装置产生电能，利用压电发电装置弹性外壳的回复作用和复位弹簧的复位作用，可以有效改善路面的减震功能；4、本专利技术通过防水密封圈以及倾斜结构的设计，使得窨井盖及内部压电发电装置具有一定的防水功能；通过T形卡台、T形槽和操作孔、安装杆的设计，使得窨井盖及内部压电发电装置具有一定的防盗功能，这样大大地增加窨井盖的实用性，更好地应用于实际情况；5、本专利技术为使所述的窨井盖更好地应用于实际，还设计了所述窨井盖的施工方法，根据窨井盖原有的结构，合理设计井盖座及井盖各部分的施工工序，使窨井盖除了能满足传统井盖功能外，还能满足发电功能以及内部压电发电装置防水防盗的功能，增加窨井盖实际可操作性和实用性。附图说明图1为本专利技术的井盖结构示意图；图2为本专利技术的井盖座结构示意图；图3为本专利技术的井盖座的局部放大示意图；图4为本专利技术的活动中环圈结构示意图；图5为本专利技术的压电发电装置结构示意图；图6为本专利技术的活动中环圈与复位弹簧接触示意图；图7为本专利技术的活动中环圈与压电发电装置接触示意图；图8为本专利技术的安装杆结构示意图。具体实施方式参见附图，一种具有压电发电功能的路面井盖，包括安装于井口处的井盖座1、井盖，井盖包括固定外环圈2、活动中环圈3、内圆座4，固定外环圈2与井盖座1固定连接，内圆座4底面上环形间隔分布多个矩形槽20、T形槽19，位于内圆座4下方的井盖座1上环形分布有多个T形卡台8，内圆座4的矩形槽20下移与井盖座1的T形卡台8相配合，T形卡台8沿内圆座4的矩形槽20旋转，T形卡台8与内圆座4的T形槽19相配合，井盖座1上开有环形凹槽9，环形凹槽9上间隔分布有压电发电装置10、复位弹簧6，复位弹簧6下端固定连接于井盖座的环形凹槽9上，复位弹簧6上方的活动中环圈3底部设有承压板16，复位弹簧6上端顶置于活动中环圈3底部的承压板16上，压电发电装置10包括横截面为椭圆状的弹性外壳11、发电片单元12，发电片单元12包括有发电片以及包覆于发电片外的防护橡胶层，发电片单元12贴置于弹性外壳11顶部内壁上，发电片单元12底面两端分别垫置有缓冲橡胶块13；压电发电装置10上方的活动中环圈3底部设有弧形凸起17，压电发电装置10两侧分别设有高度限位台7，高度限位台7上端具有限位凹槽；当井盖的活动中环圈3受到车辆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有压电发电功能的路面井盖，包括安装于井口处的井盖座、井盖，其特征在于，所述井盖包括固定外环圈、活动中环圈、内圆座，固定外环圈与井盖座固定连接，内圆座底面上环形间隔分布多个矩形槽、T形槽，位于内圆座下方的井盖座上环形分布有多个T形卡台，内圆座的矩形槽下移与井盖座的T形卡台相配合，T形卡台沿内圆座的矩形槽旋转，T形卡台与内圆座的T形槽相配合，所述井盖座上开有环形凹槽，环形凹槽上间隔分布有压电发电装置、复位弹簧，复位弹簧下端固定连接于井盖座的环形凹槽上，复位弹簧上方的活动中环圈底部设有承压板，复位弹簧上端顶置于活动中环圈底部的承压板上，压电发电装置包括横截面为椭圆状的弹性外壳、发电片单元，发电片单元包括有发电片以及包覆于发电片外的防护橡胶层，发电片单元贴置于弹性外壳顶部内壁上，发电片单元底面两端分别垫置有缓冲橡胶块；压电发电装置上方的活动中环圈底部设有弧形凸起，压电发电装置两侧分别设有高度限位台，高度限位台上端具有限位凹槽；当井盖的活动中环圈受到车辆或行人的外荷载作用向下移动时，活动中环圈的弧形凸起压置于压电发电装置的弹性外壳上，发电片单元开始变形发电，井盖座内设有导电环，压电发电装置通过导线与导电环相连接，导电环通过导线连接蓄电池；当压电发电装置的发电片单元处于最大变形量时，复位弹簧处于最大压缩变形量，高度限位台的限位凹槽与活动中环圈的弧形凸起相接触。...

【技术特征摘要】
1.一种具有压电发电功能的路面井盖，包括安装于井口处的井盖座、井盖，其特征在于，所述井盖包括固定外环圈、活动中环圈、内圆座，固定外环圈与井盖座固定连接，内圆座底面上环形间隔分布多个矩形槽、T形槽，位于内圆座下方的井盖座上环形分布有多个T形卡台，内圆座的矩形槽下移与井盖座的T形卡台相配合，T形卡台沿内圆座的矩形槽旋转，T形卡台与内圆座的T形槽相配合，所述井盖座上开有环形凹槽，环形凹槽上间隔分布有压电发电装置、复位弹簧，复位弹簧下端固定连接于井盖座的环形凹槽上，复位弹簧上方的活动中环圈底部设有承压板，复位弹簧上端顶置于活动中环圈底部的承压板上，压电发电装置包括横截面为椭圆状的弹性外壳、发电片单元，发电片单元包括有发电片以及包覆于发电片外的防护橡胶层，发电片单元贴置于弹性外壳顶部内壁上，发电片单元底面两端分别垫置有缓冲橡胶块；压电发电装置上方的活动中环圈底部设有弧形凸起，压电发电装置两侧分别设有高度限位台，高度限位台上端具有限位凹槽；当井盖的活动中环圈受到车辆或行人的外荷载作用向下移动时，活动中环圈的弧形凸起压置于压电发电装置的弹性外壳上，发电片单元开始变形发电，井盖座内设有导电环，压电发电装置通过导线与导电环相连接，导电环通过导线连接蓄电池；当压电发电装置的发电片单元处于最大变形量时，复位弹簧处于最大压缩变形量，高度限位台的限位凹槽与活动中环圈的弧形凸起相接触。2.根据权利要求1所述的具有压电发电功能的路面井盖，其特征在于，所述的固定外环圈上表面由内向外呈渐低的坡面且上表面延伸至井盖座，并通过内螺栓与井盖座固定连接，内圆座上表面由圆心向外呈渐高的坡面，且内圆座的圆心处设有排水孔，活动中环圈两侧与固定外环圈、内圆座之间分别设有防水密封圈。3.根据权利要求1所述的具有压电发电功能的路面井盖，其特征在于，所述的井盖座为圆环体，压电发电装置下方的环形凹槽的槽底面由外向内...

【专利技术属性】
技术研发人员：王芳，袁淼，刘凯，余航，陈传琪，黄浩亮，张旗，
申请(专利权)人：安徽建筑大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34