压电能量回收式电动滑板制造技术

本发明专利技术涉及一种压电能量回收式电动滑板，该电动滑板包括滑板板面、支撑桥、滑板轮和电控系统四部分；所述的滑板板面是上凸结构，所述滑板桥一端与滑板板面相连、另一端与滑板轮相连；所述滑板轮分为滑板前轮与滑板后轮，所述滑板后轮集成有轮毂电机，所述电控系统由电控系统连接线、带有能量回收电路及储能电路的电控系统集成控制板、由多个压电单元构成的能量收集模块及电池组构成，所述电控系统集成控制板控制滑板后轮的运行；所述能量收集模块内的压电单元由聚偏氯乙烯块PVDF和环氧树脂两相材料交替叠加复合而成。本发明专利技术克服了现有技术存在的电动滑板滑行时震动较大，能量无法利用的问题，通过电能量回收结构，使得其续航里程与舒适度得到显著提高。

Piezoelectric energy recovery electric skateboard

The invention relates to a piezoelectric energy recovery type electric skateboard, which comprises a skateboard surface, a supporting bridge, a skateboard wheel and an electric control system; the skateboard surface is an upward convex structure; one end of the skateboard bridge is connected with the skateboard surface; the other end is connected with the skateboard wheel; the skateboard wheel is divided into a front wheel and a skateboard. The rear wheel of the skateboard is integrated with a hub motor. The electric control system is composed of an electric control system connecting wire, an electric control system integrated control board with an energy recovery circuit and an energy storage circuit, an energy collection module composed of a plurality of piezoelectric units and a battery pack. The electric control system integrated control board controls the operation of the rear wheel of the skateboard. The piezoelectric unit in the energy collection module is composed of a polyvinylidene chloride block PVDF and an epoxy resin two-phase material alternately superimposed and compounded. The invention overcomes the problems of large vibration and energy unavailability when the electric skateboard slides in the prior art, and remarkably improves the endurance mileage and comfort of the electric skateboard by adopting an electric energy recovery structure.

【技术实现步骤摘要】
压电能量回收式电动滑板
本专利技术涉及运输工具领域，特别是涉及一种能够实现压电能量回收功能的电动滑板。
技术介绍
随着我国工业水平、科技水平和人民生活水平的不断提高，滑板这一小众领域，受到年轻群体越来越多的关注。滑板的专利技术是为了让喜爱冲浪的人们在陆地上也能尽情享受同样的快乐。随着滑板的流行，人们希望能充分发挥其代步的功能，因此出现了各种长板（Longboard）和小鱼板（Pennyboard）。传统滑板一直是一项无动力源运动，主要依靠后脚与地面的摩擦而产生向前的推动力。电动滑板依靠电机带动滑板轮旋转，从而实现有动力源的可控滑行。根据驱动轮数目的不同，电动滑板可分为单轮驱动、双轮驱动与四轮驱动几种形式。根据电机与滑板轮连接方式的不同，可分为机械式（即依靠电机保持架、皮带和齿轮等机械结构将电机与滑板轮相连）和轮毂电机式。无论是传统滑板与电动滑板，皆由板面、桥、轴承、轮子等部分组成（电动滑板加装电动系统），滑行时几乎没有减震效果，轮子与路面间的震动完全传至控制者脚面，这部分能量完全由控制者吸收，长时间滑行时，控制者较疲劳。压电效应是1880年由居里兄弟首次发现。压电材料可以实现机械能与电能之间的直接转化，应用前景十分广阔。
技术实现思路
针对上述待解决的技术问题，本专利技术主要提供了具有压电能量回收功能的电动滑板，该专利技术克服了现有技术存在的电动滑板滑行时震动较大，能量无法利用的问题，自主设计了全新的压电能量回收结构，使得其续航里程与舒适度得到显著提高。为解决上述技术问题，本专利技术是采用如下技术方案实现的：一种压电能量回收式电动滑板，其特征在于：该电动滑板包括滑板板面、支撑桥、滑板轮和电控系统四部分；所述的滑板板面是板面中部向上突起的上凸结构，所述滑板桥一端与滑板板面相连、另一端与滑板轮相连；所述滑板轮分为滑板前轮与滑板后轮，所述滑板后轮集成有轮毂电机，所述滑板前轮与滑板后轮的外形尺寸相同；所述电控系统由电控系统连接线、带有能量回收电路及储能电路的电控系统集成控制板、由多个压电单元构成的能量收集模块及电池组构成，所述电控系统集成控制板固定在滑板板面下方、并通过电控系统连接线在滑板板面内部走线、控制滑板后轮的运行；所述能量收集模块内的压电单元由聚偏氯乙烯块PVDF和环氧树脂两相材料交替叠加复合而成，所述能量收集模块内嵌于滑板板面内部，当滑板滑行时振动产生的能量通过内部电控系统连接线收集于电池组内；所述电池组固定在滑板板面下方、并通过电控系统连接线为滑板后轮内的轮毂电机供电。本专利技术的有益效果是：1.平衡单轮驱动与四轮驱动的特点，在使用轮毂电机的基础上，选择双轮驱动方案，增加该电动滑板的动力性与续航里程，使得本专利技术在复杂道路环境下，具有更广泛的适应性。2.本专利技术采用上凸式板面形式，在上方震动幅度相同的情况下，提供一定的减震效果，并有利于板面下方压电单元工作，高速时控制者的路感较好。3.本专利技术利用压电材料进行压电能量回收，利用了滑板滑行时振动能量，提高了控制者的舒适性，增加了电动滑板的续驶里程。4.本专利技术共布置了两个电机，皆为轮内轮毂电机。在电机的布置形式选为双轮驱动，实际使用效果较好。5.本专利技术采用了板面上凸结构，相较传统的平面结构与下沉式板面，在相同的振动幅度下，这种构型可以提供一定的减震效果，并有利于板面下方压电单元工作，高速时控制者的路感较好。6.本专利技术采用了双轮毂电机驱动，相较传统的机械式结构，具有结构紧凑，辅件较少、便于布置等优点；相较单轮驱动与四轮驱动，在动力性、续航里程与直线行驶能力等方面做到了较好的平衡。附图说明图1是本专利技术压电能量回收式电动滑板仰视图。图2本专利技术压电能量回收式电动滑板俯视图。图3是本专利技术压电能量回收式电动滑板侧视图。图4是本专利技术压电能量回收式电动滑板轴测图。图5是本专利技术压电能量回收原理框图。图6是本专利技术压电单元的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的一种具体实施方案作详细的描述：如图1所示，一种压电能量回收式电动滑板，包括滑板板面1、支撑桥2、滑板轮3和电控系统4四部分；所述的滑板板面1为相对于Z轴对称的板面中部向上突起的上凸结构，所述滑板桥2一端通过四个M6螺钉与滑板板面1相连，另一端与滑板轮3相连；所述滑板轮3分为滑板前轮3-1与滑板后轮3-2，所述滑板后轮3-2集成有轮毂电机，所述滑板前轮3-1与滑板后轮3-2的外形尺寸相同、但滑板后轮3-2比滑板前轮3-1重；所述电控系统4由电控系统连接线4-1、带有能量回收电路及储能电路的电控系统集成控制板4-2、由多个压电单元构成的能量收集模块4-3及电池组4-4构成，所述电控系统集成控制板4-2通过螺钉固定在滑板板面1下方、并通过电控系统连接线4-1在滑板板面1内部走线、控制滑板后轮3-2的运行；所述能量收集模块4-3内的压电单元为压电复合材料，所述压电单元由聚偏氯乙烯块PVDF4-3-1和环氧树脂4-3-2两相材料交替叠加复合而成，聚偏氯乙烯块PVDF带有较好的柔韧性，能产生较大的形变，因此能把更多的机械能转化为电能，压电单元结构如图6所示；能量收集模块4-3内嵌于滑板板面1内部，当滑板滑行时振动产生的能量通过内部电控系统连接线4-1经能量回收电路收集于电池组4-4内；所述电池组4-4为四节可充电18650锂电池组成，并配有电池管理系统（BMS），可均衡充放电电流，与现有移动电源结构相同；电池组4-4通过螺钉固定在滑板板面1下方、并通过电控系统连接线4-1为滑板后轮3-2内的轮毂电机供电。本专利技术的工作过程和原理是：操作者可通过遥控装置上的按钮选择相应的行驶模式，包括运行方向及运行模式（经济模式、运动模式、定速巡航）。在平地行驶时，由于滑板轮3与路面间的振动使得滑板板面1相对地面上下振动，下方的能量收集模块4-3随之沿X轴方向被拉伸或压缩。由于压电材料的特性，即压电材料产生机械形变时，其两端会产生等量的异种电荷，产电量与振动幅度成正比。压电单元彼此串联共同构成能量收集模块4-3，每一个小单元产生的电荷彼此累加，在能量收集模块4-3两端通过电控系统集成控制板4-2内的能量回收电路转化为电流，并最终存储在电池组4-4内，当需要使用这部分电能时，电池组4-4内的电池管理系统（BMS）将这部分电能输出，带动滑板后轮3-2内的轮毂电机转动，从而达到驱动滑板滑行的目的。遥控装置上有控制滑板后轮3-2运转方向的按钮，可以通过按动遥控装置上的按钮选择滑板的驱动方式为前轮驱动或后轮驱动。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压电能量回收式电动滑板，其特征在于：该电动滑板包括滑板板面（1）、支撑桥（2）、滑板轮（3）和电控系统（4）四部分；所述的滑板板面（1）是板面中部向上突起的上凸结构，所述滑板桥（2）一端与滑板板面（1）相连、另一端与滑板轮（3）相连；所述滑板轮（3）分为滑板前轮（3‑1）与滑板后轮（3‑2），所述滑板后轮（3‑2）集成有轮毂电机，所述滑板前轮（3‑1）与滑板后轮（3‑2）的外形尺寸相同；所述电控系统（4）由电控系统连接线（4‑1）、带有能量回收电路及储能电路的电控系统集成控制板（4‑2）、由多个压电单元构成的能量收集模块（4‑3）及电池组（4‑4）构成，所述电控系统集成控制板（4‑2）固定在滑板板面（1）下方、并通过电控系统连接线（4‑1）在滑板板面1内部走线、控制滑板后轮（3‑2）的运行；所述能量收集模块（4‑3）内的压电单元由聚偏氯乙烯块PVDF（4‑3‑1）和环氧树脂（4‑3‑2）两相材料交替叠加复合而成，所述能量收集模块（4‑3）内嵌于滑板板面（1）内部，当滑板滑行时振动产生的能量通过内部电控系统连接线（4‑1）经能量回收电路收集于电池组（4‑4）内；所述电池组（4‑4）固定在滑板板面（1）下方、并通过电控系统连接线（4‑1）为滑板后轮（3‑2）内的轮毂电机供电。...

【技术特征摘要】
1.一种压电能量回收式电动滑板，其特征在于：该电动滑板包括滑板板面（1）、支撑桥（2）、滑板轮（3）和电控系统（4）四部分；所述的滑板板面（1）是板面中部向上突起的上凸结构，所述滑板桥（2）一端与滑板板面（1）相连、另一端与滑板轮（3）相连；所述滑板轮（3）分为滑板前轮（3-1）与滑板后轮（3-2），所述滑板后轮（3-2）集成有轮毂电机，所述滑板前轮（3-1）与滑板后轮（3-2）的外形尺寸相同；所述电控系统（4）由电控系统连接线（4-1）、带有能量回收电路及储能电路的电控系统集成控制板（4-2）、由多个压电单元构成的能量收集模块（4-3）及电...

【专利技术属性】
技术研发人员：马芳武，聂家弘，杨昱，吴量，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22