一种装配式道路压电发电系统及铺设方法技术方案

本发明专利技术提供了一种装配式道路压电发电系统及铺设方法，包括底板，底板上阵列式安装有多个独立的压电发电装置，多个压电发电装置分为多个组，同一个组中的压电发电装置与对应的同一个电能存储器相连，多个电能存储器之间通过导线串联；压电发电装置包括上凸限位基板，上凸限位基板内嵌入式安装有多个压电俘能单元，多个压电俘能单元均与上凸限位基板侧壁上设置的输出端口相连，压电俘能单元的上表面凸出至上凸限位基板外与盖合在上凸限位基板上的下凹盖板接触。本发明专利技术的系统采用全装配、模块化设计，提高了道路压电发电系统的能量转换效率，实现了装配的规模化与施工的便捷化，更好地与实际道路应用环境契合。

【技术实现步骤摘要】
一种装配式道路压电发电系统及铺设方法
本专利技术属于道路工程领域，涉及压电发电技术，具体涉及一种装配式道路压电发电系统及铺设方法。
技术介绍
道路中蕴藏着丰富的机械能，若能将其加以利用转换为清洁电能，则可有效缓解传统能源枯竭的现状。压电能量采集技术可通过压电材料的正压电效应实现此转换。道路压电能量采集技术主要采用具有一定结构的压电发电装置铺设于路面结构中。然而现有的压电发电装置存在力电转换效率不高、防水防尘能力不足、道路交通环境适用性差等问题影响其使用，同时已公开的装置铺设方式以单个装置直接零散埋入路面或单模块混凝土封装埋设为主，施工工艺复杂，费时费力，施工质量难以保障，且此种埋设方式铺设的发电路面能量采集效率较低，难以适应道路行车长期碾压。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于，提供一种装配式道路压电发电系统及铺设方法法，以解决现有技术中压电发电系统对道路交通环境适用性差的技术问题。为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案予以实现：一种装配式道路压电发电系统，包括底板，底板上阵列式安装有多个独立的压电发电装置，多个压电发电装置分为多个组，同一个组中的压电发电装置与对应的同一个电能存储器相连，多个电能存储器之间通过导线串联；所述的压电发电装置包括上凸限位基板，上凸限位基板内嵌入式安装有多个压电俘能单元，多个压电俘能单元均与上凸限位基板侧壁上设置的输出端口相连，压电俘能单元的上表面凸出至上凸限位基板外与盖合在上凸限位基板上的下凹盖板接触；所述的下凹盖板的四角设置设置有限位螺栓安装沉孔，所述的上凸限位基板的四角均设置有限位螺栓安装通孔，所述的底板上设置有限位螺栓安装盲孔，限位螺栓依次穿过限位螺栓安装沉孔和限位螺栓安装通孔并与限位螺栓安装盲孔相连，将压电发电装置安装在底板上；所述的限位螺栓上还设置有防松动机构。本专利技术还具有如下技术特征：所述的防松动机构包括在限位螺栓的螺栓头上沿着径向开设有贯通的第一销钉卡槽，所述的限位螺栓安装沉孔的顶部四周的下凹盖板上沿着径向开设有多个对称布设的第二销钉卡槽，第二销钉卡槽的内端贯通限位螺栓安装沉孔的侧壁，销钉卡装在第一限位卡槽和第二限位卡槽内。所述的底板上开设有吊装和固定孔。所述的电能存储器上盖合有封装隔断箱，封装隔断箱下边缘四周开设有多个走线孔口。所述的多个电能存储器通过导线与外部电能输出终端相连。本专利技术还保护一种装配式道路压电发电系统的铺设方法，所述的装配式道路压电发电系统采用如上所述的装配式道路压电发电系统；该方法按照以下步骤进行：步骤一，现场开槽施工：在道路板块上沿行车轮迹带方向或沿行车道方向开挖与装配式道路压电发电系统相匹配的发电系统安装槽，开挖导线安装槽，并对槽底进行整平处理；步骤二，吊装装配式道路压电发电系统：将装配式道路压电发电系统吊装至发电系统安装槽的槽位处，并固定装配式道路压电发电系统，将导线铺设在导线安装槽内；步骤三，路面填平压实根据道路板块的铺设路面类型，选择与路面耦合性高的凹槽填料填平槽位并进行压实和养护处理。所述的发电系统安装槽与装配式道路压电发电系统之间的固定方式为螺栓固定或胶黏剂固定。所述的吊装方式为电磁吊具吊装或通过吊装和固定孔使用机械吊具吊装。所述的导线上套装有护管。本专利技术与现有技术相比，具有如下技术效果：(Ⅰ)本专利技术的系统采用全装配、模块化设计，提高了道路压电发电系统的能量转换效率，实现了装配的规模化与施工的便捷化，更好地与实际道路应用环境契合。(Ⅱ)本专利技术的压电发电装置“上凹下凸”式层间结构、非贯穿的俘能单元槽及钢板基底限位螺栓固定槽设计，提高了压电发电装置在实际道路应用环境中的耐久性及防水、防尘能力。整体式限位基板设计，避免了俘能单元滑移和螺栓剪切破坏；限位螺栓采用防松动设计，防止限位螺栓在路面长久振动荷载下的松动，进一步提高了装置耐久性。(Ⅲ)储能模块采用分组采集模式，减少了电路内耗，提高了压电发电系统的能量存储效率，压电发电装置和储能装置间的“热插拔”连接，便于装置内部导线引出及后期养护维修。(Ⅳ)压电发电装置的装配阵列充分考虑了车辆类型及其轮迹带分布特性，有效地提高了压电发电装置的机械振动能捕获效率。(Ⅴ)压电发电装置的系统化装配及整体化铺设，简化了现场施工流程，有效地缩短了施工封闭期，提高了压电发电装置的长期使用性能。附图说明图1为装配式道路压电发电系统整体结构示意图。图2为装配式道路压电发电系统的局部放大示意图。图3为底板的结构示意图。图4为压电发电装置内部结构示意图。图5为防松动机构的结构示意图。图6为封装隔断箱的结构示意图。图7为装配式道路压电发电系统的铺设状态示意图。图中各个标号的含义为：1-底板，2-压电发电装置，3-电能存储器，4-导线，5-防松动机构，6-吊装和固定孔，7-封装隔断箱，8-走线孔口，9-外部电能输出终端，10-道路板块，11-装配式道路压电发电系统，12-发电系统安装槽，13-导线安装槽，14-护管，15-凹槽填料；201-上凸限位基板，202-压电俘能单元，203-输出端口，204-下凹盖板，205-限位螺栓安装沉孔，206-限位螺栓安装通孔，207-限位螺栓安装盲孔，208-限位螺栓，209-第一销钉卡槽，210-第二销钉卡槽，211-销钉。以下结合实施例对本专利技术的具体内容作进一步详细解释说明。具体实施方式本专利技术基于压电发电技术，提出一种装配式道路压电发电系统及铺设方法，合理设计道路压电发电装置，并将其与配套设施系统化整合，设计完整的装配方案及铺设方法，在提高道路压电发电装置力电转换率、结构耐久性及防水、防尘性能的同时，实现道路压电发电系统的模块化、快速化铺设，为压电发电路面大规模应用提供可能。需要说明的是，本专利技术中的所有部件，如无特殊说明，全部均采用现有技术中已知的部件。遵从上述技术方案，以下给出本专利技术的具体实施例，需要说明的是本专利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专利技术的保护范围。实施例1：本实施例给出一种装配式道路压电发电系统，如图1至图6所示，包括底板1，底板1上阵列式安装有多个独立的压电发电装置2，多个压电发电装置2分为多个组，同一个组中的压电发电装置2与对应的同一个电能存储器3相连，多个电能存储器3之间通过导线4串联；压电发电装置2包括上凸限位基板201，上凸限位基板201内嵌入式安装有多个压电俘能单元202，多个压电俘能单元202均与上凸限位基板201侧壁上设置的输出端口203相连，压电俘能单元202的上表面凸出至上凸限位基板201外与盖合在上凸限位基板201上的下凹盖板204接触；下凹盖板204的四角设置设置有限位螺栓安装沉孔205，上凸限位基板202的四角均设置有限位螺栓安装通孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装配式道路压电发电系统，包括底板(1)，底板(1)上阵列式安装有多个独立的压电发电装置(2)，其特征在于，多个压电发电装置(2)分为多个组，同一个组中的压电发电装置(2)与对应的同一个电能存储器(3)相连，多个电能存储器(3)之间通过导线(4)串联；/n所述的压电发电装置(2)包括上凸限位基板(201)，上凸限位基板(201)内嵌入式安装有多个压电俘能单元(202)，多个压电俘能单元(202)均与上凸限位基板(201)侧壁上设置的输出端口(203)相连，压电俘能单元(202)的上表面凸出至上凸限位基板(201)外与盖合在上凸限位基板(201)上的下凹盖板(204)接触；/n所述的下凹盖板(204)的四角设置设置有限位螺栓安装沉孔(205)，所述的上凸限位基板(202)的四角均设置有限位螺栓安装通孔(206)，所述的底板(1)上设置有限位螺栓安装盲孔(207)，限位螺栓(208)依次穿过限位螺栓安装沉孔(205)和限位螺栓安装通孔(206)并与限位螺栓安装盲孔(207)相连，将压电发电装置(2)安装在底板(1)上；/n所述的限位螺栓(208)上还设置有防松动机构(5)。/n

【技术特征摘要】
1.一种装配式道路压电发电系统，包括底板(1)，底板(1)上阵列式安装有多个独立的压电发电装置(2)，其特征在于，多个压电发电装置(2)分为多个组，同一个组中的压电发电装置(2)与对应的同一个电能存储器(3)相连，多个电能存储器(3)之间通过导线(4)串联；
所述的压电发电装置(2)包括上凸限位基板(201)，上凸限位基板(201)内嵌入式安装有多个压电俘能单元(202)，多个压电俘能单元(202)均与上凸限位基板(201)侧壁上设置的输出端口(203)相连，压电俘能单元(202)的上表面凸出至上凸限位基板(201)外与盖合在上凸限位基板(201)上的下凹盖板(204)接触；
所述的下凹盖板(204)的四角设置设置有限位螺栓安装沉孔(205)，所述的上凸限位基板(202)的四角均设置有限位螺栓安装通孔(206)，所述的底板(1)上设置有限位螺栓安装盲孔(207)，限位螺栓(208)依次穿过限位螺栓安装沉孔(205)和限位螺栓安装通孔(206)并与限位螺栓安装盲孔(207)相连，将压电发电装置(2)安装在底板(1)上；
所述的限位螺栓(208)上还设置有防松动机构(5)。


2.如权利要求1所述的装配式道路压电发电系统，其特征在于，所述的防松动机构(5)包括在限位螺栓(208)的螺栓头上沿着径向开设有贯通的第一销钉卡槽(209)，所述的限位螺栓安装沉孔(205)的顶部四周的下凹盖板(204)上沿着径向开设有多个对称布设的第二销钉卡槽(210)，第二销钉卡槽(210)的内端贯通限位螺栓安装沉孔(205)的侧壁，销钉(211)卡装在第一限位卡槽(209)和第二限位卡槽(210)内。


3.如权利要求1所述的装配式道路压电发电系统，其特征在于，所述的底板(1)上开设有吊装和固定孔(6)。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王朝辉，曹红运，纪小平，王帅，高志伟，余功新，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61