本实用新型专利技术公开了一种应用于轨道的圆周分布式压电能量收集装置，所述装置包括：箱体、设置在所述箱体内的橡胶块、设置在所述橡胶块上方的压板、设置在所述橡胶块下方的压电模块；所述压电模块包括压环和压电片，所述压环位于所述橡胶块的下方；所述压电片位于所述压环的下方，且所述压电片设置在所述箱体的四周，呈圆周分布，当所述压板因上方受到压力而向下挤压所述橡胶块时，所述压环向下挤压所述压电片，以产生电压。本实用新型专利技术通过将压电片设置在所述箱体的四周，呈圆周分布，能提高单位面积上使用的压电片数量，从而提高压电功率输出，能量收集效率更高。能量收集效率更高。能量收集效率更高。
【技术实现步骤摘要】
一种应用于轨道的圆周分布式压电能量收集装置
[0001]本技术涉及能量回收利用
，尤其涉及一种应用于轨道的圆周分布式压电能量收集装置。
技术介绍
[0002]近年来，钢弹簧浮置板轨道以其明显的抑振效果在城市轨道交通中得到了广泛的应用，钢弹簧浮置板轨道由浮动混凝土板、钢弹簧隔振器和混凝土基座组成，本质上是一个质量弹簧隔振系统。由于列车的载荷过大且载荷作用次数频繁，钢弹簧隔振器容易产生疲劳失效。此时，如果利用压电材料制作一种集能器放置于浮动混凝土板与混凝土基座之间的间隙，不仅能够提高浮动混凝土板与钢弹簧隔振器的疲劳强度，而且能够将机械能转换为电能，满足轨道交通中低功耗器件的供电需求，实现绿色环保、可持续发展的节能减排目标。
[0003]列车车辆引起的振动是一种清洁、连续、稳定的能源，而压电能量收集装置具有能量密度高、无电磁干扰、易于实现小型集成化等优点，适合用于收集这种能源。目前，比较成熟的压电能量收集装置的结构主要有钹式结构、堆叠式结构和悬臂梁式结构。钹式结构和堆叠式结构具有形变量小的特点，导致其压电效应产生的电输出功率过低，所以前两种结构直接应用于轨道中的能量收集效果并不好。
[0004]因此，现有技术还有待改进和提高。
技术实现思路
[0005]本技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种应用于轨道的圆周分布式压电能量收集装置，旨在通过将压电片设置在所述箱体的四周，呈圆周分布，提高单位面积上使用的压电片数量，从而提高压电功率输出，使得能量收集效率更高。
[0006]为了解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案如下：
[0007]本技术提供一种应用于轨道的圆周分布式压电能量收集装置，其中，所述装置包括箱体、设置在所述箱体内的橡胶块、设置在所述橡胶块上方的压板、设置在所述橡胶块下方的压电模块；所述压电模块包括：
[0008]压环，所述压环位于所述橡胶块的下方；
[0009]压电片，所述压电片位于所述压环的下方，且所述压电片设置在所述箱体的四周，呈圆周分布，当所述压板因上方受到压力而向下挤压所述橡胶块时，所述压环向下挤压所述压电片，以产生电压。
[0010]在一种实现方式中，所述箱体设置成圆柱型箱体，所述压电片设置在所述圆柱型箱体的外周围。
[0011]在一种实现方式中，所述压电模块还包括轴杆，所述压板和所述压环固定连接在所述轴杆上，所述橡胶块非固定套接在所述轴杆上，当所述压板因上方受到压力而向下挤
压所述橡胶块时，所述轴杆带动所述压环向下挤压所述压电片，以产生电压。
[0012]在一种实现方式中，所述轴杆上还设置有支撑块，所述支撑块位于所述橡胶块的下方。
[0013]在一种实现方式中，所述压板上与所述轴杆的顶部设置有螺纹孔，所述螺纹孔内设置有螺钉，通过所述螺钉将所述压板固定在所述轴杆上。
[0014]在一种实现方式中，所述橡胶块上设置有第一通孔，所述橡胶块通过所述第一通孔与所述轴杆实现非固定套接。
[0015]在一种实现方式中，所述支撑块上设置有第二通孔，所述支撑块通过所述第二通孔与所述轴杆实现非固定套接。
[0016]在一种实现方式中，所述压环设置有多个，且间隔设置在所述轴杆上；所述箱体上设置有阶梯型的方形孔，所述方形孔内设置有滑块，所述滑块上设置有滑槽，所述压电片的一端设置在所述滑槽内，所述压电片的另一端位于相邻两个压环之间。
[0017]在一种实现方式中，所述滑块上还设置有布线槽以及导线孔。
[0018]在一种实现方式中，所述压电片包括基片、设置在基片上方的上层压电片以及设置在基片下方的下层压电片；所述上层压电片与所述下层压电片采用双层串联的电连接，且极化方向相反。
[0019]有益效果：与现有技术相比，本技术提供了一种应用于轨道的圆周分布式压电能量收集装置，所述装置包括：箱体、设置在所述箱体内的橡胶块、设置在所述橡胶块上方的压板、设置在所述橡胶块下方的压电模块；所述压电模块包括压环和压电片，所述压环位于所述橡胶块的下方；所述压电片位于所述压环的下方，且所述压电片设置在所述箱体的四周，呈圆周分布，当所述压板因上方受到压力而向下挤压所述橡胶块时，所述压环向下挤压所述压电片，以产生电压。本技术通过将压电片设置在所述箱体的四周，呈圆周分布，能提高单位面积上使用的压电片数量，从而提高压电功率输出，能量收集效率更高。并且，本技术中的压电片可多层设置，从而进一步提高了整个装置的压电功率输出。本技术的应用于轨道的圆周分布式压电能量收集装置结构简单，发电效率高，且压电片采用滑槽的方式实现定位与安装，操作更为方便。
附图说明
[0020]图1为本技术实施例提供的应用于轨道的圆周分布式压电能量收集装置的爆炸图。
[0021]图2为本技术实施例提供的应用于轨道的圆周分布式压电能量收集装置的剖面图。
[0022]图3为本技术实施例提供的应用于轨道的圆周分布式压电能量收集装置中的箱体结构示意图。
[0023]图4为本技术实施例提供的应用于轨道的圆周分布式压电能量收集装置中的滑块的结构示意图。
[0024]图5为本技术实施例提供的应用于轨道的圆周分布式压电能量收集装置中的使用场景图。
[0025]图6为本技术实施例提供的应用于轨道的圆周分布式压电能量收集装置中不
同橡胶块结构示意图。
[0026]图7为本技术实施例提供的应用于轨道的圆周分布式压电能量收集装置中不同橡胶块结构所组成的能量收集装置的压环和压电片的位移形变图。
[0027]图8为本技术实施例提供的应用于轨道的圆周分布式压电能量收集装置中不同橡胶块结构所组成的能量收集装置的输出电压结果图。
[0028]图9为本技术实施例提供的应用于轨道的圆周分布式压电能量收集装置中压环与压电片的接触长度示意图。
[0029]图10为本技术实施例提供的应用于轨道的圆周分布式压电能量收集装置在施加相同载荷下压环与压电片的接触长度对输出电压的影响结果图。
[0030]图11为本技术实施例提供的应用于轨道的圆周分布式压电能量收集装置中压环与压电片的接触长度与压电片的寿命之间的关系示意图。
[0031]标号说明：
[0032][0033]具体实施方式
[0034]为使本技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0035]近年来，钢弹簧浮置板轨道以其明显的抑振效果在城市轨道交通中得到了广泛的应用，钢弹簧浮置板轨道由浮动混凝土板、钢弹簧隔振器和混凝土基座组成，本质上是一个质量弹簧隔振系统。由于列车的载荷过大且载荷作用次数频繁，钢弹簧隔振器容易产生疲劳失效。此时，如果利用压电材料制作一种集能器放置于浮动混凝土板与混凝土基座之间的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种应用于轨道的圆周分布式压电能量收集装置，其特征在于，所述装置包括箱体、设置在所述箱体内的橡胶块、设置在所述橡胶块上方的压板、设置在所述橡胶块下方的压电模块；所述压电模块包括：压环，所述压环位于所述橡胶块的下方；压电片，所述压电片位于所述压环的下方，且所述压电片设置在所述箱体的四周，呈圆周分布，当所述压板因上方受到压力而向下挤压所述橡胶块时，所述压环向下挤压所述压电片，以产生电压。2.根据权利要求1所述的应用于轨道的圆周分布式压电能量收集装置，其特征在于，所述箱体设置成圆柱型箱体，所述压电片设置在所述圆柱型箱体的外周围。3.根据权利要求2所述的应用于轨道的圆周分布式压电能量收集装置，其特征在于，所述压电模块还包括轴杆，所述压板和所述压环固定连接在所述轴杆上，所述橡胶块非固定套接在所述轴杆上，当所述压板因上方受到压力而向下挤压所述橡胶块时，所述轴杆带动所述压环向下挤压所述压电片，以产生电压。4.根据权利要求3所述的应用于轨道的圆周分布式压电能量收集装置，其特征在于，所述轴杆上还设置有支撑块，所述支撑块位于所述橡胶块...
【专利技术属性】
技术研发人员：尹晓红，陈樽木，简进文，钟锦厢，潘梓烨，钟堪秋，范佳林，
申请(专利权)人：深圳技术大学，
类型：新型
国别省市：
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