一种装配式压电桥面板及压电发电系统技术方案

本发明专利技术涉及一种装配式压电桥面板及压电发电系统，该装配式压电桥面板包括：中间板、面层、底层板、压电装置以及输电线，中间板沿宽度方向的横截面为波浪形，中间板包括若干个波峰部和若干个波谷部，面层固定覆盖于中间板的上表面，底层板设置于中间板的下方并与中间板固定连接，压电装置的上表面与波谷部抵接，压电装置下表面与底层板上表面抵接，输电线分别与各个压电装置电连接。该压电发电系统包括：多个装配式压电桥面板，装配式压电桥面板的长度方向平行于道路延伸方向。与现有技术相比，本发明专利技术提供的装配式压电桥面板及压电发电系统能够充分利用汽车行驶时的振动能量，在具有良好的发电性能的情况下，还具有较长的使用寿命。命。命。

【技术实现步骤摘要】
一种装配式压电桥面板及压电发电系统


[0001]本专利技术涉及新能源发电
，尤其涉及一种装配式压电桥面板及压电发电系统。

技术介绍

[0002]路面压电技术是通过压电式能量收集装置，将车辆在路面行驶过程中的振动能量转化为电能，实现能量的回收再利用。对于压电装置的横向布置位置，很多研究都将其布置在车轮作用频率最高的位置下方，这样更有利于发挥压电装置的性能。虽然车轮在道路中心区分布的频率最高，但偏离中心区的分布频率之和也占了很大比例，因此会造成压力应变能的浪费。
[0003]现有的压电路面一般将压电装置布置在铺装层表面或铺装层内部，当布置在表面时，当车辆行驶时偏离了压电装置，压电装置便发挥不了作用，更为重要的是当压电装置直接承受车轮的冲击作用，容易产生碾压破坏，而且直接遭受雨水灰尘等环境的影响，严重影响了压电装置的使用寿命。
[0004]而将压电装置埋设在较深的位置，这种方式虽然能够保证压电装置的使用耐久性，但是压电输出能力却受到影响。据以往的研究发现，保证压电陶瓷不损坏的前提下，其受到的压力越大，产生的电压越高。当压电装置布置在铺装层较深位置处时，车轮作用在铺装顶面后由于路面的扩散作用，传递到压电装置时，压力已经被削弱，从而导致路面的压电输出能力较弱。
[0005]并且压电装置的刚度一般大于周围路面材料的刚度，这就导致在压电装置周围容易产生应力集中现象，最终导致路面的开裂和疲劳破坏。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，有必要提供一种装配式压电桥面板及压电发电系统，用以解决现有技术中压电装置设置在铺装层表面使用寿命短，设置在铺装层内部发电能力差的技术问题。
[0007]本专利技术提供一种装配式压电桥面板，该装配式压电桥面板包括：中间板、面层、底层板、压电装置以及输电线，中间板沿宽度方向的横截面为波浪形，中间板包括若干个波峰部和若干个波谷部，面层固定覆盖于中间板的上表面，底层板设置于中间板的下方并与中间板固定连接，压电装置的上表面与波谷部抵接，压电装置下表面与底层板上表面抵接，输电线分别与各个压电装置电连接，供于输出电能。
[0008]进一步的，中间板还包括位于横截面两侧的两个端部，波峰部和波谷部交替布置于两个端部之间，端部低于波谷部，底层板与端部固定连接并与波谷部形成供于容纳压电装置的容纳空间。
[0009]进一步的，多个压电装置等间距布置于每个波谷部的下方。
[0010]进一步的，输电线布置于波峰部与底层板之间。
[0011]进一步的，还包括与波峰部固定连接的剪力钉，剪力钉插入面层内并与面层固定
连接。
[0012]进一步的，压电装置包括橡胶垫和压电单元，橡胶垫套设并包裹压电单元的侧面，橡胶垫和压电单元的上下两端分别抵接波谷部和底层板。
[0013]进一步的，压电单元包括多片叠摞设置的压电陶瓷。
[0014]本专利技术提供一种压电发电系统，该压电发电系统包括：多个装配式压电桥面板，装配式压电桥面板的长度方向平行于道路延伸方向。
[0015]进一步的，还包括电能储存器，电能储存器与输电线电连接，供于储存压电装置产生的电能。
[0016]进一步的，还包括导线管，导线管布置于沿长度方向相邻的两个装配式压电桥面板之间，输电线穿过导线管与电能储存器连接。
[0017]与现有技术相比，本专利技术提供的装配式压电桥面板具有波浪形的中间板，车辆行驶的载荷通过面层传递给中间板后，沿着中间板朝向波谷部传递，并由压电装置承受；通过这种方式，车辆行驶在车道的任何位置，压力都能传递到压电装置上，充分发挥压电装置的性能，提升了桥面板的压电输出能力；并且压电装置布置在桥面板的内部，不会受到阳光、雨水、沙石等影响而发生损坏，延长了使用寿命；同时压电装置不与面层直接接触，避免了对面层即路面造成应力集中效应，避免了路面的开裂和疲劳破坏。
[0018]与现有技术相比，本专利技术提供的压电发电系统能够充分利用汽车行驶时的振动能量，在具有良好的发电性能的情况下，还具有较长的使用寿命。
[0019]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如下。本专利技术的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
[0020]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0021]图1为本专利技术提供的装配式压电桥面板一实施例的结构示意图；
[0022]图2为本专利技术提供的装配式压电桥面板一实施例沿宽度方向的横剖面图；
[0023]图3为图1中压电装置的机构示意图；
[0024]图4为为本专利技术提供的压电发电系统的俯视图。
具体实施方式
[0025]下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术的原理，并非用于限定本专利技术的范围。
[0026]请参见图1至图4，本专利技术提供一种装配式压电桥面板及压电发电系统。该装配式压电桥面板应用于桥梁上，利用汽车行驶时产生的振动发电。该装配式压电桥面板也可以运用于普通路面上，其工作原理和安装方式与运用于桥梁上时相同。
[0027]本装配式压电桥面板的宽度设计成一个标准车道的宽度。装配式压电桥面板的宽度方向为垂直于路面延伸的方向，装配式压电桥面板的长度方向为平行于路面延伸的方向。
[0028]本专利技术提供一种装配式压电桥面板包括中间板1、面层2、底层板3、压电装置4以及输电线5。中间板1沿宽度方向的横截面为波浪形，并且中间板1包括若干个波峰部11和若干个波谷部12。面层2固定且覆盖于中间板1的上表面，面层2上表面水平，作为路面供车辆100(图1中以车轮示意)行驶。底层板3设置于中间板1的下方并与中间板1固定连接，压电装置4的上表面与波谷部12抵接，压电装置4下表面与底层板3上表面抵接，输电线5分别与各个压电装置4电连接，供于输出压电装置4产生的电能。
[0029]车辆100在行驶的载荷通过面层2传递给中间板1后，沿着中间板1朝向波谷部12传递，并由压电装置4承受。通过这种方式，车辆行驶在车道的任何位置，压力都能传递到压电装置4上，充分发挥压电装置4的性能，提升了桥面板的压电输出能力。并且压电装置4布置在桥面板的内部，不会受到阳光、雨水、沙石等影响而发生损坏，延长了使用寿命。同时压电装置不与面层2直接接触，避免了对面层2造成应力集中效应，避免了面层2的开裂和疲劳破坏。
[0030]在一些实施例中，中间板1还包括位于横截面两侧的两个端部13，波峰部11和波谷部12交替布置于两个端部13之间。并且端部13低于波谷部12，底层板3与端部13固定连接如可以采用螺栓连接固定。并且底层板3与波谷部12形成供于容纳压电装置4的容纳空间。
[0031]在优选实施例中，中间板1采用Q345钢，由涂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种装配式压电桥面板，其特征在于，其包括：中间板、面层、底层板、压电装置以及输电线，所述中间板沿宽度方向的横截面为波浪形，所述中间板包括若干个波峰部和若干个波谷部，所述面层固定覆盖于所述中间板的上表面，所述底层板设置于所述中间板的下方并与所述中间板固定连接，所述压电装置的上表面与所述波谷部抵接，所述压电装置下表面与所述底层板上表面抵接，所述输电线分别与各个所述压电装置电连接，供于输出电能。2.根据权利要求1所述的装配式压电桥面板，其特征在于，所述中间板还包括位于横截面两侧的两个端部，所述波峰部和所述波谷部交替布置于两个所述端部之间，所述端部低于所述波谷部，所述底层板与所述端部固定连接并与所述波谷部形成供于容纳所述压电装置的容纳空间。3.根据权利要求2所述的装配式压电桥面板，其特征在于，多个所述压电装置等间距布置于每个所述波谷部的下方。4.根据权利要求3所述的装配式压电桥面板，其特征在于，所述输电线布置于所述波峰部与所述底层板之间。5.根据权利要求2所述的装配式压电...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙亮明，李恒，夏振兴，杜思宇，张铱涵，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：