一種壓電式道路減速帶裝置的製作方法
2023-06-01 21:34:46 1
本實用新型涉及減速帶裝置技術領域,尤其涉及一種壓電式道路減速帶裝置。
背景技術:
為了市區或者事故多發路段行人或者行車的安全,國家規定在公路道口、工礦企業、學校、住宅小區入口等位置必須鋪設減速帶等安全措施,減速帶是用於減小車輛的行使速度的交通專用安全設置,而且很大程度減少了各交通要道口的事故發生,既安全又起到緩衝減速目的,提高交通道口的安全。
車輛經過減速度時,部分動能轉化為減速帶的形變能,或者是向上的動能耗散,而這部分能量是可以通過能量轉化裝置收集起來轉化為電能,傳統的減速帶採用的材質主要是橡膠,可以起到減速的目的,也可以提高舒適感,但不具備能量收集功能。
因此,現有技術還有待於改進和發展。
技術實現要素:
鑑於上述現有技術的不足,本實用新型的目的在於提供一種壓電式道路減速帶裝置,旨在解決現有的減速帶無法起到能量收集作用的問題。
本實用新型的技術方案如下:
一種壓電式道路減速帶裝置,其中,包括橡膠外殼、位於橡膠外殼中的充電單元以及充電電路,所述充電單元從上至下依次包括鋼板、第一絕緣墊、壓電單元和第二絕緣墊,所述壓電單元連接於所述充電電路,當汽車通過減速帶時,壓電單元變形產生電壓,並通過充電電路進行充電。
所述的壓電式道路減速帶裝置,其中,所述充電單元設置有多層,每層設置有至少一壓電單元。
所述的壓電式道路減速帶裝置,其中,相鄰充電單元的鋼板之間豎向設置有限位柱。
所述的壓電式道路減速帶裝置,其中,所述充電電路包括橋式整流器、濾波器、二極體、蓄電池,所述橋式整流器的交流端與壓電單元的兩端連接,所述橋式整流器的直流端負極與蓄電池負極連接,所述橋式整流器的直流端正極與二極體正極連接,所述二極體負極與蓄電池正極連接,所述濾波器與所述橋式整流器的直流端並聯。
所述的壓電式道路減速帶裝置,其中,所述壓電單元通過並聯方式與所述橋式整流器的交流端連接。
所述的壓電式道路減速帶裝置,其中,所述壓電單元包括拱形壓電陶瓷與拱形銅基板,所述拱形壓電陶瓷貼在拱形銅基板的兩側。
所述的壓電式道路減速帶裝置,其中,所述限位柱上套設有彈簧。
所述的壓電式道路減速帶裝置,其中,所述第一絕緣墊上設置有與所述拱形壓電陶瓷的頂部形狀相適配的拱形槽口。
所述的壓電式道路減速帶裝置,其中,所述第二絕緣墊上設置有與所述拱形銅基板的底部形狀相適配的方形槽口。
所述的壓電式道路減速帶裝置,其中,每一充電單元的兩側均設置有限位柱。
有益效果:本實用新型通過壓電單元將機械能轉化為電能,其具有結構簡單,成本低廉,無需更換電池等優點,且具有環保優點,對環境友好,且本實用新型能量轉換效率高,易集成,可大規模推廣應用。
附圖說明
圖1為本實用新型壓電式道路減速帶裝置的結構示意圖。
圖2為本實用新型壓電式道路減速帶裝置的充電電路的結構示意圖。
圖3為本實用新型壓電式道路減速帶裝置的壓電單元的結構示意圖。
具體實施方式
本實用新型提供一種壓電式道路減速帶裝置,為使本實用新型的目的、技術方案及效果更加清楚、明確,以下對本實用新型進一步詳細說明。應當理解,此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型,並不用於限定本實用新型。
本實用新型提供一種壓電式道路減速帶裝置,其中,包括橡膠外殼1、位於橡膠外殼1中的充電單元以及充電電路9(結合圖2所示),所述充電單元從上至下依次包括鋼板3、第一絕緣墊5、壓電單元2和第二絕緣墊6,所述壓電單元2連接於所述充電電路9,當汽車通過減速帶時,壓電單元2變形產生電壓,並通過充電電路9進行充電。
本實用新型通過在減速帶中植入壓電材料,通過橡膠外殼1變形,使壓電材料產生變形,產生電壓,通過充電電路9進行充電,本實用新型實現了將周圍環境的機械能轉換成電能,這種發電技術具有轉換效率高,結構簡單,易集成的優點。也就是說,本實用新型不僅實現了減速緩衝的目的,同時也實現了能量收集的功能。
本實用新型中,所述充電單元設置有多層,每層設置有至少一壓電單元2,也就是說,本實用新型的減速帶具有多層結構,每一層均設置有至少一壓電單元2,即每一減速帶均設置有多個壓電單元2,同時利用多個壓電單元2來將機械能轉換為電能,這樣可提高能量轉換效率,從而具有更高的發電效率。
在相鄰充電單元的鋼板3之間豎向設置有限位柱4。本實用新型的原理是壓電單元2受到向下的壓力,才通過所述充電電路9進行充電,但這個壓力具有一定極限,如破壞極限值,當壓力達到破壞極限值時會損壞壓電單元2。為了保護所述壓電單元2,在相鄰充電單元的鋼板3之間豎向設置有限位柱4,當所述汽車產生的壓力達到破壞極限值時,可通過限位柱4限位,從而保護壓電單元2不被損壞。當所述汽車產生的壓力未達到破壞極限值時,汽車的質量越大,則所發電的電量越大。
優選的,每一充電單元的兩側均設置有限位柱4,這樣能夠保證兩邊的受力更均勻,進一步保證充電單元的可靠性,當然每一充電單元的兩側也不僅限於設置兩根限位柱4,也可根據需要選擇其他根數,並且平均分布,例如在兩側各設置一根,在中間也設置一根。
具體地,如圖3所示,所述壓電單元2包括拱形壓電陶瓷22與拱形銅基板21,所述拱形壓電陶瓷22貼在拱形銅基板21的兩側。
當所述的橡膠外殼1受到壓力時,通過鋼板3將壓力傳給壓電單元2。壓電單元2中的拱形壓電陶瓷22受到徑向擠壓力。在徑向擠壓力的作用下,在拱形壓電陶瓷22的兩面累積電荷,形成電壓,從而產生電流。通過所述充電電路9對壓電單元2產生的電流進行整流濾波並充電。
本實用新型中的壓電單元2是卡在第一絕緣墊5和第二絕緣墊6之間。
具體來說,一方面,在所述第一絕緣墊5上設置有與所述拱形壓電陶瓷22的頂部形狀相適配的拱形槽口8。由於所述拱形壓電陶瓷22的頂部形狀為拱形,所以設置所述拱形槽口8,可以使拱形壓電陶瓷22的頂部正好卡入到所述拱形槽口8中,而不會發生移動,使拱形壓電陶瓷22的上方被固定。
另一方面,在所述第二絕緣墊6上設置有與所述拱形銅基板21的底部形狀相適配的方形槽口7。由於所述拱形銅基板21的底部形狀為方形,所以設置所述方形槽口7,可以使拱形銅基板21的底部正好卡入到所述方形槽口7中,而不會發生移動,使拱形銅基板21的下方被固定。這樣整個壓電單元2就被固定在了第一絕緣墊與第二絕緣墊之間,而不會發生移動,只會受到擠壓力,而產生形變。另外,在所述限位柱4上套設有彈簧,彈簧的作用是進一步保護拱形壓電陶瓷22,防止其受到損壞。
具體地,如圖2所示,所述充電電路包括橋式整流器11、濾波器12、二極體13、蓄電池14,所述橋式整流器11的交流端與壓電單元2的兩端連接,所述橋式整流器11的直流端負極與蓄電池14負極連接,所述橋式整流器11的直流端正極與二極體13正極連接,所述二極體13負極與蓄電池14正極連接,所述濾波器12與所述橋式整流器11的直流端並聯。即所述橋式整流器11的第一端與第二端分別與壓電單元2的兩端連接,所述橋式整流器11的第三端與蓄電池14負極連接,所述橋式整流器11的第四端與二極體13正極連接,而所述二極體13負極與所述蓄電池4正極連接,所述濾波器12與所述橋式整流器11的第三端與第四端並聯。
另外,所述壓電單元2通過並聯方式與所述橋式整流器11的交流端連接,也即,多個壓電單元2構成多發電單元,多發電單元之間並聯,並且與橋式整流器11的交流端(第一端和第二端)連接。也就是說,所有的壓電單元2通過並聯後與橋式整流器11的交流端連接,經整流、濾波後經二極體給蓄電池充電。
本實用新型的工作原理是:橡膠外殼1對整個減速帶起到保護的作用。當汽車壓在橡膠外殼1上,通過鋼板3,將壓力傳導給壓電單元2,使在拱形壓電陶瓷22發生形變,在拱形壓電陶瓷22的兩面產生相反電荷,形成正向電壓,經過橋式整流器11、濾波器12、二極體13給蓄電池14充電。當汽車離開橡膠外殼1時,壓電單元2恢復到初始狀態,此時在拱形壓電陶瓷22的兩面產生相反電荷,形成負向電壓,經過橋式整流器11、濾波器12、二極體13給蓄電池14充電。
綜上所述,本實用新型通過壓電單元將機械能轉化為電能,其具有結構簡單,成本低廉,無需更換電池等優點,且具有環保優點,對環境友好,且本實用新型能量轉換效率高,易集成,可大規模推廣應用。
應當理解的是,本實用新型的應用不限於上述的舉例,對本領域普通技術人員來說,可以根據上述說明加以改進或變換,所有這些改進和變換都應屬於本實用新型所附權利要求的保護範圍。