一種減速帶的減震發電結構的製作方法

2023-05-19 02:12:11

一種減速帶的減震發電結構的製作方法
【專利摘要】一種減速帶的減震發電結構，在車道限速區域的駛入側，垂直於車道長度方向開設至少一道方形長槽，槽口上方覆蓋一條減速帶，槽底電絕緣安裝壓電晶體發電塊，減速帶與壓電晶體發電塊之間間隔配置多根豎直的吸震彈簧，吸震彈簧一端安裝在減速帶底部，一端安裝水平的壓板，壓板活動覆蓋在壓電晶體發電塊上，壓電晶體發電塊的輸出電路通過整流器串聯兩個超級電容，兩個超級電容上分別並聯一個常開開關。本結構在減震的同時將震動產生的機械能轉化為電能，並通過儲能裝置儲存電量，達到了節能的目的；進一步降低了汽車在行駛中的震動感，提高了乘坐的舒適度；減少了減速帶與車輛的剛性接觸和受力，有效的保護了減速帶，延長了使用壽命。
【專利說明】一種減速帶的減震發電結構
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及交通安全設施領域，尤其涉及車速調節減速帶。
【背景技術】
[0002]汽車是現代都市生活中重要組成部分，而減速帶在保障汽車安全行駛過程中起著重要作用，在很多需要限速的地方都有這樣的減速帶。減速帶也叫減速壟，是安裝在公路上使經過的車輛減速的交通設施，形狀一般為條狀，也有點狀的，材質主要是橡膠，也有是金屬的，一般以黃色黑色相間以弓I起視覺注意。
[0003]由於車輛在經過減速帶時會向下對減速帶產生較大的壓力，往往會產生大量機械能。在通常情況下，這些能量無法得到及時的轉換或儲藏而被浪費掉。隨著汽車使用的普及，被浪費掉的能量也越來越多。
[0004]另外，當車輛經過減速帶時，無論車速如何，減速帶與車輛之間都是「硬碰硬」接觸的，即使有橡膠起到減震作用，但是由於橡膠的形變量有限，減震效果也是有限的。因此，車輛通過減速帶時，車輛震動加強，容易造成車輛懸掛系統工作負荷增大，造成對車輛的損害；另外，這種「硬碰硬」的接觸，對減速帶自身的損傷也不小，使用中減速帶損耗快，維護成本高，更換周期相對較短。
[0005]目前市場上的減速帶裝置還是停留在簡單的減速功能上，並沒有給出很好的機械能轉化為其他能量的技術解決問題。
實用新型內容
[0006]本實用新型所要解決的技術問題在於提供一種減速帶的減震發電結構，該結構能夠把汽車通過減速帶時的震動機械能轉化為電能並存儲起來，不僅達到減震的目的，同時可以提高能量的利用率，具有節能的效果。
[0007]本實用新型是通過以下技術方案實現的:
[0008]—種減速帶的減震發電結構,其特徵在於:
[0009]在車道限速區域的駛入側，垂直於車道長度方向開設至少一道方形長槽，
[0010]長槽兩端靠近車道限速區域的兩側，槽口上方覆蓋一條減速帶，在減速帶的橫截面上,其上緣為向上突起的弧形,減速帶外緣尺寸大於槽口外緣尺寸,槽底電絕緣安裝壓電晶體發電塊，壓電晶體發電塊由壓電晶體片和彈性金屬片層疊粘合而成，壓電晶體片和彈性金屬片之間電導通，
[0011]減速帶與壓電晶體發電塊之間間隔配置多根豎直的吸震彈簧，吸震彈簧一端安裝在減速帶底部，一端安裝在水平的壓板上，壓板活動覆蓋在壓電晶體發電塊上，壓板與壓電晶體發電塊之間電絕緣，
[0012]吸震彈簧處於自由狀態時，減速帶底部高於長槽槽口，
[0013]壓電晶體發電塊的輸出電路通過整流器串聯兩個超級電容，兩個超級電容上分別並聯一個常開開關。[0014]有一類晶體、當對它擠壓或拉伸時，它的兩端就會產生不同的電荷。這種效應被稱為壓電效應。能產生壓電效應的晶體就叫壓電晶體。
[0015]本裝置將吸震彈簧與壓電晶體相結合，目的是將機械能轉化為電能再利用。汽車通過減速帶時，會對減速帶產生較大的衝擊力，衝擊力產生的震動被吸震彈簧吸收同時伴有機械能的產生，吸震彈簧的震動將會被壓電晶體發電塊吸收，壓電晶體受到擠壓後將會產生壓電效應，伴有電荷產生。將壓電晶體與電容相連接，使壓電晶體產生的電荷量以電能形式儲存起來，而後可用作其他裝置或機構的能量源，實現節能的目的。
[0016]吸震彈簧既能夠緩衝由減速帶傳向壓電晶體的振動，避免壓電晶體受到重壓而被破壞，又能夠使減速帶快速回復到原位，以便進行下一次的下壓。
[0017]壓電晶體發電塊中的壓電晶體在受壓或受拉過程中產生的是交流電，因此需要通過整流器將交流電轉化為直流電再儲存起來。
[0018]儲能裝置是兩個竄聯的超級電容，超級電容將來自壓電晶體受擠壓產生的電能以化學能的形式儲存起來，並以電能的形式應用於其他裝置或機構。
[0019]進一步的，壓電晶體片可以是單晶壓電晶體片、多晶壓電晶體片或者半導體壓電晶體片。優選為為矩形的壓電陶瓷片，一片壓電晶體片可以與一片或兩片彈性金屬片粘合為壓電晶體發電塊，粘合時，壓電晶體片底面和/或頂面與彈性金屬片粘合。
[0020]再進一步，為達到較好的壓電發電效果，壓電晶體發電塊中，彈性金屬片與壓電晶體片的厚度比為1:1。
[0021]再進一步，為提高壓電晶體的發電效率，壓電晶體片數量為2?3片，相鄰兩壓電晶體片之間配置一片彈性金屬片。
[0022]再進一步，整流器為二極體整流器，晶閘管整流器或電感整流器。
[0023]再進一步，為保持減速帶受壓時的整體平衡，吸震彈簧沿減速帶長度方向配置兩排，兩排吸震彈簧的每相鄰四個吸震彈簧下配置一塊壓板，每塊壓板下配置一塊壓電晶體發電塊，每塊壓電晶體發電塊竄聯一個整流器之後通過並聯電路連接。
[0024]再進一步，長槽為一道，或者間隔開設2?3道，相鄰兩道長槽之間間隔距離為5?IOm,以達到逐級減速的作用。
[0025]本實用新型的有益效果在於:
[0026]1、在減震的同時將震動產生的機械能轉化為電能，並通過儲能裝置儲存電量，實現能量的充分利用，達到了節能的目的；
[0027]2、進一步降低了汽車在行駛中的震動感，提高了乘坐的舒適度；
[0028]3、減少了減速帶與車輛的剛性接觸和受力，有效的保護了減速帶，延長了使用壽命;
[0029]4、結構比較簡單，利於推廣運用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1、圖2為本結構的正視、右視安裝示意圖[0031 ] 圖3為電路連接示意圖
[0032]圖4、圖5、圖6為三種壓電晶體發電塊結構示意圖
[0033]圖1?6中:I為減速帶，2為長槽，3為吸震彈簧，4為車道，5為壓電晶體發電塊，501為壓電晶體片，502為彈性金屬片，6為整流器，7為超級電容，8為常開開關，9為壓板。【具體實施方式】
[0034]下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。
[0035]如圖1?2所示，在車道4限速區域的駛入側，垂直於車道4長度方向開設至少一道方形長槽2，長槽2為一道，或者間隔開設2?3道，相鄰兩道長槽之間間隔距離為5?IOm0長槽2兩端靠近車道4限速區域的兩側，槽口上方覆蓋一條減速帶1，在減速帶I的橫截面上,其上緣為向上突起的弧形,減速帶I外緣尺寸大於槽口外緣尺寸，槽底電絕緣安裝壓電晶體發電塊5。
[0036]減速帶I與壓電晶體發電塊5之間、沿減速帶I長度方向配置兩排吸震彈簧3，每列吸震彈簧3數量為8個，兩排吸震彈簧3的每相鄰四個吸震彈簧3下配置一塊壓板9，因此一共配置了 4塊壓板，每塊壓板9下配置一塊壓電晶體發電塊5，吸震彈簧3 —端分別安裝在減速帶I底部，一端安裝在水平的壓板9上，壓板9活動覆蓋在壓電晶體發電塊5上，壓板9與壓電晶體發電塊5之間電絕緣，吸震彈簧3處於自由狀態時，減速帶I底部高於長槽2槽口。
[0037]如圖4?6所示，壓電晶體發電塊5由壓電晶體片501和彈性金屬片502層疊粘合而成，壓電晶體片501和彈性金屬片502之間電導通，壓電晶體片501為矩形的壓電陶瓷片，彈性金屬片502與壓電晶體片501的厚度比為1:1。每塊壓電晶體發電塊5中，壓電晶體片501數量為2?3片，相鄰兩壓電晶體片501之間配置一片彈性金屬片502。
[0038]如圖3所示，每塊壓電晶體發電塊5竄聯一個整流器6之後通過並聯電路連接成輸出電路、再串聯兩個超級電容7，兩個超級電容7上分別並聯一個常開開關8。整流器6為二極體整流器，晶閘管整流器或電感整流器。
[0039]彈性金屬片502對壓電晶體片501起到支撐及導電作用，因此整個壓電晶體發電塊5必須與長槽2之間絕緣安裝。
[0040]在電流輸送的過程中，電流首先通過二極體整流器，然後傳遞給超級電容7，超級電容7便處於充電狀態，電能儲存於超級電容7中。
[0041 ] 採用兩個超級電容7串聯的儲能結構，一方面，在其中一個超級電容7的儲電量達到飽和狀態時，壓電晶體片501產生的電能還可以通過另一個超級電容7儲存；另一方面，當其中一個超級電容7損壞或出現其他狀況時，可以按下對應的常開開關8，短接超級電容7以保證整個電路的正常運行。除此之外，由於超級電容7的額定電壓較小，串聯可以起到分壓保護電路的作用。
[0042]二極體整流器的作用除了整流之外，還可以防止超級電容的電流回流放電。
[0043]常開開關8的作用可分為兩點。一是在其中一個超級電容7損壞時保證電路的正常運行，二是當有超級電容7儲電量達到飽和狀態時，可以先將該飽合的超級電容7短接，這樣可以在不影響儲能裝置工作的情況下進行超級電容7的更換，以保證儲能過程的持續進行，換下的超級電容7可用作其他裝置的電流源。
[0044]當壓電晶體片501受到擠壓的時候，產生壓電效應，內部會產生極化現象，同時在某兩個表面上產生大小相等符號相反的電荷，然後電荷經導線到達超級電容7，超級電容7將收集起來的電荷以化學能的形式儲存起來，可以用來點亮路邊的路燈或另作他用。[0045]在本實例中，當車輛在經過減速帶I時頻繁下壓、放開壓電晶體片501，從而產生電能。可以將所產生的電能通過專門的線路引接出來，也可以安裝可拆卸的蓄電池。
[0046]為了保證在高強度的反覆運動中避免吸震彈簧3與減速帶I之間的損耗，同時起到增大對壓電晶體片501壓力的功能，所述吸震彈簧3與減速帶I之間可以採用焊接的方式固定連接。
[0047]以上對本發明的具體實例進行了描述。需要理解的是，本發明並不局限於上述特定實施方式，其中未盡詳細描述的方法和處理過程應該理解為本領域中的普通方式予以實施；本領域技術人員可以在權利要求的範圍內做出各種變形或修改，這並不影響本發明的實質內容。
【權利要求】
1.一種減速帶的減震發電結構，其特徵在於: 在車道(4)限速區域的駛入側，垂直於車道(4)長度方向開設至少一道方形長槽(2)， 長槽(2)兩端靠近車道(4)限速區域的兩側，槽口上方覆蓋一條減速帶(1)，在減速帶(I)的橫截面上，其上緣為向上突起的弧形，減速帶(I)外緣尺寸大於槽口外緣尺寸，槽底電絕緣安裝壓電晶體發電塊(5)，壓電晶體發電塊(5)由壓電晶體片(501)和彈性金屬片(502)層疊粘合而成，壓電晶體片(501)和彈性金屬片(502)之間電導通， 減速帶(I)與壓電晶體發電塊(5)之間間隔配置多根豎直的吸震彈簧(3)，吸震彈簧(3)一端安裝在減速帶(I)底部，一端安裝在水平的壓板(9)上，壓板(9)活動覆蓋在壓電晶體發電塊(5 )上，壓板(9 )與壓電晶體發電塊(5 )之間電絕緣， 吸震彈簧(3 )處於自由狀態時，減速帶(I)底部高於長槽(2 )槽口， 壓電晶體發電塊(5 )的輸出電路通過整流器(6 )串聯兩個超級電容(7 )，兩個超級電容(7)上分別並聯一個常開開關(8)。
2.根據權利要求1所述的減速帶的減震發電結構，其特徵在於:所述壓電晶體片(501)為矩形的壓電陶瓷片，其底面和/或頂面與彈性金屬片(502)粘合。
3.根據權利要求1所述的減速帶的減震發電結構，其特徵在於:所述壓電晶體發電塊(5)中，彈性金屬片(502)與壓電晶體片(501)的厚度比為1:1。
4.根據權利要求1所述的減速帶的減震發電結構，其特徵在於:所述每塊壓電晶體發電塊(5)中，壓電晶體片(501)數量為2?3片，相鄰兩壓電晶體片(501)之間配置一片彈性金屬片(502)。
5.根據權利要求1所述的減速帶的減震發電結構，其特徵在於:所述整流器(6)為二極體整流器，晶閘管整流器或電感整流器。
6.根據權利要求1所述的減速帶的減震發電結構，其特徵在於:所速吸震彈簧(3)沿減速帶(I)長度方向配置兩排，兩排吸震彈簧(3)的每相鄰四個吸震彈簧(3)下配置一塊壓板(9)，每塊壓板(9)下配置一塊壓電晶體發電塊(5)，每塊壓電晶體發電塊(5)竄聯一個整流器(6)之後通過並聯電路連接。
7.根據權利要求1所述的減速帶的減震發電結構，其特徵在於:所述長槽(2)為一道，或者間隔開設2?3道，相鄰兩道長槽之間間隔距離為5?10m。
【文檔編號】F03G7/08GK203700986SQ201320881017
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年12月27日 優先權日:2013年12月27日
【發明者】羅一平, 羅錦, 馬其華, 袁姝, 吳國慶, 田鵬飛, 周峰, 方軼 申請人:上海工程技術大學