[发明专利]一种可发电升降式公路减速带

说明书

本发明涉及一种可发电升降式公路减速带，该装置包括外部保护壳体部分和内部发电结构部分，外部保护壳体部分包括外壳主体、上盖板和圆弧形顶盖，内部发电结构部分包括十字连杆、移动滑块、弹簧、斜导轨滑轮、横向直导轨滑轮、短压电悬臂梁和长压电悬臂梁，在装置受到车辆的冲击压力的过程中十字连杆下降，通过移动滑块带动压电悬臂梁移动撞击凸块振动产生电能，在装置失去冲击压力而且受到弹簧回复力时十字连杆上升，通过移动滑块带动压电悬臂梁移动撞击凸块振动产生电能。本发明提供的压电能量采集装置应用于公路电子警示设备的供能中。

技术领域

本发明涉及一种利用正压电压电效应采集电能并实现公路减速带自主发电的方法及装置，可有效地将公路上汽车行驶时加载在减速带上的冲击压力转换为电能，属于压电能量采集以及公路减速带设计领域。

背景技术

近些年来随着对于压电材料的研究的深入，振动能量的收集逐步成为热门，振动能量的收集具有环保廉价的优点，压电材料的正压电效应可将运动部件的振动能转化成电能，并可以实现公路减速带的自供能，是一种具有可行性的供能方法。

压电能量收集装置具有结构简单，发热量少，抗干扰强等优点，对机械振动能量的利用具有较好的效果，特别是在微能量的采集与利用。

市场上已存在的公路减速带普遍都是不具有自主发电的能力，且大多都是结构形式单一，可升降式结构能有效利用结构的空间，合理且紧凑的将车辆施加的冲击压力转换为压电能量，在实际中的应用具有较大优势。

发明内容

本发明将收集车辆施加到公路减速带上的冲击压力所产生的能量并利用正压电效应进行发电，将电能存储到储能结构中，以解决公路电子警示设备的供能问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种利用压电能量采集原理的可发电升降式公路减速带，包括外部保护壳体以及内部发电结构两个部分；所述外部保护壳体包括外壳主体、上盖板以及圆弧顶盖，所述外壳主体通过边缘预留的螺钉孔固定在公路地面上，所述上盖板与外壳主体的上端通过螺钉固定嵌合，所述圆弧形顶盖的平面与所述上端盖的上表面接触，且到达下压的极限位置时与所述外壳主体的上端部两侧接触并由所述外壳主体支撑；所述内部发电结构包括十字连杆、弹簧、斜导轨滑轮、移动滑块、横向直导轨滑轮、压电悬臂梁夹具、短压电悬臂梁以及长压电悬臂梁，所述十字连杆与上端盖预留的圆形通孔同轴配合，所述十字连杆的上端与所述圆弧形端盖的下平面焊接，所述弹簧套接在所述十字连杆的下端部且与所述十字连杆的竖轴同轴配合，所述斜导轨滑轮连接在所述十字连杆横轴两端，所述斜导轨滑轮与所述移动滑块的斜导轨配合且沿斜导轨滑动，所述横向直导轨滑轮通过销钉安装在所述移动滑块的上下两端且对称分布，所述压电悬臂梁夹具通过螺钉安装在所述移动滑块的外侧，所述短压电悬臂梁和所述长压电悬臂梁分别安装在压电悬臂梁夹具的上部和下部；所述可发电升降式公路减速带包括第一状态和第二状态；所述第一状态时，所述十字连杆位于上升的极限位置；所述第二状态时，所述十字连杆位于下降的极限位置；

所述可发电升降式公路减速带从第一状态切换到第二状态的过程中，所述圆弧形顶盖受到冲击压力的作用下降并带动所述十字连杆下降，所述弹簧受到外力挤压并缩短，所述斜导轨滑轮在所述移动滑块的斜导轨内向Z轴的负方向移动，同时所述移动滑块向X轴的正方向移动，安装在所述移动滑块外侧两端所述短压电悬臂梁和所述长压电悬臂梁向X轴的正方向移动并撞击在所述外壳主体的凸块上振动产生电能；

所述可发电升降式公路减速带从第二状态切换到第一状态的过程中，所述处于下降极限位置的圆弧形顶盖受到所述弹簧回复力的作用上升并带动所述十字连杆上升，所述弹簧伸长，所述斜导轨滑轮在所述移动滑块的斜导轨内向Z轴的正方向移动，同时所述移动滑块向X轴的负方向移动，安装在所述移动滑块外侧两端所述短压电悬臂梁和所述长压电悬臂梁向X轴的负方向移动并撞击在所述外壳主体的凸块上振动产生电能；