[发明专利]一种交通荷载作用下悬臂式压电转换装置

说明书

本发明公开了一种交通荷载作用下悬臂式压电转换装置，包括壳体，所述壳体包括上壳体和下壳体，所述上壳体上端部设有向上拱起的拱形铜片，所述下壳体下端部具有呈水平状态的平形铜片，所述拱形铜片下端面连接有铜柱，所述铜柱的底部均匀插接多个压电悬臂梁，所述壳体内设有集成电路板，集成电路板与压电悬臂梁通过第一导线连接，所述集成电路板上具有第二导线引出壳体外。该压电转换装置使用寿命长，能最大限度的采集电能，产生更高的电压能。

技术领域

本发明涉及一种交通荷载作用下悬臂式压电转换装置。

背景技术

压电发电技术作为一种重要的能源转换技术，在实际生活中得到了广泛的应用，在道路交通领域也正逐步得以利用，在车辆交通荷载作用下，通过压电转换装置将车辆机械能转换成电能。但是现有的的压电转换装置若铺设在道路表面，很容易损伤，使用寿命短。若装置埋置较深，压电转换的效率低。

发明内容

鉴于背景技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种使用寿命长、压电转换率高的一种交通荷载作用下悬臂式压电转换装置。

本发明是采取如下技术方案来完成的一种交通荷载作用下悬臂式压电转换装置，包括壳体，所述壳体包括上壳体和下壳体，所述上壳体上端部设有向上拱起的拱形铜片，所述下壳体下端部具有呈水平状态的平形铜片，所述拱形铜片下端面连接有铜柱，所述铜柱的底部均匀插接多个压电悬臂梁，所述壳体内设有集成电路板，集成电路板与压电悬臂梁通过第一导线连接，所述集成电路板上具有第二导线引出壳体外。

本发明中，壳体上端的拱形铜片和下端的平形铜片与壳体形成双重保护的作用。拱形铜片向上拱起，拱形铜片下端面与壳体之间具有压缩空间，在交通荷载作用下，拱形铜片受力后能产生更大的变形，带动压电悬臂梁弯曲变形更加明显，从而产生更高的压电能,摆锤式悬臂结构，能够有效延长压电转换装置的做功时间，从而产生更高的压电能。

附图说明

本发明有如下附图：

图1为本发明中的一种交通荷载作用下悬臂式压电转换装置的剖面结构示意图；

图2为图1中一种交通荷载作用下悬臂式压电转换装置的壳体的结构示意图；

图3为图1中的一种交通荷载作用下悬臂式压电转换装置的上壳体的底部结构示意图；

图4为图1中的一种交通荷载作用下悬臂式压电转换装置的下壳体的顶部结构示意图；

图5为图1中的一种交通荷载作用下悬臂式压电转换装置的压电悬臂梁的结构示意图；

图6为图5中的一种交通荷载作用下悬臂式压电转换装置的压电悬臂梁的侧面结构示意图；

具体实施方式。

附图表示了本发明的技术方案及其实施例，下面再结合附图进一步描述其实施例的各有关细节及其工作原理。

参照图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，本发明提供一种交通荷载作用下悬臂式压电转换装置，包括壳体，所述壳体包括上壳体1和下壳体2，上壳体1上端部设有向上拱起的拱形铜片3，所述下壳体2下端部具有呈水平状态的平形铜片4，所述拱形铜片3下端面连接有铜柱5，所述铜柱5的底部均匀插接多个压电悬臂梁6，所述铜柱5连接在拱形铜片3下表面中间端，拱形铜片3下端面与上壳体之间具有中空空间7，所述上壳体1设有与铜柱5匹配的开孔8，所述铜柱5穿过开孔8并能在开孔8内上下移动，铜柱5底部设有孔槽9，多个压电悬臂梁6均匀插接在铜柱5底部孔槽内，两两压电悬臂梁6之间的夹角均相同，所述下壳体2设有设有与压电悬臂梁6相对应的条形槽11，所述压电悬臂梁6置于条形槽11内，所述压电悬臂梁6可在条形槽11的空腔内变形弯曲，所述条形槽11数量与压电悬臂梁6相同，所述压电悬臂梁6包括铜片12，铜片12的上端面和下端面均连接有压电陶瓷晶片13，铜片12与压电陶瓷晶片13通过导电胶连接，压电陶瓷晶片13在弯曲变形中产生电荷，在交通荷载作用下，拱形铜片3下压变形通过铜柱最大限度的带动压电悬臂梁6弯曲变形，当荷载作用撤去，拱形铜片3回弹，压力悬臂梁6在拱形铜片3下压和回弹的过程中反复弯曲变形，所述压电悬臂梁6外端部具有金属小锤14，在压电悬梁臂6反复弯曲回弹的过程中，金属小锤14增大压电悬臂梁变形弧度且延长其摆动时间，在压电悬臂梁6反复弯曲变形和金属小锤14的作用下，延长压电悬臂梁做功时间，压电陶瓷晶片13在反复弯曲变形中产生更高的电能，所述下壳体设有的安置槽15，集成电路板16置于安置槽15内，所述安置槽15位于条形槽11的中心区域，所述安置槽15位于铜柱5下方，所述集成电路板16与压电悬臂梁6通过第一导线22连接，压电悬臂梁6产生的电荷均收集至集成电路板16上，所述安置槽15开有通孔18，所述集成电路板16上设有第二导线19，所述第二导线穿过通孔引出壳体外，集成电路板16上的电能通过第二导线19将电能引出，所述上壳体1底部边缘具有若干均匀分布的凹形槽20，所述下壳体2上端部边缘具有与凹形槽20匹配的凸形槽21，凹形槽20与凸形槽21相互插接并通过环氧胶固定粘结，所述上壳体上层和下壳体的下层均为实心层10，所述壳体材质为GF尼龙塑料，壳体上端的拱形铜片3和下端的平形铜片4与壳体形成双重保护的作用，延长该装置的使用寿命。