[实用新型]路面换能设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及交通、能源和机械装置领域，尤其是一种将车辆荷载所产生的机械能收集置换为电能的路面换能设备。

背景技术

在车辆行驶在路面的过程中，无论是在沥青混凝土路面还是在水泥路面，路面内部都会产生纵横向的振动。这种路面振动的机械能可以转换为电能，并且可能的换能方式包括压电式、静电式、电磁式等。

其中，压电式的换能方式具有俘能效率高、能量密度大等优点，在国内外已有部分研究。例如，以色列研制出了可用于路面、轨道和跑道的基于压电效应的能量收集系统，但该技术的具体细节并未公开，实施和推广困难。

虽然，国内在压电材料和压电换能方面研究较多，但是关于将路面振动的机械能转换为电能并进行收集方面的研究不系统，各种路面换能设备存在施工复杂、刚度低、防水防腐性差等缺点。

实用新型内容

技术问题

有鉴于此，本实用新型要解决的技术问题是，提供一种便于施工操作的路面换能设备。

解决方案

为了解决上述技术问题，根据本实用新型的一实施例，提供了一种路面换能设备，用于将路面振动的机械能转换为电能，包括：第一面板；第二面板；中间保护层，其设置于所述第一面板与所述第二面板之间，并且开设有多个第一孔洞；压电转换组件，其包括至少一个压电转换单元，并且各所述压电转换单元容置于所述中间保护层的一个所述第一孔洞内；以及导电组件，其连接各所述压电转换单元以及外部的电能收集设备，用于将各所述压电转换单元输出的电能传输至所述电能收集设备。

对于上述路面换能设备，在一种可能的实现方式中，所述第一面板和所述第二面板各自靠近所述中间保护层的一侧均为边缘部较低、而中间部较高的第一台阶结构；所述中间保护层分别靠近所述第一面板和所述第二面板的两侧均为边缘部较高、而中间部较低的第二台阶结构，其中，所述第一台阶结构与所述第二台阶结构能够相互配合，并且所述多个第一孔洞开设于所述第二台阶结构的中间部。

对于上述路面换能设备，在一种可能的实现方式中，所述导电组件包括：第一电极，其与各所述压电转换单元的靠近所述第一面板的一端侧连接；第二电极，其与各所述压电转换单元的靠近所述第二面板的另一端侧连接；以及导线，用于将所述第一电极和所述第二电极分别连接至所述电能收集设备。

对于上述路面换能设备，在一种可能的实现方式中，在所述第一面板的靠近所述中间保护层的一侧设置有用于容纳所述第一电极的凹槽，在所述第二面板的靠近所述中间保护层的一侧设置有用于容纳所述第二电极的凹槽。

对于上述路面换能设备，在一种可能的实现方式中，所述第一孔洞呈阵列式分布于所述中间保护层的与所述凹槽对应的部分内。

对于上述路面换能设备，在一种可能的实现方式中，所述路面换能设备的内部缝隙填充有灌封胶。

对于上述路面换能设备，在一种可能的实现方式中，在所述第一面板和所述第二面板各自与所述中间保护层接触的面上贴有防水胶带。

对于上述路面换能设备，在一种可能的实现方式中，所述第一面板、所述中间保护层和所述第二面板经由安装组件依次串接。

对于上述路面换能设备，在一种可能的实现方式中，所述第一面板、所述中间保护层和所述第二面板的对应位置分别设置有用于容纳所述安装组件的贯通孔。

对于上述路面换能设备，在一种可能的实现方式中，所述第一面板与所述第二面板具有相互一致的结构。

有益效果

本实用新型的路面换能设备能够将第一面板、第二面板、中间保护层、压电转换组件、导电组件组装为盒式结构，能够方便的嵌入路面，将路面振动的机械能转换为电能，具有加工方便、结构简单、组装快捷等优点，便于施工操作。

进一步地，第一面板和第二面板结构一致加工方便，适合批量加工。

进一步地，各压电转换单元呈阵列式排布，能够提高能量收集效率，并且可以依据道路荷载情况，增加或减少单元数量，使其处于最有利的工作状态。

进一步地，采用安装组件紧固，整体性好，通过灌封胶和防水胶带等可以更好的做防水防尘处理，保护电极材料不受腐蚀。

根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本实用新型的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本实用新型的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本实用新型的原理。

图1为本实用新型一实施例的路面换能设备的立体结构示意图；