[发明专利]一种综合模式的压电发电单元及道路全断面同步发电装置

摘要

本发明公开了一种综合模式的压电发电单元及道路全断面同步发电装置，道路全断面同步发电装置包括多个压电发电单元、用于安装压电发电单元的安装槽以及密封盖合安装槽顶部开口且与各压电发电单元上表面接触的传力板；各压电发电单元之间并联且独立工作，各压电发电单元并联后的总导线伸出安装槽；压电发电单元包括由圆柱形的凹槽壳体和顶部的压板围成的圆柱状的绝缘腔体，还包括安装在绝缘腔体内的多种模式的压电片，压电片均为扇形结构。本发明基于正压电效应的d15、d33、d31综合模式发电，在压电发电单元内部的不同位置处，根据不同受力方式安置不同模式的压电片，以充分利用内部空间和竖向荷载，提高力电转换效率。

主权项

1.一种综合模式的压电发电单元，其特征在于，包括由圆柱形的凹槽壳体(10)和顶部的压板(11)围成的圆柱状的绝缘腔体，还包括安装在绝缘腔体内的多种模式的压电片，所述压电片均为扇形结构；在绝缘腔体内安装有平行于压板(11)且中心开孔的圆形的刚性承压板(12)，在刚性承压板(12)与凹槽壳体(10)的底板之间垂直安装有多个撑杆(13)，撑杆(13)靠近刚性承压板(12)的中心开孔；在刚性承压板(12)上放置有d33模式的压电片(101)，d33模式的压电片(101)的顶部靠近压板(11)；凹槽壳体(10)的底板与压板(11)之间还垂直安装有传力杆(14)，传力杆(14)的上端与压板(11)中心固定，且传力杆(14)穿过刚性承压板(12)的中心开孔，传力杆(14)的下端通过复位弹簧(15)与凹槽壳体(10)的底板连接；传力杆(14)上设有弧形缩径部(141)，弧形缩径部(141)位于刚性承压板(12)下方，弧形缩径部(141)上设有多个竖向的凹槽滑轨(142)；在弧形缩径部(141)的外部套设有一个与传力杆(14)同轴的套筒(16)，套筒(16)固定安装在所述撑杆(13)上，套筒(16)的外壁上沿径向安装有多个水平方向的套管(161)，在套管(161)内贯穿有水平方向的推杆(162)，推杆(162)的一个端部伸出套管(161)并通过复位弹簧(15)与套管(161)连接，推杆(162)的另一个端部伸出套管(161)和套筒(16)并安装有滑轮(163)，滑轮(163)安装在所述凹槽滑轨(142)内；在围绕推杆(162)一周设有由d31模式的压电片(102)在水平方向上排列成的环形的d31模式的压电片层，通过在竖向堆叠多层d31模式的压电片层形成环形的d31模式的压电片组，d31模式的压电片组的顶部靠近刚性承压板(12)，且在d31模式的压电片组的内壁设有多个弧形的内部传力曲面(17)，且多个内部传力曲面(17)围成圆筒形结构；在d31模式的压电片组的外壁上设有多个弧形的外部传力曲面(18)，且多个外部传力曲面(18)围成圆筒形的结构；所述凹槽滑轨(142)到内部传力曲面(17)的最小水平距离小于推杆(162)的长度；在外部传力曲面(18)的外部设有紧密压实在刚性承压板(12)与凹槽壳体(10)的底板之间的竖向交替布设的d15模式的压电片层和剪切板层；每个d15模式的压电片层是由多个d15模式的压电片(103)在水平方向上排列成的环形的d15模式的压电片层，每个剪切板层是由多个弧形的剪切板(19)在水平方向排列成的环形的剪切板层；剪切板层的外壁与所述凹槽壳体(10)的侧壁之间安装有弹簧，剪切板层的内壁与外部传力曲面(18)接触，d15模式的压电片层的内壁靠近外壁传力曲面(18)，d15模式的压电片层的外壁固定于凹槽壳体(10)的内壁上。