一種采用壓電材料的發(fā)電式減速帶制造技術(shù)

本實(shí)用新型專利技術(shù)公開了一種采用壓電材料的發(fā)電式減速帶。在減速帶上設(shè)有多個(gè)相同的發(fā)電單元，發(fā)電單元的下底座上開有十字凹槽，下底座與上底座下端固定連接；圓弧頂座與上底座中心凹槽構(gòu)成滑動(dòng)副，變導(dǎo)程蝸桿的一端伸入到十字凹槽中心沉孔中，另一端與埋入圓弧頂座中心的軸承連接，圓弧頂座與圓弧形上底座用彈簧連接；四個(gè)帶偏置銷的蝸輪對(duì)稱安裝在下底座十字凹槽底面與變導(dǎo)程蝸桿構(gòu)成蝸輪副，每根連桿的一端與各自蝸輪的偏置銷連接，另一端與各自活動(dòng)壓板組件中的滑塊耳環(huán)連接，每個(gè)滑塊與各自十字槽構(gòu)成滑動(dòng)副，十字槽頂部均設(shè)有壓電晶體。通過連桿帶動(dòng)滑動(dòng)壓板擠壓壓電晶體使其發(fā)電，能夠充分利用車輛通過時(shí)損失的能量，產(chǎn)生相對(duì)穩(wěn)定的電流。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及一種減速帶，特別是涉及一種采用壓電材料的發(fā)電式減速帶。
技術(shù)介紹
目前，國外基于壓電晶體道路發(fā)電的試驗(yàn)已經(jīng)在大范圍內(nèi)實(shí)施，但現(xiàn)有的發(fā)電減速帶大多是采用切割磁感線原理，而在少量采用壓電材料的發(fā)電減速帶未能充分利用車輛通過時(shí)損失的動(dòng)能，它們大部分被力緩沖裝置所吸收，發(fā)電效率低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了充分利用車輛通過減速帶時(shí)損失的能量，提高減速帶的發(fā)電效率。本技術(shù)的目的在于提供一種采用壓電材料的發(fā)電式減速帶，能較充分地將汽車減速過程損失的能量轉(zhuǎn)換為相對(duì)均勻穩(wěn)定的電能儲(chǔ)存和利用，結(jié)構(gòu)可靠。本技術(shù)所采用的技術(shù)方案是:在減速帶沿長度方向設(shè)有多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的發(fā)電單元，每個(gè)發(fā)電單元均在下底座上開有十字凹槽，下底座埋入路面，十字凹槽中心開沉孔，下底座上端十字凹槽與圓弧形上底座下端十字凸塊固定連接；圓弧頂座與圓弧形上底座中心凹槽構(gòu)成滑動(dòng)副，變導(dǎo)程蝸桿的一端伸入到十字凹槽中心沉孔中，變導(dǎo)程蝸桿的另一端與埋入圓弧頂座中心的軸承連接，圓弧頂座底面與圓弧形上底座臺(tái)肩用彈簧連接；四個(gè)帶偏置銷的蝸輪對(duì)稱安裝在下底座十字凹槽底面，分別與變導(dǎo)程蝸桿構(gòu)成蝸輪副，每根連桿的一端分別與各自蝸輪的偏置銷連接，每根連桿的另一端分別與各自活動(dòng)壓板組件中的滑塊耳環(huán)連接，每個(gè)活動(dòng)壓板組件中的滑塊分別與各自十字槽構(gòu)成滑動(dòng)副，十字槽頂部分別設(shè)有壓電晶體。所述變導(dǎo)程蝸桿上兩端的導(dǎo)程小，而中部導(dǎo)程大。所述四個(gè)蝸輪上偏置銷的安裝初相位依次相差90°。所述活動(dòng)壓板組件，由滑塊和壓板兩部分組成，壓板接觸面大于或等于壓電晶體表面。與
技術(shù)介紹
相比，本技術(shù)具有的有益效果:1、利用蝸輪蝸桿和曲柄滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)基于壓電原理發(fā)電的力緩沖和增速過程，彈簧在壓縮和恢復(fù)過程都能帶動(dòng)滑動(dòng)壓板多次擠壓壓電材料，提高了車輛損失能量的利用率。2、地下空間對(duì)稱分布的壓電晶體區(qū)域增大了發(fā)電面積，以蝸桿的軸為基準(zhǔn)，在上下底座之間旋轉(zhuǎn)對(duì)稱地安裝著四組由蝸輪、連桿、滑動(dòng)壓板組成的部件和壓電晶體，交替擠壓發(fā)電，不僅提高了發(fā)電效率，也增強(qiáng)了產(chǎn)生電流的穩(wěn)定性。3、采用的變導(dǎo)程蝸桿提高擠壓發(fā)電周期的均勻性，延長了裝置的壽命?！靖綀D說明】圖1是本技術(shù)的結(jié)構(gòu)簡圖。圖2是地下裝置部分俯視圖。圖中:1、圓弧頂座，2、軸承，3、四個(gè)彈簧，4、變導(dǎo)程蝸桿，5、四個(gè)帶偏置銷的蝸輪，6、四根連桿，7、四個(gè)活動(dòng)壓板組件，8、四組壓電晶體，9、下底座，10、上底座?！揪唧w實(shí)施方式】下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本技術(shù)作進(jìn)一步的說明。如圖1、圖2所示，本技術(shù)在減速帶沿長度方向設(shè)有多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的發(fā)電單元，多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的發(fā)電單元在減速帶可等距或不等距布置。每個(gè)發(fā)電單元均包括:圓弧頂座1，軸承2，四個(gè)彈簧3，變導(dǎo)程蝸桿4，四個(gè)帶偏置銷的蝸輪5，四根連桿6，四個(gè)活動(dòng)壓板組件7，四組壓電晶體8，下底座9和上底座10 ;下底座9上開有十字凹槽，下底座9埋入路面，十字凹槽中心開沉孔，下底座9上端十字凹槽與圓弧形上底座10下端十字凸塊固定連接，圓弧頂座I與圓弧形上底座10中心凹槽構(gòu)成滑動(dòng)副，變導(dǎo)程蝸桿4的一端伸入到十字凹槽中心沉孔中，變導(dǎo)程蝸桿4的另一端與埋入圓弧頂座I中心的軸承2連接，圓弧頂座I底面與圓弧形上底座10臺(tái)肩用四個(gè)彈簧3連接，四個(gè)帶偏置銷的蝸輪5對(duì)稱安裝在下底座9十字凹槽底面，分別與變導(dǎo)程蝸桿4構(gòu)成蝸輪副，每根連桿6的一端分別與各自蝸輪的偏置銷連接，每根連桿的另一端分別與各自活動(dòng)壓板組件7中的滑塊耳環(huán)連接，每個(gè)活動(dòng)壓板組件中的滑塊分別與各自十字槽構(gòu)成滑動(dòng)副，十字槽頂部分別設(shè)有壓電晶體8。所述變導(dǎo)程蝸桿4上兩端的導(dǎo)程小，而中部導(dǎo)程大。所述四個(gè)帶偏置銷的蝸輪5上偏置銷的安裝初相位依次相差90°。所述活動(dòng)壓板組件7，由滑塊和壓板兩部分組成，壓板接觸面大于或等于壓電晶體表面。本技術(shù)的工作原理和過程是:當(dāng)車輛駛過減速帶時(shí)，車輪先下壓減速帶的圓弧頂座，此時(shí)，彈簧壓縮，變導(dǎo)程蝸桿隨著滾動(dòng)軸承下移，并且發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)與之配合的四個(gè)帶偏置銷的蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，繼而帶偏置銷的蝸輪通過其偏置銷帶動(dòng)與之鉸接的連桿移動(dòng)，最后連桿帶動(dòng)滑動(dòng)壓板組件擠壓壓電晶體發(fā)電。當(dāng)車輪經(jīng)過后，被壓縮的彈簧恢復(fù)原形，儲(chǔ)存在彈簧中的變形能釋放，帶動(dòng)圓弧頂座和變導(dǎo)程蝸桿向上運(yùn)動(dòng)，變導(dǎo)程蝸桿并發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)；變導(dǎo)程蝸桿驅(qū)動(dòng)與之配合的帶偏置銷的蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，帶有偏置銷的蝸輪帶動(dòng)連桿移動(dòng)，連桿帶動(dòng)滑動(dòng)壓板組件擠壓晶體發(fā)電，存儲(chǔ)于蓄電裝置，供路燈照明使用。其中，四組由帶偏置銷的蝸輪、連桿、滑動(dòng)壓板組件組成的部件和壓電晶體的安裝位置與工作過程:四組由帶偏置銷的蝸輪、連桿、滑動(dòng)壓板組件組成的部件以變導(dǎo)程蝸桿的軸為基準(zhǔn)，在上下底座之間旋轉(zhuǎn)對(duì)稱地安裝，壓電晶體固定于下底座內(nèi)四壁并與活動(dòng)壓板組件的壓板對(duì)應(yīng)，其中帶偏置銷蝸輪的偏置銷相位角依次相差90°。則相鄰的兩組部件擠壓壓電材料相差半個(gè)周期，相對(duì)的兩組部件步調(diào)相同。當(dāng)相對(duì)的一對(duì)部件的活動(dòng)壓板組件距離壓電晶體最近時(shí)，另一對(duì)部件的滑動(dòng)壓板則距離壓電晶體最遠(yuǎn)，依次交替擠壓。該種排列方式可以減小擠壓壓電晶體的未發(fā)電時(shí)間，提高發(fā)電的連續(xù)性。變導(dǎo)程蝸桿提高壓電周期均勻性工作原理和過程:圓弧頂座在受到車輛的壓力向下運(yùn)動(dòng)，在變導(dǎo)程蝸桿下移整個(gè)行程中，其下移速度先變大后變小。若采用常規(guī)的等導(dǎo)程蝸桿，蝸輪轉(zhuǎn)速也是先變大后變小，對(duì)應(yīng)的每一個(gè)擠壓壓電晶體的發(fā)電周期先變小后變大；同樣，當(dāng)車輛離開后，圓弧頂座受到彈簧壓力向上運(yùn)動(dòng)，對(duì)應(yīng)的發(fā)電周期也是先變小后變大。此處采用兩端小導(dǎo)程、中間大導(dǎo)程的變導(dǎo)程蝸桿傳動(dòng)。當(dāng)圓弧頂座在受到車輛的壓力向下運(yùn)動(dòng)，在前一半行程中，變導(dǎo)程蝸桿向下移動(dòng)的速度先由小變?yōu)樽畲笾?，速度變化可以使帶偏置銷的蝸輪轉(zhuǎn)速由小變大；但隨著變導(dǎo)程蝸桿向下移動(dòng)，其導(dǎo)程由小變大，小導(dǎo)程傳動(dòng)可以加快帶偏置銷的蝸輪的轉(zhuǎn)速，大導(dǎo)程傳動(dòng)可以減緩帶偏置銷的蝸輪轉(zhuǎn)速；則通過變導(dǎo)程蝸桿下移速度和變導(dǎo)程傳動(dòng)兩者對(duì)帶偏置銷的蝸輪轉(zhuǎn)速的綜合影響，可以使帶偏置銷的蝸輪轉(zhuǎn)速穩(wěn)定與某個(gè)轉(zhuǎn)速附近，對(duì)應(yīng)的每一個(gè)擠壓壓電晶體的發(fā)電周期也穩(wěn)定于某值；在后一半的行程中，傳動(dòng)特性與前半行程對(duì)稱，發(fā)電小周期也變得相對(duì)穩(wěn)定。同樣的，當(dāng)車輛離開后，彈簧回復(fù)過程中情況類似，發(fā)電小周期相對(duì)穩(wěn)定。在整個(gè)車輛經(jīng)過的過程中，利用變導(dǎo)程蝸桿傳動(dòng)使得不均勻變化的發(fā)電周期得到彌補(bǔ)變得均勻，從而可提高發(fā)電的效率，并延長整個(gè)裝置的壽命。長滑塊和薄壓板組合成的活動(dòng)壓板組件可以提高機(jī)構(gòu)穩(wěn)定性和發(fā)電量?；瑝K較長，縱向面積小，壓板較薄，縱向面積大。滑動(dòng)壓板在固定上底座和下底座組合構(gòu)成的導(dǎo)軌中運(yùn)動(dòng)，長滑塊增強(qiáng)滑動(dòng)壓板運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性，薄壓板增加和壓電晶體的擠壓面積，提升了發(fā)電量?！局鳈?quán)項(xiàng)】1.一種采用壓電材料的發(fā)電式減速帶，其特征在于:在減速帶沿長度方向設(shè)有多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的發(fā)電單元，每個(gè)發(fā)電單元均在下底座上開有十字凹槽，下底座埋入路面，十字凹槽中心開沉孔，下底座上端十字凹槽與圓弧形上底座下端十字凸塊固定連接；圓弧頂座與圓弧形上底座中心凹槽構(gòu)成滑動(dòng)副，變導(dǎo)程蝸桿的一端伸入到十字凹槽中心沉孔中，變導(dǎo)程蝸桿的另一端與埋入圓弧頂座中心的軸承連接，圓弧頂座底面與圓弧形上底座臺(tái)肩用彈簧連接；四個(gè)帶偏置銷的蝸輪對(duì)稱安裝在下底座十字凹槽底面，分別與變導(dǎo)程蝸桿構(gòu)成蝸輪畐IJ，每根連桿的一端分別與各自蝸輪的偏置銷連接，每根連桿的另本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種采用壓電材料的發(fā)電式減速帶，其特征在于：在減速帶沿長度方向設(shè)有多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的發(fā)電單元，每個(gè)發(fā)電單元均在下底座上開有十字凹槽，下底座埋入路面，十字凹槽中心開沉孔，下底座上端十字凹槽與圓弧形上底座下端十字凸塊固定連接；圓弧頂座與圓弧形上底座中心凹槽構(gòu)成滑動(dòng)副，變導(dǎo)程蝸桿的一端伸入到十字凹槽中心沉孔中，變導(dǎo)程蝸桿的另一端與埋入圓弧頂座中心的軸承連接，圓弧頂座底面與圓弧形上底座臺(tái)肩用彈簧連接；四個(gè)帶偏置銷的蝸輪對(duì)稱安裝在下底座十字凹槽底面，分別與變導(dǎo)程蝸桿構(gòu)成蝸輪副，每根連桿的一端分別與各自蝸輪的偏置銷連接，每根連桿的另一端分別與各自活動(dòng)壓板組件中的滑塊耳環(huán)連接，每個(gè)活動(dòng)壓板組件中的滑塊分別與各自十字槽構(gòu)成滑動(dòng)副，十字槽頂部分別設(shè)有壓電晶體。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：婁元靜，邱清盈，馮培恩，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：浙江大學(xué)，
類型：新型
國別省市：浙江;33