一種能量回收型減速帶裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種能量回收型減速帶裝置，包括壓電減速塊裝置、光伏發(fā)電裝置、LED燈源、儲電裝置、控制器裝置、匯流箱裝置。將壓電片安裝在減速塊背面，并用密封橡膠進(jìn)行密封，可將車輛經(jīng)過減速帶所產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，將得到的電能儲存于儲電裝置，同時使用光伏發(fā)電裝置與壓電減速塊裝置并聯(lián)，使得系統(tǒng)更可靠?？刂破餮b置控制儲電裝置的充放電過程，并控制LED燈源的開關(guān)狀態(tài)。本實用新型可將為城市或者郊區(qū)路燈供電系統(tǒng)提供可靠的電源。
【專利說明】一種能量回收型減速帶裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種能量回收型減速帶裝置，具體說是一種利用壓電材料，實現(xiàn)汽車通過減速帶的時所產(chǎn)生的機(jī)械能進(jìn)行發(fā)電的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]中國汽車保有量不斷上升，許多城市，特別是一些中、大城市，汽車保有量不斷上升，并且有些城市政府已經(jīng)開始限牌。然而，每天有成千上萬的汽車經(jīng)過路口，特別是學(xué)校、醫(yī)院、危險路段，道路路口都設(shè)有減速帶。每天行駛車輛經(jīng)過減速帶產(chǎn)生的能量非常可觀，若將這些能量轉(zhuǎn)換為電能，為周圍的設(shè)施供電，將有非常大的市場潛能。并且這種汽車經(jīng)過減速帶所產(chǎn)生的機(jī)械能日益增長，若將這些能量回收再利用，可在一定程度上起到節(jié)能減排作用。
[0003]中國經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，城鎮(zhèn)化建設(shè)不斷擴(kuò)大，能源需求日益緊張。目前，我國一些城市已經(jīng)將太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用于城鎮(zhèn)道路的路燈供電系統(tǒng)中，這種利用清潔能源來給城鎮(zhèn)道路路燈系統(tǒng)供電，可有效地節(jié)約能源，進(jìn)一步帶動如太陽能等新能源的發(fā)展。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用于城市路燈的供電系統(tǒng)中，最大的缺點是夜間光伏發(fā)電系統(tǒng)不發(fā)電，而夜間是城市路燈供電系統(tǒng)電力需求的高峰期，為系統(tǒng)穩(wěn)定、連續(xù)的運行，需要配備大量儲能裝置，使得系統(tǒng)成本居高不下，并且維護(hù)成本急劇上升。在有些實施案例中，將太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)與小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合，形成太陽能光伏發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電耦合系統(tǒng)，共同給路燈系統(tǒng)供電，利用風(fēng)、電的互補(bǔ)性，降低系統(tǒng)的儲能成本。然而這種太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)與小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)都具有不穩(wěn)定性和隨機(jī)性，從而，儲能系統(tǒng)的成本并沒有得到大幅度的降低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]實用新型目的:針對上述現(xiàn)有存在的問題和不足，本實用新型的目的是提供了一種能量回收型減速帶裝置，可實現(xiàn)將車輛經(jīng)過減速帶時產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，核心技術(shù)是利用壓電材料進(jìn)行機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。
[0005]技術(shù)方案:一種能量回收型減速帶裝置，包括壓電減速塊裝置、光伏發(fā)電裝置、[￡0燈源、儲電裝置、控制器裝置、匯流箱裝置、紅外觸發(fā)開關(guān)裝置。
[0006]作為優(yōu)選，所述壓電減速塊裝置，是由壓電陶瓷和傳統(tǒng)的減速塊以及密封橡膠結(jié)合制成，用于吸收車輛經(jīng)過減速塊路段時所產(chǎn)生的機(jī)械能，并將這些機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。壓電陶瓷，一種能夠?qū)C(jī)械能和電能互相轉(zhuǎn)換的功能陶瓷材料，屬于無機(jī)非金屬材料。本實用新型是將車輛經(jīng)過減速塊時，車輛的重力對壓電陶瓷產(chǎn)生的機(jī)械力。壓電陶瓷利用其材料在機(jī)械應(yīng)力作用下，引起內(nèi)部正負(fù)電荷中心相對位移而發(fā)生極化，導(dǎo)致材料兩端表面出現(xiàn)符號相反的束縛電荷即壓電效應(yīng)而制作，具有敏感的特性，壓電陶瓷主要用于制造超聲換能器、水聲換能器、電聲換能器、陶瓷濾波器、陶瓷變壓器、陶瓷鑒頻器、高壓發(fā)生器、紅外探測器、聲表面波器件、電光器件、引燃引爆裝置和壓電陀螺等，除了用于高科技領(lǐng)域，它更多的是在日常生活中為人們服務(wù)，為人們創(chuàng)造更美好的生活而努力。
[0007]作為優(yōu)選，所述光伏發(fā)電裝置是由光伏電池構(gòu)成的發(fā)電系統(tǒng)。光伏發(fā)電以及廣泛應(yīng)用于分布式、集中式發(fā)電系統(tǒng)，光伏發(fā)電技術(shù)非常成熟，成本不斷下降，現(xiàn)已有許多城市路燈照明系統(tǒng)采用光伏發(fā)電提供電力。
[0008]作為優(yōu)選，所述120燈源是由發(fā)光二極管120構(gòu)成，它依靠半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)中的電子通過勢皇產(chǎn)生的能量迀越直接發(fā)光。通過[￡0制作的燈具由于發(fā)光過程不產(chǎn)生熱量，能量轉(zhuǎn)換效率接近百分之百，壽命超長，是照明技術(shù)的不斷發(fā)展方向。并且120燈源開始點燃時需要一個高電壓，正常發(fā)光時只允許通過不大的電流，與壓電陶瓷發(fā)電具有很好的耦合性，壓電陶瓷發(fā)電一般為高電壓、低電流。
[0009]作為優(yōu)選，所述儲電裝置是由蓄電池構(gòu)成，可以由性能穩(wěn)定、價格低廉的鉛酸蓄電池串并聯(lián)構(gòu)成，按系統(tǒng)的設(shè)計要求，設(shè)計蓄電池的容量，本實用新型結(jié)合壓電減速快裝置，可大大減小蓄電池的容量，降低成本。
[0010]作為優(yōu)選，所述控制器裝置用于控制儲電裝置的充放電，包括電壓減速塊裝置給儲電裝置的充電和光伏發(fā)電裝置給儲電裝置的充電，同時控制儲電裝置的放電，即控制120燈源的開關(guān)，由單片機(jī)及其控制電路構(gòu)成。單片機(jī)實時監(jiān)測儲電裝置的荷電狀態(tài)，以及光伏發(fā)電裝置和壓電減速塊裝置的電流和電壓，控制儲電裝置的放電信號，即控制[￡0燈源的開、關(guān)狀態(tài)。
[0011]作為優(yōu)選，所述匯流箱裝置是由電纜和配電柜構(gòu)成，用于收集壓電減速塊的電能，送至儲電裝置，即給儲電裝置充電，其充電過程受控制器裝置的控制防止過充電對儲電裝置造成損壞。
[0012]作為優(yōu)選，所述紅外觸發(fā)開關(guān)裝置用于感應(yīng)車輛經(jīng)過路口。
[0013]利用上述技術(shù)方案，壓電減速塊裝置能夠回收車輛經(jīng)過減速帶時所產(chǎn)生的機(jī)械能，并發(fā)電，將電能儲存于儲電裝置，光伏發(fā)電裝置與壓電減速塊裝置并聯(lián)，與儲電裝置鏈接，共同給儲電裝置充電?？刂破餮b置分別于壓電減速塊裝置、光伏發(fā)電裝置、儲電裝置連接，用于控制儲電裝置的充放電過程。儲電裝置輸出與[￡0燈源使用電纜連接，用于給120燈源供電，該方案實現(xiàn)了長期、獨立供電系統(tǒng)。只要有車輛經(jīng)過，就可以完成一次充電，同時并聯(lián)光伏發(fā)電裝置，使得系統(tǒng)可靠，更具有市場價值。
[0014]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點:
[0015](1)實現(xiàn)了車輛經(jīng)過減速帶時產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，將每輛汽車經(jīng)過減速帶時，產(chǎn)生的機(jī)械能高效地轉(zhuǎn)化為電能。
[0016](2)采用了壓電發(fā)電技術(shù)，利用先進(jìn)的壓電材料，性能穩(wěn)定、可靠。
[0017](3)采用儲能裝置，可將間歇的電能存儲，并可靠地給用電設(shè)備供電，并且儲能裝置的容量大大減小，從而降低系統(tǒng)成本和維護(hù)成本。
[0018](4)本實用新型采用與傳統(tǒng)的減速帶技術(shù)相結(jié)合，生產(chǎn)制造工藝簡單，很容易進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本實用新型的壓電減速塊裝置示意圖；
[0021]圖3為市區(qū)路段實施方法示意圖；
[0022]圖4為郊區(qū)路段實施方法示意圖；
[0023]圖5為控制器裝置示意圖。
[0024]圖中:壓電減速塊裝置1，光伏發(fā)電裝置2，1^0燈源3，儲電裝置4，控制器裝置5，匯流箱裝置6，紅外觸發(fā)開關(guān)裝置7，壓電片1-1，密封橡膠1-2，減速塊1-3，引出線1-4。

【具體實施方式】
[0025]參照圖1至圖5，一種能量回收型減速帶裝置，包括壓電減速塊裝置1、光伏發(fā)電裝置2、120燈源3、儲電裝置4、控制器裝置5、匯流箱裝置6、紅外觸發(fā)開關(guān)裝置7。
[0026]壓電減速塊裝置1通過電纜與匯流箱裝置6連接，匯流箱裝置6和光伏發(fā)電裝置2并聯(lián)后與儲電裝置4的輸入連接，儲電裝置4的輸出與[￡0燈源3連接，控制器裝置5分別與壓電減速塊裝置1和光伏發(fā)電裝置2連接，分別監(jiān)測壓電減速塊裝置1和光伏發(fā)電裝置2電壓和電流，控制器裝置5還與儲電裝置4連接，控制儲電裝置4的充、放電過程；
[0027]作為優(yōu)選，所述壓電減速塊裝置1，是由壓電陶瓷和傳統(tǒng)的減速塊以及密封橡膠結(jié)合制成，用于吸收車輛經(jīng)過減速塊路段時所產(chǎn)生的機(jī)械能，并將這些機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。
[0028]作為優(yōu)選，所述光伏發(fā)電裝置2是由光伏電池構(gòu)成的發(fā)電系統(tǒng)。
[0029]作為優(yōu)選，所述120燈源3是由發(fā)光二極管120構(gòu)成，它依靠半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)中的電子通過勢皇產(chǎn)生的能量迀越直接發(fā)光。
[0030]作為優(yōu)選，所述儲電裝置4是由蓄電池構(gòu)成，可以由性能穩(wěn)定、價格低廉的鉛酸蓄電池串并聯(lián)構(gòu)成。
[0031]作為優(yōu)選，所述控制器裝置5用于控制儲電裝置4的充放電，包括電壓減速塊裝置給儲電裝置4的充電和光伏發(fā)電裝置2給儲電裝置4的充電，同時控制儲電裝置4的放電，即控制[￡0燈源3的開關(guān)，由單片機(jī)及其控制電路構(gòu)成。
[0032]作為優(yōu)選，所述流箱裝置6是由電纜和配電柜構(gòu)成，用于收集壓電減速塊的電能，送至儲電裝置，即給儲電裝置充電。
[0033]作為優(yōu)選，所述紅外觸發(fā)開關(guān)裝置7用于感應(yīng)車輛經(jīng)過路口。
[0034]工作原理:采用上述技術(shù)方案，
[0035]首先壓電減速塊裝置1通過電纜與匯流箱裝置6連接，將壓電減速塊裝置1構(gòu)成的壓電減速帶的電能進(jìn)行匯流，串聯(lián)可以提高輸出電壓，并聯(lián)可以提高輸出電流，通過串、并聯(lián)達(dá)到與系統(tǒng)匹配的電流和電壓，即儲電裝置4充電的電壓、電流要求。控制器裝置5用于控制蓄電池的充放電，為可靠的控制儲電裝置4充放電，控制器需要采集壓電減速塊裝置1的電流、電壓和光伏發(fā)電裝置2的電流、電壓，可由電流、電壓傳感器直接檢測，通過信號采集線與控制器裝置5出入端口連接，同時，為防止儲電裝置4的過充電或者過放電，需要檢測儲電裝置4的荷電狀態(tài)?？刂破餮b置5輸出信號為儲電裝置4的放電信號，即120燈源3的開關(guān)信號。這樣控制器裝置5通過檢測壓電減速塊裝置1與光伏發(fā)電裝置2的電壓、電流信號以及儲電裝置4的荷電狀態(tài)，控制儲電裝置4的放電過程，即控制[￡0燈源3的開關(guān)狀態(tài)。
[0036]匯流箱裝置6和光伏發(fā)電裝置2并聯(lián)后與儲電裝置4的輸入連接，儲電裝置4的輸出與[￡0燈源3連接，控制器裝置5分別與壓電減速塊裝置1和光伏發(fā)電裝置2連接，分別監(jiān)測壓電減速塊裝置1和光伏發(fā)電裝置2電壓和電流，控制器裝置5還與儲電裝置4連接，控制儲電裝置4的充、放電過程；
[0037]實施案例1:如圖3所示，為市區(qū)路口實施方案，市區(qū)車流密集，路燈長時間處于開狀態(tài)，設(shè)計的方案為:匯流箱裝置6和光伏發(fā)電裝置2并聯(lián)后與儲電裝置4的輸入連接，儲電裝置4的輸出與[￡0燈源3連接，控制器裝置5分別與壓電減速塊裝置1和光伏發(fā)電裝置2連接，分別監(jiān)測壓電減速塊裝置1和光伏發(fā)電裝置2電壓和電流，控制器裝置5還與儲電裝置4連接，控制儲電裝置4的充、放電過程，即控制[￡0燈源3的開關(guān)狀態(tài)。
[0038]實施案例2:如圖4所示，為郊區(qū)路口實施方案，市區(qū)車流稀少，路燈長時間處于關(guān)閉狀態(tài)，為進(jìn)一步實現(xiàn)節(jié)能，實施方案可改進(jìn)為:
[0039]在郊區(qū)路口中，當(dāng)車輛行駛至壓電減速塊裝置1時，車輛的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，電能通過電纜與匯流箱裝置6連接，匯流箱裝置6電能通過電纜與儲電裝置4連接，將電能儲存于儲電裝置4中；光伏發(fā)電裝置2與匯流箱裝置6并聯(lián)后與儲電裝置4的輸入連接，補(bǔ)充電能。
[0040]在車輛來向方向距離約100米處安裝紅外觸發(fā)開關(guān)裝置7，車輛進(jìn)入路口時，觸發(fā)紅外觸發(fā)開關(guān)裝置7，得到的信號被傳送至控制器裝置5，控制器裝置5輸出控制信號，直接控制儲電裝置4放電給[￡0燈源3供電，點亮[￡0燈源3，當(dāng)車輛駛離路口后，延遲20秒后，自動關(guān)閉[￡0燈源3，進(jìn)一步實現(xiàn)節(jié)能。
[0041]以上所述僅為本實用新型的較佳實施方式，本實用新型的保護(hù)范圍并不以上述實施方式為限，但凡本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本實用新型所揭示內(nèi)容所作的等效修飾或變化，皆應(yīng)納入權(quán)利要求書中記載的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種能量回收型減速帶裝置，包括壓電減速塊裝置(1)、光伏發(fā)電裝置(2)、LED燈源(3)、儲電裝置(4)、控制器裝置(5)、匯流箱裝置(6)、紅外觸發(fā)開關(guān)裝置(7); 壓電減速塊裝置(I)通過電纜與匯流箱裝置(6 )連接，匯流箱裝置(6 )和光伏發(fā)電裝置(2)并聯(lián)后與儲電裝置(4)的輸入連接，儲電裝置(4)的輸出與LED燈源(3)連接，控制器裝置(5 )分別與壓電減速塊裝置(I)和光伏發(fā)電裝置(2 )連接，分別監(jiān)測壓電減速塊裝置(I)和光伏發(fā)電裝置(2)電壓和電流，控制器裝置(5)還與儲電裝置(4)連接，控制儲電裝置(4)的充、放電過程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能量回收型減速帶裝置，其特征在于: 壓電減速塊裝置(I)由壓電片(1-1)、密封橡膠(1-2)、減速塊(1-3)、引出線(1-4)構(gòu)成，在常規(guī)的減速塊(1-3)背面安裝壓電片(1-1)，在四周使用密封橡膠(1-2)進(jìn)行密封和防塵，利用引出線(1-4)將壓電減速塊裝置(I)電能取出。
3.一種能量回收型減速帶裝置，其特征在于: 在郊區(qū)路口中，當(dāng)車輛行駛至壓電減速塊裝置(I)時，車輛的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，電能通過電纜與匯流箱裝置(6)連接，匯流箱裝置(6)電能通過電纜與儲電裝置(4)連接，將電能儲存于儲電裝置(4 )中；光伏發(fā)電裝置(2 )與匯流箱裝置(6 )并聯(lián)后與儲電裝置(4 )的輸入連接，補(bǔ)充電能； 在車輛來向方向安裝紅外觸發(fā)開關(guān)裝置(7)，車輛進(jìn)入路口時，觸發(fā)紅外觸發(fā)開關(guān)裝置(7)，得到的信號被傳送至控制器裝置(5)，控制器裝置(5)輸出控制信號，直接控制儲電裝置(4 )放電給LED燈源(3 )供電，點亮LED燈源(3 )，當(dāng)車輛駛離路口后，延遲20秒后，自動關(guān)閉LED燈源(3)。
【文檔編號】E01F9/047GK204243875SQ201420757031
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月7日
【發(fā)明者】陸玉正, 李俊嬌, 吳迪, 趙埕萱, 仁沖 申請人:陸玉正