一種基于有機壓電材料的發(fā)電路面的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于有機壓電材料的發(fā)電路面，包括瀝青混凝土下面層、導(dǎo)電瀝青混凝土上面層、導(dǎo)電瀝青混凝土中面層、整流電路、蓄電池以及由壓電材料制作而成的粘層，導(dǎo)電瀝青混凝土上面層、導(dǎo)電瀝青混凝土中面層及瀝青混凝土下面層由上到下依次分布，導(dǎo)電瀝青混凝土中面層的上表面與導(dǎo)電瀝青混凝土上面層的下表面通過粘層相粘結(jié)，導(dǎo)電瀝青混凝土上面層及導(dǎo)電瀝青混凝土中面層內(nèi)的兩條輪跡分布帶上均鋪設(shè)有金屬網(wǎng)電極，金屬網(wǎng)電極與蓄電池通過整流電路相連接。本實用新型可以在不影響道路施工與道路使用壽命的情況下進(jìn)行發(fā)電。
【專利說明】一種基于有機壓電材料的發(fā)電路面
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于道路工程領(lǐng)域，具體涉及一種基于有機壓電材料的發(fā)電路面。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國道路系統(tǒng)建設(shè)日益完善，新型能源儉約型道路的研究開發(fā)將逐漸嶄露頭角。上個世紀(jì)末期，許多材料研究者發(fā)現(xiàn)了壓電材料，對壓電材料給與一定的應(yīng)力，材料將產(chǎn)生電能。道路工程從開放交通到完全破壞，路面將承受幾十萬次甚至幾百萬次的車輛荷載，若將此機械能通過壓電材料轉(zhuǎn)化為電能，將會帶來無限的經(jīng)濟與社會效益。
[0003]因此如何將行車荷載在路面內(nèi)產(chǎn)生的機械能轉(zhuǎn)化為電能并有效的收集，成為人們研究的重點。目前，國內(nèi)外已針對路面內(nèi)機械能量的收集已經(jīng)取得了一些突破性的研究成果，但是國內(nèi)外對于發(fā)電路面系統(tǒng)的應(yīng)用實例較少，發(fā)電路面系統(tǒng)的設(shè)計、應(yīng)用、優(yōu)化等技術(shù)仍處于起步階段，尚存在一些問題，比如現(xiàn)有關(guān)于路面機械能收集的主要形式是在浙青混凝土內(nèi)設(shè)置壓電能量換能器，在道路修筑時，把這些壓電換能器直接用于路面內(nèi)，將很大程度的干擾施工的流暢性，嚴(yán)重的影響機械化施工的開展；若把這些壓電換能器以開挖的形式埋入路面內(nèi)部，將對路面造成不同程度的損害，影響道路的使用壽命。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供了一種基于有機壓電材料的發(fā)電路面，該發(fā)電路面可以在不影響道路施工與道路使用壽命的情況下進(jìn)行發(fā)電。
[0005]為達(dá)到上述目的，本實用新型所述的基于有機壓電材料的發(fā)電路面包括浙青混凝土下面層、導(dǎo)電浙青混凝土上面層、導(dǎo)電浙青混凝土中面層、整流電路、蓄電池以及由壓電材料制作而成的粘層，導(dǎo)電浙青混凝土上面層、導(dǎo)電浙青混凝土中面層及浙青混凝土下面層由上到下依次分布，導(dǎo)電浙青混凝土中面層的上表面與導(dǎo)電浙青混凝土上面層的下表面通過粘層相粘結(jié)，導(dǎo)電浙青混凝土上面層及導(dǎo)電浙青混凝土中面層內(nèi)的兩條輪跡分布帶上均鋪設(shè)有金屬網(wǎng)電極，金屬網(wǎng)電極與蓄電池通過整流電路相連接。
[0006]所述粘層采用有機壓電材料PVDF制作而成。
[0007]所述金屬網(wǎng)電極內(nèi)的網(wǎng)格寬為3?5mm,長為3?5mm。
[0008]所述粘層的厚度為I?5mm。
[0009]本實用新型具有以下有益效果:
[0010]本實用新型所述的基于有機壓電材料的發(fā)電路面包括浙青混凝土下面層、導(dǎo)電浙青混凝土上面層、導(dǎo)電浙青混凝土中面層、整流電路、蓄電池及由壓電材料制作而成的粘層，當(dāng)行車經(jīng)過導(dǎo)電浙青混凝土上層面時，由壓電材料制作而成的粘層在壓力的作用下產(chǎn)生電荷，導(dǎo)電浙青混凝土上面層內(nèi)的金屬網(wǎng)電極及導(dǎo)電浙青混凝土中面層內(nèi)的金屬網(wǎng)電極收集粘層產(chǎn)生的電荷，并經(jīng)整流電路整流后存儲到蓄電池中，從而實現(xiàn)路面的發(fā)電，通過不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對車輛荷載產(chǎn)生的機械能向電能的最大限度轉(zhuǎn)化，同時通過粘層增加路面各層之間的粘結(jié)性，從而有效的延長路面的使用壽命。[0011]進(jìn)一步，所述粘層采用有機壓電材料PVDF制作而成，具有良好的耐化學(xué)腐蝕性、耐高溫性、耐氧化性、耐候性、耐射線輻射性能，使用周期長，從而有效提高路面的使用壽命O
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為本實用新型的主視圖。
[0014]其中，I為導(dǎo)電浙青混凝土中面層、2為導(dǎo)電浙青混凝土上面層、3為粘層、4為金屬網(wǎng)電極、5為整流電路、6為蓄電池、7為浙青混凝土下面層。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0016]參考圖1及圖2，本實用新型所述的基于有機壓電材料的發(fā)電路面包括浙青混凝土下面層7、導(dǎo)電浙青混凝土上面層2、導(dǎo)電浙青混凝土中面層1、整流電路5、蓄電池6以及由壓電材料制作而成的粘層3，導(dǎo)電浙青混凝土上面層2、導(dǎo)電浙青混凝土中面層I及浙青混凝土下面層7由上到下依次分布，導(dǎo)電浙青混凝土中面層I的上表面與導(dǎo)電浙青混凝土上面層2的下表面通過粘層3相粘結(jié)，導(dǎo)電浙青混凝土上面層2及導(dǎo)電浙青混凝土中面層I內(nèi)的兩條輪跡分布帶上均鋪設(shè)有金屬網(wǎng)電極4，金屬網(wǎng)電極4與蓄電池6通過整流電路5相連接，粘層3采用有機壓電材料PVDF制作而成，金屬網(wǎng)電極4內(nèi)的網(wǎng)格寬為3?5_，長為3?5mm,粘層3的厚度為I?5mm。
[0017]本實用新型的具體工作過程如下:
[0018]行車荷載經(jīng)過導(dǎo)電浙青混凝土上面層2時，行車荷載對粘層3產(chǎn)生壓力，粘層3在壓力的作用下發(fā)生極化并產(chǎn)生電荷，金屬網(wǎng)電極4對粘層3產(chǎn)生的電荷進(jìn)行收集，再經(jīng)整流電路5整流后輸入到蓄電池6中，從而實現(xiàn)路面的發(fā)電及電能的收集。
[0019]導(dǎo)電浙青混凝土技術(shù)源自《中國公路學(xué)報》文獻(xiàn)“PAN基碳纖維導(dǎo)電浙青混凝土的制備及性能”，有機壓電技術(shù)源自《北京理工大學(xué)學(xué)報》文獻(xiàn)“基于PVDF壓電片發(fā)電的特性研究”，下面層浙青混凝土為道路領(lǐng)域常規(guī)配方的浙青混凝土，其材料組成采用長安大學(xué)碩士學(xué)位論文《SBS摻量對改性浙青混合料路用性能的影響》17頁中公開的級配與浙青用量。
【權(quán)利要求】
1.一種基于有機壓電材料的發(fā)電路面，其特征在于，包括浙青混凝土下面層(7)、導(dǎo)電浙青混凝土上面層(2)、導(dǎo)電浙青混凝土中面層(I)、整流電路(5)、蓄電池(6)以及由壓電材料制作而成的粘層(3)，導(dǎo)電浙青混凝土上面層(2)、導(dǎo)電浙青混凝土中面層(I)及浙青混凝土下面層(7)由上到下依次分布，導(dǎo)電浙青混凝土中面層(I)的上表面與導(dǎo)電浙青混凝土上面層(2)的下表面通過粘層(3)相粘結(jié)，導(dǎo)電浙青混凝土上面層(2)及導(dǎo)電浙青混凝土中面層(I)內(nèi)的兩條輪跡分布帶上均鋪設(shè)有金屬網(wǎng)電極(4)，金屬網(wǎng)電極(4)與蓄電池(6)通過整流電路(5)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于有機壓電材料的發(fā)電路面，其特征在于，所述粘層(3)采用有機壓電材料PVDF制作而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于有機壓電材料的發(fā)電路面，其特征在于，所述金屬網(wǎng)電極⑷內(nèi)的網(wǎng)格寬為3?5mm,長為3?5_。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于有機壓電材料的發(fā)電路面，其特征在于，所述粘層(3)的厚度為I?5mm。
【文檔編號】E01C7/18GK203716020SQ201420043928
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年1月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月23日
【發(fā)明者】王朝輝, 高志偉, 郭滕滕, 李彥偉, 趙永禎, 劉志勝, 石鑫 申請人:長安大學(xué)