应用压电陶瓷技术的新型减速带设备的设计说明书.doc

应用压电陶瓷技术的新型减速带设备的设计说明书.doc应用压电陶瓷技术的新型减速带设备的设计
说明书
摘要:压电陶瓷受到压力时产生形变,可在其表面产生电压,并且该电压值与所加压力成正比关系。减速带几乎是每条公路都必备的一种设施。将减速带与压电陶瓷相结合,利用车辆经过减速带时产生的压力来使压电陶瓷发电,从而实现将公路上的无用的机械能转化电能储存起来,达到节能减排和可持续发展的目的。
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关键词:压电陶瓷;节能减排;减速带作品内容简介
我们将压电陶瓷技术与减速带相结合,设计出一种新型的节能减速带装置。压电陶瓷具有正压电效应和负压电效应。在机械力的作用下,压电陶瓷发生形变,使带电粒子发生相对位移,从而在晶体表面出现正负束缚的电荷,宏观表现为压电陶瓷的正负极出现电压。减速带是公路上普遍存在的一种交通安全设备。在城镇道路上每天都会有成千上万的车辆在上面碾压通过。我们将这两种材料设备结合起来, 利用减速带所承受的压力和压电陶瓷因受压而产生电能的特性研发出新型的节能减速带。
截止2015年底,我国的汽车保有量已经达到2. 79亿辆。这就代表着各个城市的道路上每天都会有成千上万辆车来回穿梭,城市主干道的车流量更是川流不息,而这其中就蕴藏了大量的未被开发的机械能。我们通过利用本设备,将车辆的机械压力应用于压电陶瓷之上, 可以将这些机械能转化为电能,实现能量的再利用,从而达到节约能源和可持续发展的0的。并且该设备的原理和制作工艺简单易懂,造价与普通减速带相比相差无几,几乎不会对道路交通,过往车辆或者是周围环境产生任何的影响。另一方面,这样的一个产品的造价与传统的减速带相比,价格相差不高,但是却可以源源不断的将无用的机械能转化为电能,具有较好的社会经济效益。
1研制背景及意义
目前国际上各个国家都在压电技术方面做研究,并且在压电技术与公路相结合的方面己取得较大进展。我们小组是将压电陶瓷技术与减速带相结合。利用车辆在通过减速带吋产生的压力,将机械能转化为电能,从而实现机械能向电能的转化,达到节能减排和可持续发展的S的。
2研究历程
了解压电陶瓷的特性并初选材料
要想正确利用压电陶瓷,应先充分了解它的特性和工作原理。在前三天的时间里,我们小组成员利用网络资源,图书馆资源分头查阅资料了解其原理并将对实验有帮助的资料上传到讨论组里供大家参考,为以后更好地进行模型制作和试验奠定Y良好的基础。并且根据所查资料并结合项目本身的实际情况,初步选定了 4种压电陶瓷材料。
2、 设计电路
,并联和串联两大基础电路各存利弊。在之前的对于压电陶瓷材料的学习过程之中我们己经知道压电陶瓷材料的电阻很大,不适宜采用串联电路,而并联电路能使电阻减小,产生的电流比较可观。最终,我们决定选择并联电路,其次, 通过查阅论文和文献等资料并结合减速带的结构绘制了电路图。
(图1)
3、 通过对比试验,最终选定材料。
我们先将每一种初步选择的压电陶瓷与万能电流表相连,通过施加压力检测其产生电压的能力。经过大家的多次试验和数据记录,因为其形状尺寸适中,受压时能够产生较大的电压,价格适中,比较符合我们试验的要求,最终我们