CN109518874A - 一种复合板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种复合板，包括上承压板、下承压板以及安装在上承压板和下承压板之间的减震发电结构；所述减震发电结构包括压力传动部和能量转化部，所述压力传动部与所述能量转化部转动连接，所述能量转化部远离所述压力传动部的一端与所述下承压板固定连接，所述压力传动部远离所述能量转化部的一端与所述上承压板接触；所述压力传动部将接收到的机械能传递给所述能量转化部，所述能量转化部将接收到的机械能转化为电能。本发明提供的复合板，通过设置减震发电结构，提高了复合板的减震效果，同时可以将振动过程中产生的机械能转化为电能，提高了振动能量的有效利用率。
Description
技术领域
本发明涉及板材技术领域，特别涉及一种复合板。
背景技术
复合板是一种新型建筑材料，目前的复合板都多是三明治结构，采用三层结构，上下两层为承压层，中间一层大多为刨花板或者压缩板，质量较重、减震性以及隔音性不佳。目前也有现有技术对中间层进行优化以使复合板具有减震功能，但振动能量仅仅被减震机构吸收，并未得到及时的有效的利用，实为能源的浪费。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种复合板，利用减震发电装置将震动产生的能量通过压电材料转换为电能，解决了现有复合板的震动能量未被充份利用的技术问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种复合板，包括上承压板、下承压板以及安装在所述上承压板和所述下承压板之间的减震发电结构；所述减震发电结构包括压力传动部和能量转化部，所述压力传动部与所述能量转化部转动连接，所述能量转化部远离所述压力传动部的一端与所述下承压板固定连接，所述压力传动部远离所述能量转化部的一端与所述上承压板接触；所述压力传动部将接收到的机械能传递给所述能量转化部，所述能量转化部将接收到的机械能转化为电能。
进一步地，所述压力传动部包括上壳体、下壳体、减震弹簧和第一转轴，所述上壳体与所述下壳体通过螺纹嵌套形成一中空的减震腔，所述减震弹簧位于所述减震腔内，所述减震弹簧的相对两端分别与所述上壳体和所述下壳体接触，所述下壳体底端设有第一转轴，所述下壳体通过第一转轴与所述能量转化部转动连接。
进一步地，所述能量转化部包括底壳、与所述底壳固定连接的第二转轴、套设于第二转轴上的第二转轴套、旋转齿盘、发条、压电层和固定设置在所述底壳上的撞锤结构，所述底壳与所述下壳体之间形成有一能量转化腔，所述第二转轴、所述第二转轴套、所述旋转齿盘、所述发条、所述压电层和所述撞锤结构均位于所述能量转化腔内；所述第二转轴通过连杆与所述第一转轴转动连接，所述发条的外端和内端分别与所述下壳体和所述第二转轴套连接，所述旋转齿盘与所述第二转轴套固定并在旋转时拨动所述撞锤结构，所述压电层固定在所述底壳内壁并与导线连接以输出电能，所述撞锤结构受到振动时敲打所述压电层，所述压电层受压形变发电。
进一步地，所述撞锤结构包括撞锤基座、撞锤和撞锤受体，所述撞锤基座与所述底壳内壁固定连接，所述撞锤受体被所述旋转齿盘旋转时拨动，所述撞锤在所述撞锤结构受到振动时敲打所述压电层。
进一步地，所述压电层的数量为两个，两个所述压电层平行设置，并分别与所述撞锤的顶端和底端接触。
进一步地，所述下壳体包括受力壳和套设在所述受力壳外侧壁上的从动外壳；所述受力壳内壁上设有单向内螺纹，所述上壳体外壁上设有与所述单向内螺纹相匹配的单向外螺纹，所述受力壳与所述上壳体通过单向螺纹连接。
进一步地，所述从动外壳底部设有通孔，所述第一转轴穿过所述通孔并与所述受力壳底部连接，所述第一转轴在所述通孔处与所述从动外壳底部固定连接，所述第一转轴在与所述受力壳底部的连接处套设有单向轴承，所述受力壳通过所述单向轴承带动所述从动外壳转动。
进一步地，所述上承压板和所述下承压板之间还设有支撑架，所述支撑架与所述底壳固定连接。
进一步地，所述支撑架与所述减震发电结构的数量均为多个，多个所述支撑架和多个所述减震发电结构间隔分布在所述上承压板和所述下承压板之间。
进一步地，所述上承压板外侧贴合有装饰板。
相对于现有技术，本发明所述的一种复合板具有以下优势：
(1)本发明提供的复合板，通过设置减震发电结构，提高了复合板的减震效果，同时可以将振动过程中产生的机械能转化为电能，减少了机械能向内势能、摩擦或其他能量形式的转变，提高了振动能量的有效利用率。
(2)本发明提供的减震发电结构，通过设置压力传动部和能量转化部，将受到的振动能量通过压电材料转化为电能，结构简单，且能确保传递路径的稳定性，转化效率高。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明所述的复合板的结构示意图；
图2为本发明所述的减震发电结构的结构示意图；
图3为本发明所述的减震发电结构的剖视图；
图4为图3中A处放大图；
图5为本发明所述的能量转化部剖视图。
附图标记说明：
1-上承压板，2-减震发电结构，21-压力传动部，211-上壳体，212下壳体，2121-受力壳，2122-从动外壳，2123-单向轴承，213-减震弹簧，214-第一转轴，22-能量转化部，221-底壳，222-第二转轴，223-第二转轴套，224-旋转齿盘，225-发条，226-压电层，227-撞锤结构，2271-撞锤基座，2272-撞锤，2273-撞锤受体，228-连杆，3-下承压板，4-装饰板，5-支撑架。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。需要说明的是，下述在提到每个结构件的“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方向，是指附图中所示的方位或位置关系；“顶端”、“底端”、“内侧”、“外侧”等这些位置关系仅是为了便于描述和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
实施例1
结合图1、图2所示，本实施例提供了一种复合板，包括上承压板1、下承压板3以及安装在上承压板1和下承压板3之间的减震发电结构2；减震发电结构2包括压力传动部21和能量转化部22，压力传动部21与能量转化部22转动连接，能量转化部22远离压力传动部21的一端与下承压板3固定连接，压力传动部21远离能量转化部22的一端与上承压板1接触；压力传动部21将受到的机械能传递给能量转化部22，能量转化部22将接收到的机械能转化为电能。
复合板一般作为地面铺贴使用，使用时，下承压板3与地面贴合，上承压板1承受人或物体的压力。减震发电结构2设置在上承压板1和下承压板3之间，且减震发电结构2的上端与上承压板1接触，其下端与下承压板3固定连接；这样当复合板受到剧烈的撞击或冲击时，上承压板1产生的振动冲击可以被减震发电结构2中压力传动部21进行缓冲，保证上承压板1不会因受力过大而变形或断裂；同时，压力传动部21将振动冲击产生的机械能传递给能量转化部22，能量转化部22将机械能转化为电能，并对电能进行回收利用。
本实施例提供的复合板，通过设置减震发电结构2，提高了复合板的减震效果，同时可以将振动过程中产生的机械能转化为电能，减少了机械能向内势能、摩擦或其他能量形式的转变，提高了振动能量的有效利用率。
实施例2
结合图3、图4所示，本实施例与上述实施例的区别在于，本实施例中的复合板采用减震发电结构2，且该减震发电结构2的压力传动部21包括上壳体211、下壳体212、减震弹簧213和第一转轴214，上壳体211与下壳体212通过螺纹嵌套形成一中空的减震腔，减震弹簧213位于减震腔内且减震弹簧213的相对两端分别于上壳体211和下壳体212接触，下壳体212底端还设有第一转轴214，下壳体212通过第一转轴214与能量转化部22转动连接。
具体的，压力传动部21整体呈圆柱状，上壳体211上设有外螺纹，下壳体212上设有与上壳体211上的外螺纹相匹配的内螺纹，使得上壳体211与下壳体212形成螺纹连接；上壳体211和下壳体212均为中空的圆柱状结构，上壳体211和下壳体212连接后之间形成的空腔为减震腔，减震腔内设有减震弹簧213。是以，在减震发电结构2不工作的状态下，减震弹簧213的上下相对的两端分别与上壳体211和下壳体212接触；在上壳体211接收到振动能量后对减震弹簧213施予压缩动作，且上壳体211利用减震弹簧213被压缩后产生的弹力提供复位功能，进而使上壳体211对减震弹簧213形成反复压缩动作。由于上壳体211与下壳体212之间为螺纹连接，上壳体211在利用减震弹簧213压缩力复位时会与下壳体212之间产生相对转动，下壳体212转动的同时带动第一转轴214转动，这样复合板震动的线性行为转化为轴的转动行为，并通过第一转轴214将转动行为传递到能量转化部22。
较佳的，内螺纹和外螺纹的截面均是单向偏向螺纹，这样使上壳体211和下壳体212在发生相对运动的时候，螺纹会脱扣，并压缩减震腔内的减震弹簧213，由减震弹簧213提供减震力；但当上壳体211和下壳体212发生相向运动的时候，螺纹却会牢牢地相互固定住不会脱扣，这样也避免了上壳体211和下壳体212之间的脱离。
压力传动部21的工作过程为：上壳体211受到振动力，上壳体211与下壳体212脱扣并相互靠近，减震弹簧213被压缩提供减震力量；当上壳体211受到的振动力消失后，上壳体211与下壳体212的螺纹重新扣合，由于单向螺纹的作用，且压力传动部21与能量转化部22之间转动连接，这样在上壳体211转动的情况下，上壳体211与下壳体212在压缩弹簧回复力的作用下，下壳体212沿螺纹旋转并推动上壳体211回复原位，同时，固定在下壳体212上的第一转轴214转动并通过转动行为将振动能量传递到能量转化部22，能量转化部22将振动能量转化为电能，并储存利用。
结合图5所示，能量转化部22包括底壳221、固定在底壳221底端的第二转轴222、套设于第二转轴222上的第二转轴套223、旋转齿盘224、发条225、压电层226和固定设置在底壳221上的撞锤结构227，底壳221与下壳体212之间形成有一能量转化腔，第二转轴222、第二转轴套223、旋转齿盘224、发条225、压电层226和撞锤结构227均位于能量转化腔内；第二转轴222通过连杆228与所述第一转轴214转动连接，发条225的外端和内端分别与下壳体212和所述第二转轴套223连接，旋转齿盘224与第二转轴套223固定并在旋转时拨动撞锤结构227，压电层226与所述底壳221内壁固定连接，撞锤结构227受到振动时敲打所述压电层226。
具体的，底壳221为半封闭的空心圆柱体结构，其半封闭的一端与下壳体212底部形成一能量转化腔，能量转化器腔中自上而下包括有发条225、压电结构、旋转齿盘224。发条225位于能量转化腔的上部并靠近下壳体212底部，发条225的外端与下壳体212固定。底壳221底部内侧固设有第二转轴222，第二转轴222的轴线与第一转轴214的轴线共线，且第二转轴222通过连杆228与第一转轴214转动连接，第二转轴222与第一转轴214可以保持相对转动。第二转轴222外侧壁上套设有第二转轴套223，第二转轴套223与第二转轴222之间可以保持自由转动，第二转轴套223外侧壁从上到下固设有发条225内端和旋转齿盘224，发条225内端转动带动第二转轴套222转动，第二转轴套223的转动可以带动旋转齿盘224的转动。其中，旋转齿盘224的外缘包括有齿痕。底壳221上与旋转齿盘224的齿痕相对的位置设置有撞锤结构227，旋转齿盘224在转动时，旋转齿盘224外缘上的多个齿痕依次拨动撞锤结构227，使撞锤结构227发生振动。撞锤结构227的上方或下方设有压电层226，且撞锤结构227的顶端或底端与压电层226相接触，压电层226与底壳221内壁固定连接，撞锤结构227在振动的时候能够敲击压电层226表面，使压电层226发生形变产生电流，达到将振动能量转化为电能的目的。其中，压电层226还通过导线与蓄电装置连接，将压电层226产生的电流储存起来，蓄电装置可以用于为需要用电的器件进行供电。
能量转化部22的工作过程为：当下壳体212转动时，带动发条225外端转动，由于发条225的收缩作用，发条225内端跟着外端转动，此时，发条225内端带动第二转轴套223转动，第二转轴套223带动旋转齿轮转动，旋转齿轮在旋转过程中拨动撞锤结构227使撞锤结构227发生振动，振动的撞锤结构227敲击压电层226，使压电层226发生形变，压电层226中的压电材料受到交变应力作用，使得压电材料表面不断感应出正负电荷，应力导致电荷在压电材料中积累并形成电势，通过导线连接到蓄电装置进行存储，从而实现将振动机械能转化为可输出的电能。
较佳的，压电层226的数量为两个，两个压电层226平行设置，分别位于在撞锤结构227的上方和下方，撞锤结构227的额顶端和底端分别与两个压电层226相接触。压电层226为圆形片状结构，两个压电层226的***均固定连接在底壳221的内壁上。通过设置双层的压电层226，撞锤结构227在上下往复振动过程中都会敲打压电层226，可以增加压电层226收集电荷的面积，能够将跟多的振动能量转化为电能，提高了机械能转化电能的效率，进一步降低了能源的浪费。
较佳的，撞锤结构227包括撞锤基座2271、撞锤2272和撞锤受体2273，撞锤基座2271与底壳221内壁固定连接，撞锤受体2273被旋转齿盘224旋转时拨动，撞锤2272在撞锤结构227受到振动时敲打压电层226。撞锤结构227呈十字型，十字型结构包括横段和竖段，横段包括固定连接在一起的撞锤受体2273和撞锤基座2271，撞锤基座2271与底壳221内壁固定连接，撞锤受体2273位于旋转齿盘224上相邻的两个齿痕之间，在旋转齿盘224转动时，齿痕拨动撞锤受体2273。十字型结构的竖段为撞锤2272，撞锤2272位于两压电层226之间，且撞锤2272的顶端和底端分别与两压电层226接触，撞锤结构227被拨动时，撞锤2272上下振动并敲打压电层226。
较佳的，撞锤结构227由弹性材质制作，具有较好的弹性和韧性，能够更好的形成上下振动，以便敲打压电层226，且可以使压电层226产生更大的形变，进而产生更多电能，提高振动能量转化为电能的效率。
本实施例提供的复合板，包括有减震发电装置，该减震发电装置包括压力传动部21和能量转化部22，结构简单、且能确保传递路径的稳定性，转化效率高，设置震发电装置的复合板，避免在受到剧烈冲击时发生变形断裂的情况，且复合板受到的振动能量可以被减震发电装置转为电能，实现可能量的有效利用；该复合板可广泛用于经常受到剧烈震动的地面环境，如物流仓库，大型工厂等。
实施例3
结合图4、图5所示，本实施例与上述实施例的区别在于，本实施例提供的下壳体212包括受力壳2121和套设在所述受力壳2121外侧壁上的从动外壳2122；受力壳2121内壁上设有单向内螺纹，上壳体211外壁上设有与所述单向内螺纹相匹配的单向外螺纹，所述受力壳2121与所述上壳体211通过单向螺纹连接。
其中，从动外壳2122底部设有通孔，第一转轴214穿过通孔与受力壳2121底部连接，第一转轴214在通孔处与从动外壳2122底部固定连接，第一转轴214与受力壳2121底部的连接处套设有单向轴承2123，受力壳2121通过单向轴承2123带动所述从动外壳2122转动。
具体的，受力壳2121与从动外壳2122均为中空的圆柱体结构，受力壳2121装配在从动外壳2122的空腔内，且受力壳2121的外壁与从动外壳2122的内壁贴合。受力壳2121的底部设有凹槽，该凹槽由受力壳2121的外部向内部凹陷，单向轴承2123设置于该凹槽内；从动外壳2122的底部设有圆形通孔，该通孔的轴线与第一转轴214的轴线重合。第一转轴214穿过从动外壳2122底部的通孔与受力壳2121底部凹槽处的单向轴承2123固定连接，其中，第一转轴214在通孔处与从动外壳2122固定连接。单向轴承2123只会随着受力壳2121正向转动，在受力壳2121反向转动时，单向轴承2123不会随着反向转动，其中，受力壳2121的正向转动方向为单向轴承2123的设计旋转方向，也是受力壳2121在冲击消失后旋转回复原位的旋转方向。
这样，受力壳2121发生旋转运动时，会通过单向轴承2123将旋转运动传递给从动外壳2122，使得从动外壳2122也随着受力壳2121一起旋转；而受力壳2121发生反向旋转时，单向轴承2123不会随受力壳2121一起反向旋转，使得受力壳2121的反向转动不会由单向轴承2123传递给从动外壳2122，保证了从动外壳2122的旋转方向的一致性。
在冲击消失后，减震弹簧213推动受力壳2121和上壳体211，使得受力壳2121和上壳体211发生相向运动，由于单向螺纹的设置，上壳体211不发生旋转运动；而受力壳2121在减震弹簧213的推力作用下，沿单向螺纹旋转，使上壳体211相对于受力壳2121发生相向运动，使受力壳2121回复到原来在上壳体211上的相对位置；同时，受力壳2121的旋转运动带动单向轴承2123转动，单向轴承2123带动第一转轴214转动，第一转轴214转动带动从动外壳2122转动，实现了受力壳2121的旋转运动通过单向轴承2123传递到从动外壳2122的运动传递。
本实施例的下壳体212包括受力壳2121与从动外壳2122，且受力壳2121通过单向轴承2123带动从动外壳2122转动，从动外壳2122带动发条225外端转动，通过设置单向轴承2123，可以促进发条225释放势能，同时起到保护发条225的作用。
实施例4
结合图1所示，本实施例与上述实施例的区别在于，本实施例提供的复合板的上承压板1和下承压板3之间还设有支撑架5，该支撑架5与减震发电结构2的底壳221固定连接。
具体的，支撑架5整体上为U形结构，U形结构的开口端与下承压板3固定连接，U形结构的封闭端与上承压板1固定连接；且U形结构竖直边的自由端向外侧延伸，并与减震发电结构2的底壳221固定连接。
较佳的，为增加复合板的缓冲功能，且扩大振动能量接收范围，撑架与减震发电结构2的数量均为多个，多个支撑架5和多个减震发电结构2间隔分布在上承压板1和所述下承压板3之间。
较佳的，上承压板1外侧(也即远离下承压板3的一侧)贴合有装饰板4，通过搭配不同颜色花纹的装饰板4，可以提高复合板的美观度，增加使用舒适性。
本实施例提供的复合板，在受到剧烈冲击时，一部分压力通过上承压板1传递到减震发电结构2上，另一部分压力则传递到支撑架5上，这样不仅提高了复合板的减震效果，且增大了复合板的整体结构强度，避免压力过大而变形或断裂，从而延长复合板的使用寿命；同时，还可吸收振动能量，并将振动能量转化为电能，提高了振动能量的有效利用率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种复合板，其特征在于，包括上承压板(1)、下承压板(3)以及安装在所述上承压板(1)和所述下承压板(3)之间的减震发电结构(2)；所述减震发电结构(2)包括压力传动部(21)和能量转化部(22)，所述压力传动部(21)与所述能量转化部(22)转动连接，所述能量转化部(22)远离所述压力传动部(21)的一端与所述下承压板(3)固定连接，所述压力传动部(21)远离所述能量转化部(22)的一端与所述上承压板(1)接触；所述压力传动部(21)将接收到的机械能传递给所述能量转化部(22)，所述能量转化部(22)将接收到的机械能转化为电能。
2.根据权利要求1所述的复合板，其特征在于，所述压力传动部(21)包括上壳体(211)、下壳体(212)、减震弹簧(213)和第一转轴(214)，所述上壳体(211)与所述下壳体(212)通过螺纹嵌套形成一中空的减震腔，所述减震弹簧(213)位于所述减震腔内，所述减震弹簧(213)的相对两端分别与所述上壳体(211)和所述下壳体(212)接触，所述下壳体(212)底端设有第一转轴(214)，所述下壳体(212)通过第一转轴(214)与所述能量转化部(22)转动连接。
3.根据权利要求2所述的复合板，其特征在于，所述能量转化部(22)包括底壳(221)、与所述底壳(221)固定连接的第二转轴(222)、套设于第二转轴(222)上的第二转轴套(223)、旋转齿盘(224)、发条(225)、压电层(226)和固定设置在所述底壳(221)上的撞锤结构，所述底壳(22)与所述下壳体(212)之间形成有一能量转化腔，所述第二转轴(222)、所述第二转轴套(223)、所述旋转齿盘(224)、所述发条(225)、所述压电层(226)和所述撞锤结构(227)均位于所述能量转化腔内；所述第二转轴(222)通过连杆与所述第一转轴(214)转动连接，所述发条(225)的外端和内端分别与所述下壳体(212)和所述第二转轴套(223)连接，所述旋转齿盘(224)与所述第二转轴套(223)固定并在旋转时拨动所述撞锤结构(227)，所述压电层(226)固定在所述底壳(221)内壁并与导线连接以输出电能，所述撞锤结构(227)受到振动时敲打所述压电层(226)，所述压电层(226)受压形变发电。
4.根据权利要求3所述的复合板，其特征在于，所述撞锤结构(227)包括撞锤基座(2271)、撞锤(2272)和撞锤受体(2273)，所述撞锤基座(2271)与所述底壳(221)内壁固定连接，所述撞锤受体(2273)被所述旋转齿盘(224)旋转时拨动，所述撞锤(2272)在所述撞锤结构(227)受到振动时敲打所述压电层(226)。
5.根据权利要求4所述的复合板，其特征在于，所述压电层(226)的数量为两个，两个所述压电层(226)平行设置，并分别与所述撞锤(2272)的顶端和底端接触。
6.根据权利要求2所述的复合板，其特征在于，所述下壳体(212)包括受力壳(2121)和套设在所述受力壳(2121)外侧壁上的从动外壳(2122)；所述受力壳(2121)内壁上设有单向内螺纹，所述上壳体(211)外壁上设有与所述单向内螺纹相匹配的单向外螺纹，所述受力壳(2121)与所述上壳体(211)通过单向螺纹连接。
7.根据权利要求6所述的复合板，其特征在于，所述从动外壳(2122)底部设有通孔，所述第一转轴(214)穿过所述通孔并与所述受力壳(2121)底部连接，所述第一转轴(214)在所述通孔处与所述从动外壳(2122)底部固定连接，所述第一转轴(214)在与所述受力壳(2121)底部的连接处套设有单向轴承(2123)，所述受力壳(2121)通过所述单向轴承(2123)带动所述从动外壳(2122)转动。
8.根据权利要求3所述的复合板，其特征在于，所述上承压板(1)和所述下承压板(3)之间还设有支撑架(5)，所述支撑架(5)与所述底壳(221)固定连接。
9.根据权利要求8所述的复合板，其特征在于，所述支撑架(5)与所述减震发电结构(2)的数量均为多个，多个所述支撑架(5)和多个所述减震发电结构(2)间隔分布在所述上承压板(1)和所述下承压板(3)之间。
10.根据权利要求1所述的复合板，其特征在于，所述上承压板(1)外侧贴合有装饰板(4)。。
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2018
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