一种用于压电堆叠发电结构粘结的夹具的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于道路工程施工领域，涉及压电堆叠发电，具体涉及一种用于压电堆叠发电结构粘结的夹具。
【背景技术】
[0002]道路使用寿命内，路面将经受几十万次甚至上亿次车辆轴载的反复作用，致使路面内积存了大量的应变能或动能，并最终以热能形式耗散在路面内部，损伤路面结构。压电振动新型能量采集技术可有效实现道路内部机械能向电能的转换，在提供新型无污染可用能源的同时延长道路使用寿命。
[0003]现有发电路面多借助在路面内埋置单片压电陶瓷片实现机械能到电能的转换，但单片压电陶瓷输出电能高电压、低电流的特性导致输出功率十分微小，难以实现电能的有效采集存储。基于并联原理开发的压电陶瓷堆叠结构则能成倍提升输出电流，增大能量输出量级，适宜作为压电发电路面的能量转换单元。现有压电陶瓷堆叠结构多采用独石共烧工艺制作，通过在压电陶瓷片层间涂刷贵金属内电极材料高温烧结而成，造价昂贵，大规模应用难以实现。而采用电极粘结法将单片压电陶瓷片粘结成为多层压电叠片，可有效简化制作程序，降低生产成本。
[0004]电极粘结法制作压电堆叠结构通过在单片陶瓷片表面均匀涂刷导电胶水，叠放整齐并借助重量块施加粘结压力，在移送烘箱进行烧结时易受外界环境振动干扰导致上下错位。该方法施加的压力难以控制，加工过程中各单片压电陶瓷之间容易错位变形，很难粘为整体，粘结效率低，操作麻烦。
【发明内容】
[0005]针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于，提供一种用于压电堆叠发电结构粘结的夹具，该夹具可施加恒定均匀的竖向压力和侧向约束力，将压电叠片粘结牢固，解决压电堆叠发电结构加工过程中容易错位变形的问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案予以实现:
[0007]—种用于压电堆叠发电结构粘结的夹具，包括烘箱，所述的烘箱相对的侧壁上设置有一对螺纹进给孔，螺纹进给孔上安装有一对能够相对于烘箱的侧壁进给运动的螺旋进给杆；
[0008]螺旋进给杆伸出烘箱侧壁外的一端设置有转动把手，螺旋进给杆伸入烘箱内部的一端固结有竖向设置的柔性圆弧夹片，一对柔性圆弧夹片相对设置用于夹持由多个单片压电陶瓷竖向堆叠形成的压电堆叠结构。
[0009]本实用新型还具有如下区别技术特征:
[0010]所述的柔性圆弧夹片上靠近相对的开口的侧壁上各自相对设置有螺母，每对螺母上安装有紧固螺栓。
[0011]所述的烘箱内部上端固结有水平固定隔板，水平固定隔板中间设置有导向通孔，水平固定隔板上方设置有能够沿着烘箱内侧壁上下运动的压头活动板，压头活动板和水平固定隔板之间安装有复位弹簧；
[0012]压头活动板与烘箱的顶面形成一个密封的气压腔，气压腔通过安装在烘箱外部的气栗供气；
[0013]压头活动板下表面固结有压头，压头穿过导向通孔在压头活动板的带动下相对于水平固定隔板升降运动。
[0014]所述的压头还配套有放置在压头和压电堆叠结构顶面之间的刚性垫片。
[0015]所述的气压腔上设置有出气阀门和气压计，所述的压头活动板和水平固定隔板之间的烘箱侧壁上靠近水平固定隔板的位置设置有通气口。
[0016]本实用新型与现有技术相比，具有如下技术效果:
[0017]本实用新型的夹具可在压电堆叠结构上施加均匀恒定的竖向压力及侧向约束力，有助于压电叠片成型时所有叠片上下齐整并固结为牢固整体，防止错位变形，提高粘结强度，适用不同半径的压电堆叠结构。设计合理，结构简单，操作方便，粘结效率高。防止压电堆叠结构加工过程中错位变形，保证粘结效果，具有重大研究意义。
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型的整体结构示意图。
[0019]图2是本实用新型的柔性圆弧夹片的结构示意图。
[0020]图3是单片压电陶瓷的结构示意图。
[0021 ]图4是压电堆叠结构的结构示意图。
[0022]图中各个标号的含义为:1_烘箱，2-螺纹进给孔，3-螺旋进给杆，4-转动把手，5-柔性圆弧夹片，6-单片压电陶瓷，7-压电堆叠结构，8-螺母，9-紧固螺栓，10-水平固定隔板，11-导向通孔，12-压头活动板，13-复位弹簧，14-气压腔，15-气栗，16-压头，17-刚性垫片，18-出气阀门，19-气压计，20-通气口。
[0023]以下结合附图对本实用新型的具体内容作进一步详细解释说明。
【具体实施方式】
[0024]以下给出本实用新型的具体实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。
[0025]实施例1:
[0026]遵从上述技术方案，如图1至图4所示，本实施例给出一种用于压电堆叠发电结构粘结的夹具，包括烘箱1，所述的烘箱1相对的侧壁上设置有一对螺纹进给孔2，螺纹进给孔2上安装有一对能够相对于烘箱1的侧壁进给运动的螺旋进给杆3;
[0027]螺旋进给杆3伸出烘箱1侧壁外的一端设置有转动把手4，螺旋进给杆3伸入烘箱1内部的一端固结有竖向设置的柔性圆弧夹片5，一对柔性圆弧夹片5相对设置用于夹持由多个单片压电陶瓷6竖向堆叠形成的压电堆叠结构7。
[0028]所述的柔性圆弧夹片5上靠近相对的开口的侧壁上各自相对设置有螺母8，每对螺母8上安装有紧固螺栓9。
[0029]所述的烘箱1内部上端固结有水平固定隔板10，水平固定隔板10中间设置有导向通孔11，水平固定隔板10上方设置有能够沿着烘箱1内侧壁上下运动的压头活动板12，压头活动板12和水平固定隔板10之间安装有复位弹簧13;
[0030]压头活动板12与烘箱1的顶面形成一个密封的气压腔14，气压腔14通过安装在烘箱1外部的气栗15供气；
[0031]压头活动板12下表面固结有压头16，压头16穿过导向通孔11在压头活动板12的带动下相对于水平固定隔板10升降运动。
[0032]所述的压头16还配套有放置在压头16和压电堆叠结构7顶面之间的刚性垫片17。
[0033]所述的气压腔14上设置有出气阀门18和气压计19，所述的压头活动板12和水平固定隔板10之间的烘箱1侧壁上靠近水平固定隔板10的位置设置有通气口 20。
[0034]本实用新型的夹具的使用过程中如下所述:
[0035]将每个单片压电陶瓷6去污、擦拭剂擦净并烘干，采用丝网印刷方法将胶水均匀涂覆于单片压电陶瓷6表面，然后按照叠放数量要求将单片压电陶瓷6叠放整齐，形成压电堆叠结构7。接着打开烘箱1的盖子，将压电堆叠结构7放入烘箱1内，对准压头16，再把刚性垫片17放在压电堆叠结构7上。
[0036]通过转动把手4旋转螺旋进给杆3，使两个柔性圆弧夹片5包裹压电堆叠结构7，并用紧固螺栓9连接两个柔性圆弧夹片5端部的螺母8，施加侧向约束力进一步将压电堆叠结构7粘结牢固。
[0037]关闭出气阀门18，通过气栗15向气压腔14内加气，气压推动压头活动板12带动压头16向下运动施加压力。观察气压计19，调节气压腔14内的气压，从而调节压头16施加到压电堆叠结构7上的恒定压力的大小。通过同时施加均匀恒定竖向压力和侧向约束力，将单片压电陶瓷6牢固粘结为整体，形成一个压电堆叠结构7，使其在加工过程中不错位变形。
【主权项】
1.一种用于压电堆叠发电结构粘结的夹具，包括烘箱(1)，其特征在于:所述的烘箱(1)相对的侧壁上设置有一对螺纹进给孔(2)，螺纹进给孔(2)上安装有一对能够相对于烘箱(1)的侧壁进给运动的螺旋进给杆(3); 螺旋进给杆(3)伸出烘箱(1)侧壁外的一端设置有转动把手(4)，螺旋进给杆(3)伸入烘箱(1)内部的一端固结有竖向设置的柔性圆弧夹片(5)，一对柔性圆弧夹片(5)相对设置用于夹持由多个单片压电陶瓷(6)竖向堆叠形成的压电堆叠结构(7)。2.如权利要求1所述的夹具，其特征在于:所述的柔性圆弧夹片(5)上靠近相对的开口的侧壁上各自相对设置有螺母(8)，每对螺母(8)上安装有紧固螺栓(9)。3.如权利要求1所述的夹具，其特征在于:所述的烘箱(1)内部上端固结有水平固定隔板(10)，水平固定隔板(10)中间设置有导向通孔(11)，水平固定隔板(10)上方设置有能够沿着烘箱(1)内侧壁上下运动的压头活动板(12)，压头活动板(12)和水平固定隔板(10)之间安装有复位弹簧(13); 压头活动板(12)与烘箱(1)的顶面形成一个密封的气压腔(14)，气压腔(14)通过安装在烘箱(1)外部的气栗(15)供气； 压头活动板(12)下表面固结有压头(16)，压头(16)穿过导向通孔(11)在压头活动板(12)的带动下相对于水平固定隔板(10)升降运动。4.如权利要求3所述的夹具，其特征在于:所述的压头(16)还配套有放置在压头(16)和压电堆叠结构(7)顶面之间的刚性垫片(17)。5.如权利要求3所述的夹具，其特征在于:所述的气压腔(14)上设置有出气阀门(18)和气压计(19)，所述的压头活动板(12)和水平固定隔板(10)之间的烘箱(1)侧壁上靠近水平固定隔板(10)的位置设置有通气口(20)。
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于压电堆叠发电结构粘结的夹具，包括烘箱，所述的烘箱相对的侧壁上设置有一对螺纹进给孔，螺纹进给孔上安装有一对能够相对于烘箱的侧壁进给运动的螺旋进给杆；螺旋进给杆伸出烘箱侧壁外的一端设置有转动把手，螺旋进给杆伸入烘箱内部的一端固结有竖向设置的柔性圆弧夹片，一对柔性圆弧夹片相对设置用于夹持由多个单片压电陶瓷竖向堆叠形成的压电堆叠结构。本实用新型的夹具可在压电堆叠结构上施加均匀恒定的竖向压力及侧向约束力，有助于压电叠片成型时所有叠片上下齐整并固结为牢固整体，防止错位变形，提高粘结强度，适用不同半径的压电堆叠结构。
【IPC分类】H01L41/47, H01L41/277
【公开号】CN205122644
【申请号】CN201520944508
【发明人】王朝辉, 殷卫永, 李彦伟, 石鑫, 高志伟, 封栋杰
【申请人】长安大学
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年11月24日