一种双通道压力发电井盖装置的制作方法

本发明涉及一种双通道压力发电井盖装置，属于智慧城市领域。

背景技术：

城市基础建设快速进行，城市中出现越来越多的井盖，这些井盖通常处于道路当中，每天承受着车辆及行人的碾压。与此同时在井盖的下面是下水道，下水道内有大量需要监测的数据，相关部门通过铺设电缆或者无线传感器的方式监测地下数据，铺设电缆可以解决传感器供能的问题，但是也增加地下线路的复杂性，无线传感器可以解决地下线路复杂的问题还可以快速地监测数据，但是无线传感器使用一段时间后就没有能量，这样不但增加维护成本，还会造成监视空洞。因此我们设计一种双通道压力发电井盖装置，这种双通道压力发电井盖可以将道路上的碾压产生的机械能转换成电能，并通过稳压整流电路将电能储存在电池当中，解决无线传感器供电的问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：本发明提供一种双通道压力发电井盖装置，本发明主要是解决城市下水道无线传感器供能不足的问题。

本发明技术方案是：一种双通道压力井盖实时发电嵌入式控制装置，其特征在于：包括压力发电井盖模块和储电模块，其中压力发电井盖模块受到压力作用之后将机械能转换成电能并通过储电模块将电能储存；

所述压力发电井盖模块包括井盖顶座1、井盖弹簧2、万向轴3、上舱活塞4、上舱5、上舱弹簧6、管道7、叶片式发电机、单向阀、下舱弹簧10、下舱11、下舱活塞12和腔体13，其中井盖顶座1两端通过井盖弹簧2与下方的腔体13相连，腔体13上部和下部分别固定有上舱5和下舱11，上舱5和下舱11之间通过管道7连通，管道7上连有叶片式发电机和单向阀；井盖顶座1中部通过万向轴3与上舱5内的上舱活塞4相连，上舱活塞4底部连有上舱弹簧6，上舱弹簧6固定在上舱5的内部底面上；下舱11内设有下舱活塞12，下舱活塞12上方与下舱弹簧10相连，下舱弹簧10固定在下舱11的内部顶面上。

优选的，所述储电模块包括发电机、整流电路和稳压电路，其中整流电路和稳压电路包括二极管vd1、二极管vd2、二极管vd3、二极管vd4、二极管vd5、二极管vd6、二极管vd7、二极管vd8、电容c1、电容c2、电池battery、电阻r1、发光二极管led和芯片lm7805；发电机的三相中l1分别连接二极管vd1的负极和二极管vd4的正极，l2相分别连接二极管vd2的负极和二极管vd5的正极，l3相分别连接二极管vd3的负极和二极管vd6的正极，二极管vd1、二极管vd2和二极管vd3的负极均与芯片lm7805的1号端口相连接，同时还与电容c1的一端相连，二极管vd4、二极管vd5和二极管vd6的正极均芯片lm7805的2号端口与相连接，同时还与电容c1的另一端相连，芯片lm7805的2号端口还接电容c2的一端，芯片lm7805的3号端口接电容c2的另一端和二极管vd7的负极，二极管vd7的正极与电阻r1的一端相连，电阻r1的另一端与发光二极管led的负极相连，发光二极管led的另一端与芯片lm7805的2号端口相连，二极管vd7的正极还与二极管vd8的负极相连，二极管vd8的正极与电池的正极端相连，电池的负极接芯片lm7805的2号端口。

本发明的工作原理：本发明中的双通道压力发电井盖装置的发电井盖部分可以将道路上常见的碾压产生的机械能转换成电能，并通过稳压整流电路将电能储存在电池当中，供无线传感器使用。

本发明的有益效果是：该发明可以将道路中的闲置机械能资源利用起来，将道路上常见的碾压产生的机械能转换成电能并将电能储存，同时该发明通过双通道设计，可以将发电效率提高一倍，解决道路中无线传感器持续供能问题，为智慧城市建设提供了一种有益的方法。

附图说明

图1是本发明的发电井盖的结构图；

图2是本发明的储能模块的电路图；

图中各标号：1-井盖顶座、2-井盖弹簧、3-万向轴、4-上舱活塞、5-上舱、6-上舱弹簧、7-管道、8-1-叶片式发电机ⅰ、8-2-叶片式发电机ⅱ、9-1-单向阀ⅰ、9-2单向阀ⅱ、10-下舱弹簧、11-下舱、12-下舱活塞、13-腔体。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。

实施例1：本发明提供一种一种双通道压力井盖实时发电嵌入式控制装置，包括压力发电井盖模块和储电模块，其中压力发电井盖模块受到压力作用之后将机械能转换成电能并通过储电模块将电能储存。

如图1所示，其中压力发电井盖模块包括井盖顶座1、井盖弹簧2、万向轴3、上舱活塞4、上舱5、上舱弹簧6、管道7、叶片式发电机、单向阀、下舱弹簧10、下舱11、下舱活塞12和腔体13，其中井盖顶座1两端通过井盖弹簧2与下方的腔体13相连，腔体13上部和下部分别固定有上舱5和下舱11，上舱5和下舱11之间通过管道7连通，管道7上连有叶片式发电机和单向阀；井盖顶座1中部通过万向轴3与上舱5内的上舱活塞4相连，上舱活塞4底部连有上舱弹簧6，上舱弹簧6固定在上舱5的内部底面上；下舱11内设有下舱活塞12，下舱活塞12上方与下舱弹簧10相连，下舱弹簧10固定在下舱11的内部顶面上。

其中，上舱5和下舱11之间通过两根平行设置的管道7连通，一根管道7上设有单向阀ⅰ9-1和叶片式发电机ⅰ8-1，另一根管道7上设有单向阀ⅱ9-2和叶片式发电机ⅱ8-2。当物体通过井盖时，物体给井盖顶座1一个向下的压力，之后井盖顶座1作为机械能的承受板，还作为压力的传输中介，将压力通过万向轴3传输至上舱活塞4，之后上舱活塞4压缩上舱弹簧6，此时上舱5内的液体被挤压至管道7，去程时，单向阀ⅰ9-1打开，液体通过单向阀ⅰ9-1之后推动叶轮式发电机ⅰ8-1转动发电，液体进入下舱11，体积的变化导致下舱弹簧10拉伸，推动下舱活塞12向下运动；井盖顶座1受到压力的同时将压力作用在井盖上时，压缩井盖弹簧2，直至极限位置就停止下压运动。回程时，下舱弹簧10回缩，拉动下舱活塞12向上运动，同时上舱弹簧6和井盖弹簧2向上伸展，在这些力的作用下，此时下舱11内的液体被挤压至管道7，回程时，单向阀ⅱ9-2打开，液体通过单向阀ⅱ9-2之后推动叶轮式发电机ⅱ8-2转动发电，液体进入上舱5，等到下舱弹簧10、上舱弹簧6和井盖弹簧2回到平衡位置停止运动。腔体13作为整个装置的支撑结构，保证了各个部件的固定位置，同时还起到内部密封的作用。

通过上述的结构可以高效的将道路中的闲置机械能利用起来，并通过双向的发电设计实现了去程和回程均可发电，如果采取单通道设计成来回均可发电，对于叶轮伤害大，不宜实现，因此双通道的设计提高了发电效率。

实施例2：如图2所示，所述储电模块包括发电机、整流电路和稳压电路，其中整流电路和稳压电路包括二极管vd1、二极管vd2、二极管vd3、二极管vd4、二极管vd5、二极管vd6、二极管vd7、二极管vd8、电容c1、电容c2、电池battery、电阻r1、发光二极管led和芯片lm7805；发电机的三相中l1分别连接二极管vd1的负极和二极管vd4的正极，l2相分别连接二极管vd2的负极和二极管vd5的正极，l3相分别连接二极管vd3的负极和二极管vd6的正极，二极管vd1、二极管vd2和二极管vd3的负极均与芯片lm7805的1号端口相连接，同时还与电容c1的一端相连，二极管vd4、二极管vd5和二极管vd6的正极均芯片lm7805的2号端口与相连接，同时还与电容c1的另一端相连，芯片lm7805的2号端口还接电容c2的一端，芯片lm7805的3号端口接电容c2的另一端和二极管vd7的负极，二极管vd7的正极与电阻r1的一端相连，电阻r1的另一端与发光二极管led的负极相连，发光二极管led的另一端与芯片lm7805的2号端口相连，二极管vd7的正极还与二极管vd8的负极相连，二极管vd8的正极与电池的正极端相连，电池的负极接芯片lm7805的2号端口。

井盖顶座1受到压力后通过叶轮式发电机8产生的电先通过整流电路整流，设置为三相的电路，每一相的电流通过取反的两个二极管后，电流相位及电流书稳定，之后再通过稳压电路，芯片lm7805将整流后的三相电转换成标准的5v电压，此外该电路可通过改变电阻的大小改变稳压后的电压。其中输出电压可以根据需求进行改变，其效果适合不同的工作要求，不仅解决无线传感器供电的问题，而且还可供其他设备使用。

上面结合附图对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。