本发明涉及立体车库安全防护技术领域，具体涉及一种基于压电发电机的立体车库导正装置。
背景技术：
在立体车库上对于车辆停靠位置与车重情况等信息进行检测上传网络从而实时确保立体车库内车辆的安全停靠以及车库正常运行具有重要意义。
随着时代的发展，人们生活水平的提高，在交通出行上日益选择小型轿车出行，但是在车位提高问题上日益困难，立体车库的产生，降低了车辆的用地规模，而且能够大批量地停靠汽车，是现在大城市发展的趋势处在。但在车位停靠以及车重的检测问题上，还是依靠传统的外部通电设备，这就需要消耗大量的能量，这种状况与现在可持续发展相违背，利用压电、摩擦电等小型器件发电机的自发电设备，越来越成为人们的关注点。
在现有技术中，立体车库对车辆停靠位置以及车重进行检测主要依靠外部通电，一方面，供电设备本身需要一定的成本投入且对于供电设备的维护和管理也增大了传感器成本负担。采用无需外接电源或电池的自驱动传感器以及可以同时对车辆停靠位置和车重情况进行检测的传感器对于立体车库检测具有重要作用。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有的不足，本发明提供一种能够自供电的基于压电发电机的立体车库导正装置。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种基于压电发电机的立体车库导正装置，包括布设在立体车库内的载车板，还包括分别沿载车板上表面布设的压电发电机组和载车板后部的指示灯组；
所述载车板后部下表面布设有无线发射装置、无线接收装置和蓄电池；
所述压电发电机组包括两个横向布设的压电发电机本体和两个纵向布设的压电发电机本体，所述压电发电机本体与无线发射装置和蓄电池电连接；
所述指示灯组包括警示灯和方向灯组，所述方向灯组包括前指示灯、后指示灯、左指示灯和右指示灯，所述警示灯和方向灯组均与无线接收装置和蓄电池电连接。
进一步地，所述立体车库导正装置外设有信号处理装置，所述信号处理装置分别与无线发射装置和无线接收装置数据连接。
进一步地，所述两个横向布设的压电发电机本体和两个纵向布设的压电发电机本体均为平行布设，两个纵向布设的压电发电机本体沿载车板纵向中心线对称布设。
进一步地，所述压电发电机本体包括从下到上依次粘接的基底、下电极、固态柔性复合膜、上电极和聚酰亚胺薄膜。
进一步地，所述基底为柔性聚酰亚胺基底。
进一步地，所述下电极和上电极均为铜胶带。
进一步地，所述压电发电机本体的制作包括以下步骤：
1)将基底清洗干净，在其上贴置下电极，在下电极上引出导线，作为压电发电机本体的负极输出端；
2)通过匀胶机在下电极的上表面均匀旋涂非固态柔性复合物；
3)将旋涂有非固态柔性复合物的下电极和基底放在真空干燥箱中脱气，然后加热固化，非固态柔性复合物固化后形成固态柔性复合膜；
4)在固态柔性复合膜上表面贴置上电极，在上电极上引出导线，作为压电发电机本体的正极输出端；
5)剪取与基底形状相同的聚酰亚胺薄膜，将其粘贴在上电极的上表面，然后放入高压极化装置中，进行极化处理，极化处理24小时后，取出，将其正极输出端和负极输出端相连接，静置48小时，即得压电发电机本体。
进一步地，所述非固态柔性复合物的制备包括以下步骤：
将无铅无机压电陶瓷研磨成微纳米颗粒；
将微纳米颗粒与聚二甲基硅氧烷溶液搅拌均匀，获得非固态柔性复合物。
进一步地，所述无铅无机压电陶瓷的化学式为0.96(k0.48na0.52)(nb0.95sb0.05)o2.96-0.04bi0.5(na0.82k0.18)0.5zro3。
本发明的有益效果是：
1.本发明的压电发电机将车辆经过产生的机械力产生电能和电信号并将电能存储在蓄电池中为无线发射装置进行供电，并通过无线发射装置将车辆停靠时压电发电机产生的电信号发送至信号处理装置，信号处理装置检测和分析电信号，获得立体车库内车辆信息，可以实时得到立体车库内车辆的重量以及停靠情况。本发明在立体车库载车板上不需要外接电源，降低了成本并减少了很多设备维护的负担。
2.本发明制备的压电发电机为柔性器件，制作简便，成本较低，使用方便，由于其无铅特性具有很好的环境兼容性。
3.本发明的载车板的上表面布设有压电发电机组，纵向布设的压电发电机和横向布设的压电发电机能分别检测车辆在载车板上的左右位置和前后位置，并能判断车辆是否超重，大大提升了立体车库的安全性能。
4.本发明的载车板后部布设有指示灯组，能依据压电发电机组产生的电信号，对入库车辆进行指示，方便人员停车入库。
5.本发明的压电发电机采用的无铅无机压电陶瓷为0.96(k0.48na0.52)(nb0.95sb0.05)o2.96-0.04bi0.5(na0.82k0.18)0.5zro3，产生的电压信号较一般压电发电机信号较大，更易被无线发射装置捕捉到，大大增加了实时检测车辆信息的实用性。
附图说明
图1是本发明一种基于压电发电机的立体车库导正装置的结构示意图。
图2是本发明一种基于压电发电机的立体车库导正装置的图1的侧视图。
图3是本发明一种基于压电发电机的立体车库导正装置的指示灯组的结构示意图。
图4是本发明一种基于压电发电机的立体车库导正装置的压电发电机的结构示意图。
图5是本发明一种基于压电发电机的立体车库导正装置的压电发电机的扫描电镜图，图中pdms为美国道康宁生产的型号dc184的聚二甲基硅氧烷溶液，kapton为美国杜邦公司生产的聚酰亚胺薄膜材料。
图6是本发明一种基于压电发电机的立体车库导正装置的压电发电机输出电压与压力之间的关系图。
图7是本发明一种基于压电发电机的立体车库导正装置的电气连接示意图。
附图中标号为：1为载车板，2为压电发电机本体，4为指示灯组，5为无线发射装置，6为无线接收装置，7为蓄电池，8为信号处理装置，9为基底，10为下电极，11为固态柔性复合膜，12为上电极，13为聚酰亚胺薄膜，401为警示灯，402为前指示灯，403为后指示灯，404为左指示灯，405为右指示灯。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细描述。
如图1～图7所示，一种基于压电发电机的立体车库导正装置，包括布设在立体车库内的载车板1，还包括分别沿载车板1上表面布设的压电发电机组和载车板1后部的指示灯组4；
所述载车板1后部下表面布设有无线发射装置5、无线接收装置6和蓄电池7；无线发射装置5和无线接收装置6采用无线蓝牙传输、gprs无线传输和485无线传输中的一种或多种；
所述压电发电机组包括两个横向布设的压电发电机本体2和两个纵向布设的压电发电机本体2，所述压电发电机本体2与无线发射装置5和蓄电池7电连接；
所述指示灯组4包括警示灯401和方向灯组，所述方向灯组包括前指示灯402、后指示灯403、左指示灯404和右指示灯405，所述警示灯401和方向灯组均与无线接收装置6和蓄电池7电连接。
所述立体车库导正装置外设有信号处理装置8，所述信号处理装置8分别与无线发射装置5和无线接收装置6数据连接；信号处理装置8为电脑。
所述两个横向布设的压电发电机本体2和两个纵向布设的压电发电机本体2均为平行布设，两个纵向布设的压电发电机本体2沿载车板1纵向中心线对称布设。
所述压电发电机本体2包括从下到上依次粘接的基底9、下电极10、固态柔性复合膜11、上电极12和聚酰亚胺薄膜13。
所述基底9为柔性聚酰亚胺基底。
所述下电极10和上电极12均为铜胶带。
所述压电发电机本体2的制作包括以下步骤：
1)将基底9清洗干净，在其上贴置下电极10，在下电极10上引出导线，作为压电发电机本体2的负极输出端；
2)通过匀胶机在下电极10的上表面均匀旋涂非固态柔性复合物；匀胶机转速采用500r/s，匀胶时间为18s；
3)将旋涂有非固态柔性复合物的下电极10和基底9放在真空干燥箱中脱气，然后加热固化，非固态柔性复合物固化后形成固态柔性复合膜11；固化温度为80℃，固化时间为2h；
4)在固态柔性复合膜11上表面贴置上电极12，在上电极12上引出导线，作为压电发电机本体2的正极输出端；
5)剪取与基底9形状相同的聚酰亚胺薄膜13，将其粘贴在上电极12的上表面，然后放入高压极化装置中，进行极化处理，逐步提高电压至10kv/mm，极化处理24小时后，取出，将其正极输出端和负极输出端相连接，静置48小时，即得压电发电机本体2。
所述非固态柔性复合物的制备包括以下步骤：
将无铅无机压电陶瓷研磨成微纳米颗粒；
将微纳米颗粒与聚二甲基硅氧烷溶液搅拌均匀，获得非固态柔性复合物。聚二甲基硅氧烷溶液为美国道康宁生产的型号dc184的聚二甲基硅氧烷溶液(pdms)，聚二甲基硅氧烷溶液中聚二甲基硅氧烷和固化剂的重量比例为10：1。
所述无铅无机压电陶瓷的化学式为0.96(k0.48na0.52)(nb0.95sb0.05)o2.96-0.04bi0.5(na0.82k0.18)0.5zro3。
采用0.96(k0.48na0.52)(nb0.95sb0.05)o2.96-0.04bi0.5(na0.82k0.18)0.5zro3的无铅无机压电陶瓷具有良好的压电性质，当压电发电机本体2收到一定的外加压力，导致其固态柔性复合膜11发生形变，使其内部由于应变作用产生一个压电势，由于感应电荷的存在，这个压电场会在上电极12和下电极10表面产生电场差，这个电势差会使驱动外电路的电子从一端流向另一端电极，从而形成电流，直至其电极上积累的电子与压电场达到平衡，而当外部压力消失的时候，其压电电场形成的电势差就会消失，其中一个电极上积累的电子就会反流，这样就形成一个交流的电流信号。而在实际运用中，由于车辆经过以及停靠时都会产生的压力，从而使压电发电机本体2在上电极12和下电极10之间产生电压信号，此方法制备的压电发电机具有机械性能良好，高电压输出等优点，其能保持在很大的应变条件下而稳定工作。
无铅无机压电陶瓷采用常用材料与采用0.96(k0.48na0.52)(nb0.95sb0.05)o2.96-0.04bi0.5(na0.82k0.18)0.5zro3的输出电压结果对比，如下表：
表1不同压电材料的输出电压对比表
本发明的压电发电机的输出电压明显高于其他常用材料的压电发电机。
图6中所示的压电发电机输出电压与压力之间的关系图，其关系式为：v＝1.35+1.68f，其中v为电压，f为压力。
入库车辆对压电发电机组进行碾压从而产生电信号，纵向布设的压电发电机本体2和横向布设的压电发电机本体2分别用来检测车辆左右位置和前后位置。当车辆行驶进入车库的标定位置，如果超出立体车库安全标定范围，车轮会随机碾压布设在载车板1上表面的压电发电机组，产生信号，发送至信号处理装置8，从而根据事先设定的参数来获得车辆偏离情况从而反馈至指示灯组4，提醒车辆进行调整。
车辆车轮碾压压电发电机组时，其产生的电信号反馈到信号处理装置8中，显示汽车向何种方向偏离，只有当压电发电机组不产生信号时，检测装置才会判断其停靠位置安全。
车辆入库时，车辆经过载车板1入口处的横向布设的压电发电机本体2，因其不同的车辆重量不一样，其对横向布设的压电发电机本体2所施加的压力也不同，从而带来的形变也不相同，因此横向布设的压电发电机本体2产生的电压信号的强弱也不相同。检测车辆的重量的时候，可以根据压电发电机电压信号的强弱进行检测。事先在信号处理装置8中设置不同压电信号对应的车辆重量，将其储存起来以备实际测量时应用。将其车辆经过后的信号与事先预设好后的数据相比较，从而获得车辆的重量，从而判断是否超重。
以上所述之实施例，只是本发明的较佳实施例而已，并非限制本发明的实施范围，故凡依本发明专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明申请专利范围内。