一種基于壓電材料的自發(fā)電旅行箱的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于壓電材料的自發(fā)電旅行箱，該自發(fā)電旅行箱包括旅行箱箱體、旅行箱箱輪、拉桿、壓電發(fā)電裝置等；壓電發(fā)電裝置位于箱體底部，由壓電發(fā)電結(jié)構(gòu)、軸、軸承、軸承支座、整流器、蓄電池、導(dǎo)線等組成；壓電發(fā)電結(jié)構(gòu)由凸輪、壓電片、懸臂梁組成，懸臂梁采用彈性模量較好的鋁片或合金材料并固定于箱體上，壓電片固定于懸臂梁固定端，凸輪安裝在軸上，軸與旅行箱箱輪連接。當(dāng)旅行箱箱輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)軸及安裝于軸上的凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪使懸臂梁產(chǎn)生形變，從而使壓電片形變產(chǎn)生電量，并通過(guò)整流器處理后儲(chǔ)存于蓄電池中，為旅行中的人們?cè)诩毙璩潆姇r(shí)為電子產(chǎn)品提供電量。本發(fā)明將人們?cè)诼猛局欣瓌?dòng)旅行箱時(shí)的機(jī)械能收集起來(lái)，儲(chǔ)存和利用，具有清潔、持久、方便快捷的特點(diǎn)，解決了外出時(shí)充電不便的問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】—種基于壓電材料的自發(fā)電旅行箱
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及新型能源器件的機(jī)械【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種基于壓電材料的自發(fā)電旅行箱，用來(lái)解決人們?cè)谕獬雎眯袝r(shí)充電不便的問(wèn)題。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著手機(jī)、電腦等高端電子設(shè)備的普及以及人們的頻繁出行，電子設(shè)備的電量的充足與否成為出行時(shí)一件非常重要的事。當(dāng)人們?cè)谕獬霾罨蚵糜螘r(shí)電子設(shè)備電池沒電，而又沒有攜帶備用電池，會(huì)給人的生活帶來(lái)極大不便。因此，使人們隨時(shí)隨地都能夠方便充電成為了一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。
[0003]壓電材料是受到壓力作用時(shí)會(huì)在兩端面間出現(xiàn)電壓的晶體材料。而壓電發(fā)電則是利用壓電材料的正壓電效應(yīng)將機(jī)械振動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，從而將如人體走路的踩踏、機(jī)械振動(dòng)，甚至噪音等形式的振動(dòng)能量收集起來(lái)，經(jīng)過(guò)能量轉(zhuǎn)換——整流——存儲(chǔ)——供電等諸多環(huán)節(jié)，應(yīng)用于生活。壓電發(fā)電具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、不發(fā)熱、無(wú)電磁干擾、無(wú)污染和易于實(shí)現(xiàn)小型化和集成化等優(yōu)點(diǎn)，并因能滿足低耗能產(chǎn)品的電能需求而成為目前研究的熱點(diǎn)之一。
[0004]目前已有一些基于壓電材料的產(chǎn)品專利，如專利號(hào)為CN103628381提出一種基于壓電材料的發(fā)電地板、專利號(hào)為CN102957339提出基于壓電材料的水下生物機(jī)器魚系統(tǒng)供能裝置等，但基于壓電材料的自發(fā)電旅行箱尚未被研究。本發(fā)明提出一種自發(fā)電旅行箱，能夠?qū)⑼蟿?dòng)旅行箱時(shí)產(chǎn)生的機(jī)械能高效利用，解決外出時(shí)充電不便的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于解決人們外出旅行時(shí)充電不便的問(wèn)題，提出一種基于壓電材料的自發(fā)電旅行箱，能夠收集拉動(dòng)箱子產(chǎn)生的機(jī)械能，并將其轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存起來(lái)為電子設(shè)備充電，以解決人們外出旅行時(shí)充電不便的問(wèn)題。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0007]本發(fā)明基于壓電材料的自發(fā)電旅行箱，其特征在于包括旅行箱箱體，旅行箱箱輪，拉桿，壓電發(fā)電裝置等；壓電發(fā)電裝置位于箱體底部，由壓電發(fā)電結(jié)構(gòu)、軸、軸承、軸承支座、整流器、蓄電池、導(dǎo)線組成；壓電發(fā)電結(jié)構(gòu)由凸輪、壓電片、懸臂梁組成，懸臂梁采用彈性模量較好的鋁片或合金材料并固定于箱體上，壓電片固定于懸臂梁固定端，凸輪安裝在軸上；軸與旅行箱箱輪連接，旅行箱箱輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)軸及安裝于軸上的凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪使懸臂梁產(chǎn)生形變，從而使壓電片形變產(chǎn)生電量，并通過(guò)整流器處理后儲(chǔ)存于蓄電池中。
[0008]上述壓電發(fā)電結(jié)構(gòu)至少一個(gè)，其結(jié)構(gòu)相同，由懸臂梁、壓電片、凸輪組成。
[0009]上述壓電發(fā)電結(jié)構(gòu)，其特征在于安裝于軸上的凸輪可隨旅行箱箱輪同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪使懸臂梁產(chǎn)生形變，懸臂梁固定端應(yīng)力集中，應(yīng)力最大，壓電片放于懸臂梁固定端，壓電片產(chǎn)生較大的形變產(chǎn)生電量，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。
[0010]上述壓電發(fā)電結(jié)構(gòu)中壓電片的壓電材料可采用壓電陶瓷或者壓電復(fù)合材料或者壓電聞分子材料等。[0011]上述整流器，其特征在于安裝于旅行箱箱體內(nèi)，利用導(dǎo)線一端與蓄電池相連接，另一端與壓電片相連接，對(duì)壓電發(fā)電結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的電能進(jìn)行變換，對(duì)蓄電池的充電電壓和電流進(jìn)行控制。
[0012]上述蓄電池，其特征在于蓄電池可安裝于旅行箱箱體內(nèi)，也可從旅行箱箱體內(nèi)取出；蓄電池通過(guò)導(dǎo)線與整流器相連接，蓄電池配置有USB插口，通過(guò)USB插口為電子設(shè)備供電，也可通過(guò)USB插口對(duì)蓄電池充電。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:
[0014](I)將人們?cè)诼猛局欣瓌?dòng)旅行箱時(shí)的機(jī)械能收集起來(lái)，儲(chǔ)存和利用，具有清潔、持久、方便快捷的特點(diǎn)。
[0015](2)為旅行中的人們提供了新的能量來(lái)源，可在急需時(shí)為電子產(chǎn)品提供電量。
[0016](3)由于壓電發(fā)電屬于介質(zhì)發(fā)電模式，所以發(fā)電結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，具有廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域空間。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是自發(fā)電旅行箱的整體結(jié)構(gòu)圖；
[0018]圖2是壓電發(fā)電裝置剖視圖，顯示了壓電發(fā)電裝置的組成部件，以及各部件之間的連接；
[0019]圖3是懸臂梁結(jié)構(gòu)圖；
[0020]圖4是壓電片的結(jié)構(gòu)圖；
[0021 ] 附圖中:I旅行箱箱體，2旅行箱箱輪，3拉桿，4電池蓋，5壓電片，6懸臂梁，7軸，8凸輪，9軸承，10軸承支座，11導(dǎo)線，12整流器，13蓄電池，14USB插口 A、USB插口 B，15壓電發(fā)電結(jié)構(gòu)，16壓電發(fā)電裝置
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0023]如圖1所示，本發(fā)明主要由旅行箱箱體1、旅行箱箱輪2、拉桿3、壓電發(fā)電裝置16等組成。
[0024]如圖2所示，壓電發(fā)電裝置16位于旅行箱箱體I底部，由壓電發(fā)電結(jié)構(gòu)15、軸7、軸承9、軸承支座10、導(dǎo)線11、整流器12、蓄電13、USB插口 14A、USB插口 14B等組成。
[0025]壓電發(fā)電結(jié)構(gòu)由壓電片5、懸臂梁6、凸輪8組成，凸輪8安裝在軸7上，軸7旅行箱箱輪3連接，旅行箱箱輪3轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)7及安裝于軸7上的凸輪8轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪8的轉(zhuǎn)動(dòng)使懸臂梁6產(chǎn)生形變，從而使壓電片5形變，兩端產(chǎn)生電位差并產(chǎn)生電流，電流通過(guò)導(dǎo)線11先輸入到整流器12，再由整流器12的電流輸出端輸出直流電，儲(chǔ)存于蓄電池13中。通過(guò)導(dǎo)線11向外輸出電流，為電子設(shè)備供電。懸臂梁5采用彈性模量較好的鋁片或合金材料，并固定于旅行箱箱體I上。
[0026]如圖3所示，壓電片5固定于懸臂梁6根部，上下均有；
[0027]如圖4所示，壓電片5的結(jié)構(gòu)為壓電材料夾于上下兩片金屬片中。
[0028]本發(fā)明的使用工作原理如下:
[0029]如圖1所示，打開旅行箱箱體I背部的電池蓋4，將蓄電池13固定在旅行箱箱體I內(nèi)，蓋好電池蓋4 ;抽出拉桿3，使旅行箱箱體I與地面成一角度，通過(guò)拉桿3拖動(dòng)旅行箱在地面上滑動(dòng)。
[0030]如圖2所示,拖動(dòng)旅行箱時(shí),旅行箱箱輪2轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)軸7及安裝于軸7上的凸輪8轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪8的轉(zhuǎn)動(dòng)使懸臂梁6產(chǎn)生形變，從而使壓電片5形變，兩端產(chǎn)生電位差并產(chǎn)生電流，電流通過(guò)導(dǎo)線11先輸入到整流器12，再由整流器12的電流輸出端輸出直流電，儲(chǔ)存于蓄電池13中。將電子設(shè)備數(shù)據(jù)線上的USB插入蓄電池USB插口 14A內(nèi)，或直接將電子設(shè)備數(shù)據(jù)線上的USB插入電池蓋USB插口 14B內(nèi)，即可為電子設(shè)備充電。當(dāng)不用旅行箱時(shí)，可推開旅行箱箱體I背部的電池蓋，將蓄電池13取出，并通過(guò)USB插口 14A，將蓄電池13接入外部電源，對(duì)蓄電池進(jìn)行充電。
[0031]上述【具體實(shí)施方式】用來(lái)解釋說(shuō)明本發(fā)明，而不是對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制，在本發(fā)明的精神和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，凡對(duì)本發(fā)明采取等同替換或等效變換所獲得的技術(shù)方案，都落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.基于壓電材料的自發(fā)電旅行箱，其特征在于包括旅行箱箱體，旅行箱箱輪，拉桿，壓電發(fā)電裝置等；壓電發(fā)電裝置位于箱體底部，由壓電發(fā)電結(jié)構(gòu)、軸、軸承、軸承支座、整流器、蓄電池、導(dǎo)線組成；壓電發(fā)電結(jié)構(gòu)由凸輪、壓電片、懸臂梁組成，懸臂梁采用彈性模量較好的鋁片或合金材料并固定于箱體上，壓電片固定于懸臂梁固定端，凸輪安裝在軸上，軸與旅行箱箱輪連接，旅行箱箱輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)軸及安裝于軸上的凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪使懸臂梁產(chǎn)生形變，從而使壓電片形變產(chǎn)生電量，并通過(guò)整流器處理后儲(chǔ)存于蓄電池中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于壓電材料的自發(fā)電旅行箱，其特征在于，壓電發(fā)電結(jié)構(gòu)至少一個(gè)，其結(jié)構(gòu)相同，由懸臂梁、壓電片、凸輪組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電發(fā)電結(jié)構(gòu)，其特征在于安裝于軸上的凸輪可隨旅行箱箱輪同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪使懸臂梁產(chǎn)生形變，懸臂梁固定端應(yīng)力集中，應(yīng)力最大，壓電片放于懸臂梁固定端，壓電片產(chǎn)生較大的形變產(chǎn)生電量，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于壓電材料的自發(fā)電旅行箱，其特征在于壓電發(fā)電結(jié)構(gòu)中壓電片的壓電材料可采用壓電陶瓷或者壓電復(fù)合材料或者壓電高分子材料等。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于壓電材料的自發(fā)電旅行箱，其特征在于，整流器安裝于旅行箱箱體內(nèi)，利用導(dǎo)線一端與蓄電池相連接，另一端與壓電片相連接，對(duì)壓電發(fā)電結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的電能進(jìn)行變換，對(duì)蓄電池的充電電壓和電流進(jìn)行控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于壓電材料的自發(fā)電旅行箱，其特征在于，蓄電池可安裝于旅行箱箱體內(nèi)，也可從旅行箱箱體內(nèi)取出；蓄電池通過(guò)導(dǎo)線與整流器相連接，蓄電池配置有USB插口，通過(guò)U SB插口為電子設(shè)備供電，也可通過(guò)USB插口對(duì)蓄電池充電。
【文檔編號(hào)】H02J7/32GK104013175SQ201410242079
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年5月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月29日
【發(fā)明者】柳祿, 傅秀清, 鮮潔宇, 康敏 申請(qǐng)人:南京農(nóng)業(yè)大學(xué)