一種新型壓電式發(fā)電地板的制作方法
【專利摘要】一種新型壓電式發(fā)電地板，包括發(fā)電單元和地板外殼單元。發(fā)電單元的基底塊和彈簧支撐架固接在箱體上，沖擊棒穿過箱體上的通孔和彈簧支撐架上的通孔。彈簧套在沖擊棒周圍，并且彈簧始終處于壓縮狀態(tài)，螺栓分別都穿過基底塊上的通孔和中間固定塊上的通孔，另一端與螺母連接，上固定塊、中間固定塊、下固定塊之間通過螺栓與螺母連接能夾緊四個(gè)壓電懸臂梁根部，壓電懸臂梁端部固定有質(zhì)量塊。地板外殼單元的蓋板與底座通過柱狀體與孔之間來連接，彈簧套在底座的柱狀體上，彈簧底端壓在底座四周孔的底部，發(fā)電單元陣列式排布在底座內(nèi)，導(dǎo)線布置在底座內(nèi)。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工容易、能量收集效率高的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種新型壓電式發(fā)電地板

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001〕 本發(fā)明涉及一種發(fā)電裝置。具體涉及一種壓電式發(fā)電地板。

【背景技術(shù)】
[0002]能源問題是當(dāng)代世界一個(gè)非常重要的主題，如何充分回收能源也隨之受到更廣泛的重視。其中一個(gè)新的思路就是采集人們行走時(shí)踩踏路面和車輛行駛在路面產(chǎn)生的振動(dòng)能，并將振動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，尤其在很多公共場(chǎng)所行人車輛來往頻繁，在路面上產(chǎn)生很多振動(dòng)機(jī)械能，如火車站、步行街、公路收費(fèi)站口，如果將這些振動(dòng)回收發(fā)電，則發(fā)電量十分可觀，可以為街燈、紅綠燈等路面用電設(shè)備或者街道周圍家庭用電提供電能。同時(shí)，壓電式能量收集在經(jīng)歷了幾十年的研究發(fā)展后運(yùn)用范圍越來越廣泛，但將其運(yùn)用在路面振動(dòng)能量收集的研究相對(duì)較少。壓電式振動(dòng)能量收集方式與電磁式相比較具有不受電磁干擾、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，另外與太陽(yáng)能式能量收集方式相比，壓電式能量收集方式具有不受天氣的影響的優(yōu)點(diǎn)。目前，國(guó)內(nèi)外壓電式發(fā)電地板主要集中在型研究當(dāng)中，式壓電能量收集單元結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、不易加工、能量收集效率較低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工容易、能量收集效率高的新型壓電式發(fā)電地板。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用的的技術(shù)方案為:
[0005]包括發(fā)電單元和地板外殼單元。
[0006]發(fā)電單元包括壓電懸臂梁、箱體、質(zhì)量塊、沖擊棒、彈簧支撐架、彈簧一、螺母一、中間固定塊、彈簧二、基底塊、螺栓一、螺栓二、上固定塊一、上固定塊二、下固定塊一、下固定塊二、螺母二?；讐K和彈簧支撐架固接在箱體上，沖擊棒穿過箱體上的通孔和彈簧支撐架上的通孔，沖擊棒與箱體、彈簧支撐架上的通孔為間隙配合。彈簧一套在沖擊棒周圍，并且彈簧一始終處于壓縮狀態(tài)，螺栓一有兩個(gè)，分別都穿過基底塊上的通孔和中間固定塊上的通孔，螺栓一的另一端與螺母一連接，螺栓一和基底塊上的通孔為間隙配合，螺栓一和中間固定塊上的的通孔為過渡配合。彈簧二套在螺栓一周圍，螺栓二有兩個(gè)，分別都穿過上固定塊一、上固定塊二、中間固定塊、下固定塊一、下固定塊二上的通孔，螺栓二和這些通孔都是間隙配合。螺栓二的另一端與螺母二連接，上固定塊一、上固定塊二、中間固定塊、下固定塊一、下固定塊二之間通過螺栓二與螺母二的連接能夾緊四個(gè)壓電懸臂梁根部，壓電懸臂梁端部固定有質(zhì)量塊。
[0007]地板外殼單元包括蓋板、底座、彈簧三、導(dǎo)線三、導(dǎo)線四，蓋板四個(gè)角一共有四個(gè)類似插銷的柱狀體，底座四個(gè)角一共有四個(gè)孔，蓋板與底座通過柱狀體與孔之間來連接，彈簧三套在底座的柱狀體上，彈簧三底端壓在底座四周孔的底部，發(fā)電單元陣列式排布在底座內(nèi)，導(dǎo)線三、導(dǎo)線四也布置在底座內(nèi)，壓電懸臂梁上端引出的導(dǎo)線一與導(dǎo)線三連接，壓電懸臂梁上端引出的導(dǎo)線二與導(dǎo)線四連接。
[0008]所述的壓電懸臂梁包括上壓電片、基底片、下壓電片、導(dǎo)線一、導(dǎo)線二，如圖8所示，上壓電片粘結(jié)在基底片上端，下壓電片粘結(jié)在基底片下端，導(dǎo)線一粘結(jié)在上壓電片上端，導(dǎo)線二粘結(jié)在下壓電片下端。
[0009]所述的上壓電片和下壓電片為壓電陶瓷。
[0010]所述的質(zhì)量塊的材料為鎳。
[0011]本實(shí)用新型由于采用了上述結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工容易、能量收集效率高的優(yōu)點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型發(fā)電單元結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為六-八剖視圖。
[0014]圖3為本實(shí)用新型發(fā)電單元內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖4為本實(shí)用新型沖擊棒的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖5為本實(shí)用新型外觀立體示意圖。
[0017]圖6為本實(shí)用新型主視示意圖。
[0018]圖7為本實(shí)用新型蓋板與底座連接部分的剖視圖。
[0019]圖8為本實(shí)用新型壓電懸臂梁結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖9為本實(shí)用新型發(fā)電單元在底座中的布置圖。
[0021]圖中:0.蓋板，1.底座,2.箱體，3.質(zhì)量塊,4.沖擊棒，5.彈簧支撐架,6.彈簧一，
7.螺母一，8.中間固定塊，9.彈簧二，10.基底塊，11.螺栓一，12.螺栓二，13.上固定塊一，14.上固定塊二，15.下固定塊一，16.下固定塊二，17.螺母二，18.彈簧三，100.壓電懸臂梁，101.上壓電片，102.基底片，103.下壓電片，104.導(dǎo)線一，105.導(dǎo)線二，106.導(dǎo)線三，107.導(dǎo)線四。

【具體實(shí)施方式】
[0022]如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5所示，包括發(fā)電單元和地板外殼單元。發(fā)電單元包括壓電懸臂梁100、箱體2、質(zhì)量塊3、沖擊棒4、彈簧支撐架5、彈簧一 6、螺母一 7、中間固定塊8、彈簧二 9、基底塊10、螺栓一 11、螺栓二 12、上固定塊一 13、上固定塊二 14、下固定塊一 15、下固定塊二 16、螺母二 17，基底塊10固接在箱體2上，彈簧支撐架5固接在箱體2上，沖擊棒4穿過箱體2上的通孔和彈簧支撐架5上的通孔，沖擊棒4與箱體2、彈簧支撐架5上的通孔為間隙配合，彈簧一 6套在沖擊棒4周圍，并且彈簧一 6始終處于壓縮狀態(tài)，螺栓一 11有兩個(gè)，分別都穿過基底塊10上的通孔和中間固定塊8上的通孔，螺栓一 11在另一端與螺母一 7連接，螺栓一 11和基底塊10上的通孔為間隙配合，螺栓一 11和中間固定塊8上的的通孔為過渡配合，彈簧二 9套在螺栓一 11周圍，螺栓二 12有兩個(gè)，分別都穿過上固定塊一 13、上固定塊二 14、中間固定塊8、下固定塊一 15、下固定塊二 16上的通孔，螺栓二 12和這些通孔都是間隙配合，螺栓二 12在另一端與螺母二 17連接，上固定塊一 13、上固定塊二14、中間固定塊8、下固定塊一 15、下固定塊二 16之間通過螺栓二 12與螺母二 17的連接能夾緊四個(gè)壓電懸臂梁100根部，壓電懸臂梁100端部固定有質(zhì)量塊3。
[0023]壓電懸臂梁100包括上壓電片101、基底片102、下壓電片103、導(dǎo)線一 104、導(dǎo)線二105,如圖8所不，上壓電片粘結(jié)在基底片102上端，下壓電片103粘結(jié)在基底片102下端，導(dǎo)線一 104粘結(jié)在上壓電片101上端，導(dǎo)線二 105粘結(jié)在下壓電片103下端。
[0024]壓電懸臂梁100中的上壓電片101和下壓電片102為壓電陶瓷。
[0025]質(zhì)量塊3的材料為鎳。
[0026]地板外殼單元包括蓋板0、底座1、彈簧三18、導(dǎo)線三106、導(dǎo)線四107，蓋板0四個(gè)角一共有四個(gè)類似插銷的柱狀體，底座1四個(gè)角一共有四個(gè)孔，蓋板0與底座1通過柱狀體與孔之間來連接，如圖7所示。彈簧三18套在底座1的柱狀體上，彈簧三18底端壓在底座1四周孔的底部，發(fā)電單元陣列式排布在底座1內(nèi)，導(dǎo)線三106、導(dǎo)線四107也布置在底座1內(nèi)，壓電懸臂梁100上端引出的導(dǎo)線一 104與導(dǎo)線三106連接，壓電懸臂梁100上端引出的導(dǎo)線二 105與導(dǎo)線四107連接。
[0027]本實(shí)用新型的工作過程如下:
[0028]本實(shí)用新型外觀如圖5所示。如圖1、圖2、圖6所示，行人踩踏或者車輛行駛到蓋板0時(shí)，將蓋板0向下壓，向下運(yùn)動(dòng)的蓋板0壓著沖擊棒4，使得沖擊棒4也向下運(yùn)動(dòng)，然后沖擊棒4擊打中間固定塊8，當(dāng)行人踩踏或者車輛行駛過蓋板0之后，蓋板0抬起，而由于彈簧一 6的恢復(fù)力作用，也使得沖擊棒4向上回復(fù)到最初位置，行人踩踏或者車輛行駛一次的過程就使得沖擊棒4擊打一次中間固定塊8。
[0029]當(dāng)沖擊棒4擊打過中間固定塊8后，中間固定塊8會(huì)在彈簧二 9的作用力下進(jìn)行上下振動(dòng)，由于螺栓二 12與螺母二 17的連接，所以中間固定塊8和上固定塊一 13、上固定塊二 14、下固定塊一 15、下固定塊二 16緊密的連接成一體，也使得振動(dòng)能夠傳遞到壓電懸臂梁100部分。
[0030]如圖8所示，當(dāng)壓電懸臂梁100振動(dòng)時(shí)，上壓電片101和下壓電片103彎曲產(chǎn)生交流電流，通過導(dǎo)線一 104和導(dǎo)線二 105來收集電流。
[0031]如圖9所示，發(fā)電單元陣列狀布置在底座1內(nèi)，當(dāng)行人踩踏或者車輛行駛過時(shí)，弓丨起壓電懸臂梁100振動(dòng)發(fā)電，而所有壓電懸臂梁100上的導(dǎo)線一 104與導(dǎo)線三106相連接，所有壓電懸臂梁100上的導(dǎo)線二 105與導(dǎo)線四107相連接，因此導(dǎo)線三106和導(dǎo)線四107收集了所有壓電懸臂梁100產(chǎn)生的交流電流，再通過整流橋來轉(zhuǎn)換為直流電流，為相應(yīng)的用電設(shè)備供電，此處不贅述。
【權(quán)利要求】
1.一種新型壓電式發(fā)電地板，其特征在于:包括發(fā)電單元和地板外殼單元； 發(fā)電單元包括壓電懸臂梁(100)、箱體(2)、質(zhì)量塊(3)、沖擊棒(4)、彈簧支撐架(5)、彈簧一(6)、螺母一(7)、中間固定塊⑶、彈簧二(9)、基底塊(10)、螺栓一(11)、螺栓二(12)、上固定塊一(13)、上固定塊二(14)、下固定塊一(15)、下固定塊二(16)、螺母二(17);基底塊(10)和彈簧支撐架(5)固接在箱體(2)上，沖擊棒⑷穿過箱體(2)上的通孔和彈簧支撐架(5)上的通孔，沖擊棒(4)與箱體(2)、彈簧支撐架(5)上的通孔為間隙配合；彈簧一(6)套在沖擊棒(4)周圍，并且彈簧一(6)始終處于壓縮狀態(tài)，螺栓一(11)有兩個(gè)，分別都穿過基底塊(10)上的通孔和中間固定塊⑶上的通孔，螺栓一(11)的另一端與螺母一(7)連接，螺栓一(11)和基底塊(10)上的通孔為間隙配合，螺栓一(11)和中間固定塊(8)上的的通孔為過渡配合；彈簧二(9)套在螺栓一(11)周圍，螺栓二(12)有兩個(gè)，分別都穿過上固定塊一(13)、上固定塊二(14)、中間固定塊(8)、下固定塊一(15)、下固定塊二(16)上的通孔，螺栓二(12)和這些通孔都是間隙配合；螺栓二(12)的另一端與螺母二(17)連接，上固定塊一(13)、上固定塊二(14)、中間固定塊(8)、下固定塊一(15)、下固定塊二(16)之間通過螺栓二(12)與螺母二(17)的連接能夾緊四個(gè)壓電懸臂梁(100)根部，壓電懸臂梁(100)端部固定有質(zhì)量塊(3)； 地板外殼單元包括蓋板(O)、底座(I)、彈簧三(18)、導(dǎo)線三(106)、導(dǎo)線四(107)，蓋板(0)四個(gè)角一共有四個(gè)類似插銷的柱狀體，底座(I)四個(gè)角一共有四個(gè)孔，蓋板(O)與底座(1)通過柱狀體與孔之間來連接，彈簧三(18)套在底座(I)的柱狀體上，彈簧三(18)底端壓在底座⑴四周孔的底部，發(fā)電單元陣列式排布在底座⑴內(nèi)，導(dǎo)線三(106)、導(dǎo)線四(107)也布置在底座(I)內(nèi)，壓電懸臂梁(100)上端引出的導(dǎo)線一(104)與導(dǎo)線三(106)連接，壓電懸臂梁(100)上端引出的導(dǎo)線二(105)與導(dǎo)線四(107)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型壓電式發(fā)電地板，其特征在于:所述的壓電懸臂梁(100)包括上壓電片(101)、基底片(102)、下壓電片(103)、導(dǎo)線一(104)、導(dǎo)線二(105)，如圖8所示，上壓電片(101)粘結(jié)在基底片(102)上端，下壓電片(103)粘結(jié)在基底片(102)下端，導(dǎo)線一(104)粘結(jié)在上壓電片(101)上端，導(dǎo)線二(105)粘結(jié)在下壓電片(103)下端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型壓電式發(fā)電地板，其特征在于:所述的上壓電片(101)和下壓電片(102)為壓電陶瓷。
【文檔編號(hào)】H02N2/18GK204139530SQ201420548848
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月23日
【發(fā)明者】陳定方, 沈威, 劉紅俊, 張斯陽(yáng), 曾琴, 孫科, 史曉花 申請(qǐng)人:武漢理工大學(xué)