一種收集行人踏步能量的沖擊式壓電發(fā)電裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及能源技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種收集行人踏步能量的沖擊式壓電發(fā)電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著全球氣候變暖的加劇和石油能源的緊缺，尋求多方式、多來(lái)源、無(wú)污染的再生能源是現(xiàn)在和未來(lái)世界科技發(fā)展的戰(zhàn)略重點(diǎn)。采用不同方法從周圍環(huán)境中捕獲能量成為近期研宄討論的焦點(diǎn)。在各種能量轉(zhuǎn)換類型中，基于壓電效應(yīng)把壓力、沖擊、振動(dòng)等產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能的效率僅次于太陽(yáng)能、風(fēng)能，是一種非常具有前途的再生能源。
[0003]壓電能量收集裝置可以將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，通過(guò)環(huán)境的外力作用使壓電材料內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)變和應(yīng)力，由于壓電材料的壓電效應(yīng)，應(yīng)變能將轉(zhuǎn)換成電場(chǎng)能，實(shí)現(xiàn)能量輸出。
[0004]科學(xué)研宄表明，當(dāng)人們?cè)诘孛嫔闲凶邥r(shí)，每一步大約要耗費(fèi)8瓦特的能量，可以將這些分散的能量收集起來(lái)，便可以得到另外一種免費(fèi)能量。在一些繁忙的交通人行道上，當(dāng)人流量很大時(shí)，行人腳踏在地面的踏步就是可以獲得的能量，是一種可再生的綠色環(huán)保能源。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種收集行人踏步能量的沖擊式壓電發(fā)電裝置，能夠利用壓電效應(yīng)將人踏步的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，綠色環(huán)保，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種收集行人踏步能量的沖擊式壓電發(fā)電裝置，包括:底板、側(cè)板、壓力接收裝置、沖擊桿、支座、底座和電能輸出裝置；所述側(cè)板設(shè)置在所述底板的四周，側(cè)板與底板形成支撐空間；所述壓力接收裝置和所述底座均固定在所述底板上；所述支座固定在所述底座上；所述沖擊桿通過(guò)銷軸連接在所述支座上；所述電能輸出裝置設(shè)置在所述底座上；所述壓力接收裝置與所述電能輸出裝置通過(guò)所述沖擊桿聯(lián)動(dòng)。
[0007]優(yōu)選的是，所述壓力接收裝置包括立柱、彈簧、壓桿和頂板；所述立柱設(shè)置在所述底板的中心位置；所述壓桿下端面上設(shè)有壓桿圓孔，壓桿圓孔套在所述立柱上；所述彈簧套在所述底板與壓桿圓孔之間的立柱上，且壓桿圓孔底面與所述立柱上表面隔空；所述壓桿上設(shè)有裙邊；所述頂板與側(cè)板組成封閉空間；所述頂板內(nèi)部設(shè)有頂板圓孔，所述壓桿頂端抵在頂板圓孔內(nèi)。
[0008]優(yōu)選的是，所述電能輸出裝置包括壓電疊堆和錐形楔塊；所述底座上設(shè)有底座圓孔，所述錐形楔塊設(shè)置在底座圓孔內(nèi)，固定所述壓電疊堆；所述壓電疊堆設(shè)置在所述錐形楔塊內(nèi)，所述錐形楔塊留有切口，切口引出壓電疊堆的電極線。
[0009]優(yōu)選的是，所述沖擊桿的兩端設(shè)置為三角形沖頭，一端抵在所述壓桿裙邊的上表面，一端抵在所述壓電疊堆上；所述沖擊桿與支座之間設(shè)有扭力彈簧。
[0010]優(yōu)選的是，所述壓電疊堆為多個(gè)壓電陶瓷片串聯(lián)而成。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型能夠利用壓電效應(yīng)將人踏步的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，綠色環(huán)保，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型一種收集行人踏步能量的沖擊式壓電發(fā)電裝置一較佳實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2是本實(shí)用新型一種收集行人踏步能量的沖擊式壓電發(fā)電裝置的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖3是本實(shí)用新型一種收集行人踏步能量的沖擊式壓電發(fā)電裝置中的壓電疊堆結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖4是本實(shí)用新型一種收集行人踏步能量的沖擊式壓電發(fā)電裝置放置支撐架中的透視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]附圖中各部件的標(biāo)記如下:1、底板；2、側(cè)板；3、立柱；4、彈簧；5、壓桿；6、頂板；7、底座；8、壓電疊堆；9、錐形楔塊；10、支座；11、銷軸；12、沖擊桿；13、支撐架。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本實(shí)用新型的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。
[0018]請(qǐng)參閱圖1至圖4，本實(shí)用新型實(shí)施例包括:
[0019]一種收集行人踏步能量的沖擊式壓電發(fā)電裝置，包括:底板1、側(cè)板2、立柱3、彈簧4、壓桿5、頂板6、底座7、壓電疊堆8、錐形楔塊9、支座10、銷軸11和沖擊桿12 ;所述側(cè)板2設(shè)置在所述底板I的四周，側(cè)板2與底板I形成支撐空間；所述立柱3固定在所述底板I的中心位置；所述彈簧4套在所述立柱3上，彈簧4的一端抵在底板I上；所述壓桿5下端面上設(shè)有壓桿圓孔，壓桿圓孔套在所述立柱3上，壓桿5下端面抵在所述彈簧4上，壓桿圓孔底面與所述立柱3的上表面保持一定的距離。所述壓桿5上設(shè)有裙邊；所述頂板6為臺(tái)階形，頂板6可與側(cè)板2組成封閉空間；所述頂板6內(nèi)部設(shè)有頂板圓孔，頂板圓孔底面與所述壓桿5上表面相接觸。所述底座7固定在所述底板I上，底座7上設(shè)有底座圓孔，所述錐形楔塊9設(shè)置在底座圓孔內(nèi)，固定所述壓電疊堆8 ;所述壓電疊堆8設(shè)置在所述錐形楔塊9內(nèi)，壓電疊堆8為多個(gè)壓電陶瓷片串聯(lián)而成，所述錐形楔塊9留有切口，切口引出壓電疊堆8的電極線。所述支座10設(shè)置在所述底座7上；所述沖擊桿12通過(guò)銷軸連接在所述支座10上，沖擊桿12可繞銷軸旋轉(zhuǎn)；所述沖擊桿12的兩端設(shè)置為三角形沖頭，一端抵在壓桿裙邊的上表面，一端抵在所述壓電疊堆8上；沖擊桿12上設(shè)有扭力彈簧，扭力彈簧保持沖擊桿12的一端始終壓在壓桿裙邊上表面。一種收集行人踏步能量的沖擊式壓電發(fā)電裝置設(shè)置在所述支撐架3內(nèi)，所述支撐架13包括多個(gè)矩形槽，矩形槽的大小適合放置一種收集行人踏步能量的沖擊式壓電發(fā)電裝置，矩形槽的數(shù)量根據(jù)人行道的安裝面積以及發(fā)電量的需求來(lái)確定，也可以將支撐架13組合起來(lái)使用。使用時(shí)將支撐架13嵌在人行道的路面上，保持裝置的上表面與路面平齊，便可以實(shí)現(xiàn)對(duì)行人踏步能量的收集。
[0020]初始工作狀態(tài)下，彈簧4未壓縮，彈簧4兩端表面分別與底板I上表面和壓桿5底部表面接觸，同時(shí)立柱3的頭部頂面與壓桿圓孔的底面保持一定的距離。沖擊桿12分別與壓桿裙邊上表面和底座7上的壓電疊堆8上表面接觸。當(dāng)有行人踏在頂板6上時(shí)，頂板6帶動(dòng)壓桿5向下運(yùn)動(dòng)，壓桿5壓縮彈簧4，直至壓桿5的壓桿圓孔底面碰到立柱3的上表面時(shí)，運(yùn)動(dòng)停止；沖擊桿12的一端在扭力彈簧的作用下保持與壓桿裙邊的上表面始終接觸，沖擊桿12的另一端會(huì)翹起離開壓電疊堆8 ;當(dāng)行人離開時(shí)，處于壓縮狀態(tài)下的彈簧4恢復(fù)，推動(dòng)壓桿5快速向上運(yùn)行，使壓桿裙邊推動(dòng)沖擊桿12的一端，沖擊桿12的另一端便撞擊在壓電疊堆8上。壓電疊堆8上表面在沖擊桿12作用下產(chǎn)縱向應(yīng)變，壓電疊堆8為多個(gè)壓電陶瓷片，當(dāng)壓電陶瓷片受力變形時(shí)，將有自由電荷產(chǎn)生；各層壓電陶瓷片串聯(lián)，在壓電疊堆11的上下極之間產(chǎn)生變化的電勢(shì)差。在人流量大的地方，便可將行人踏步產(chǎn)生的機(jī)械轉(zhuǎn)化成電能收集起來(lái)。
[0021]本實(shí)用新型能夠利用壓電效應(yīng)將人踏步的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，綠色環(huán)保，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便。
[0022]以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說(shuō)明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種收集行人踏步能量的沖擊式壓電發(fā)電裝置，其特征在于，包括:底板、側(cè)板、壓力接收裝置、沖擊桿、支座、底座和電能輸出裝置；所述側(cè)板設(shè)置在所述底板的四周，側(cè)板與底板形成支撐空間；所述壓力接收裝置和所述底座均固定在所述底板上；所述支座固定在所述底座上；所述沖擊桿通過(guò)銷軸連接在所述支座上；所述電能輸出裝置設(shè)置在所述底座上；所述壓力接收裝置與所述電能輸出裝置通過(guò)所述沖擊桿聯(lián)動(dòng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種收集行人踏步能量的沖擊式壓電發(fā)電裝置，其特征在于:所述壓力接收裝置包括立柱、彈簧、壓桿和頂板；所述立柱設(shè)置在所述底板的中心位置；所述壓桿下端面上設(shè)有壓桿圓孔，壓桿圓孔套在所述立柱上；所述彈簧套在所述底板與壓桿圓孔之間的立柱上，且壓桿圓孔底面與所述立柱上表面隔空；所述壓桿上設(shè)有裙邊；所述頂板與側(cè)板組成封閉空間；所述頂板內(nèi)部設(shè)有頂板圓孔，所述壓桿頂端抵在頂板圓孔內(nèi)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種收集行人踏步能量的沖擊式壓電發(fā)電裝置，其特征在于:所述電能輸出裝置包括壓電疊堆和錐形楔塊；所述底座上設(shè)有底座圓孔，所述錐形楔塊設(shè)置在底座圓孔內(nèi)，固定所述壓電疊堆；所述壓電疊堆設(shè)置在所述錐形楔塊內(nèi)，所述錐形楔塊留有切口，切口引出壓電疊堆的電極線。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種收集行人踏步能量的沖擊式壓電發(fā)電裝置，其特征在于:所述沖擊桿的兩端設(shè)置為三角形沖頭，一端抵在所述壓桿裙邊的上表面，一端抵在所述壓電疊堆上；所述沖擊桿與支座之間設(shè)有扭力彈簧。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種收集行人踏步能量的沖擊式壓電發(fā)電裝置，其特征在于:所述壓電疊堆為多個(gè)壓電陶瓷片串聯(lián)而成。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種收集行人踏步能量的沖擊式壓電發(fā)電裝置，包括：底板、側(cè)板、壓力接收裝置、沖擊桿、支座、底座和電能輸出裝置；所述側(cè)板設(shè)置在所述底板的四周，側(cè)板與底板形成支撐空間；所述壓力接收裝置和所述底座均固定在所述底板上；所述支座固定在所述底座上；所述沖擊桿通過(guò)銷軸連接在所述支座上；所述電能輸出裝置設(shè)置在所述底座上；所述壓力接收裝置與所述電能輸出裝置通過(guò)所述沖擊桿聯(lián)動(dòng)。通過(guò)上述方式，本實(shí)用新型能夠利用壓電效應(yīng)將人踏步的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，綠色環(huán)保，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便。
【IPC分類】F03G5/06, H02N2/18
【公開號(hào)】CN204627884
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520057045
【發(fā)明人】汪紅兵, 孫春華, 郭俊, 江帥
【申請(qǐng)人】蘇州市職業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年9月9日
【申請(qǐng)日】2015年1月28日