環(huán)保型踩踏式發(fā)電裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型的一種環(huán)保型踩踏式發(fā)電裝置，包括上端開口的長方形底箱和可扣合在底箱開口上的踏板，底箱內(nèi)均勻排布有若干發(fā)電組件，每個(gè)發(fā)電組件包括兩個(gè)對稱連接在一起的發(fā)電單元，每個(gè)發(fā)電單元包括支撐架和橫向連接在支撐架上的銅極片，銅極片上下表面均粘貼有壓電陶瓷片，兩個(gè)發(fā)電單元的支撐架之間連接有位于銅極片上方的彈性壓片，靠近兩個(gè)支撐架的彈性壓片上方均設(shè)置有上壓塊，彈性壓片中部下方對稱設(shè)置有兩個(gè)下壓塊。本實(shí)用新型的有益效果是：結(jié)構(gòu)簡單、功率容量大、便于安裝、整機(jī)制造裝配容易、成本低、壓電轉(zhuǎn)換效率高，對環(huán)境無污染，使用壽命長。
【專利說明】環(huán)保型踩踏式發(fā)電裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種環(huán)保型踩踏式發(fā)電裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著能源的日趨緊張和人們環(huán)保意識的日趨增強(qiáng)，節(jié)能環(huán)保等問題以及環(huán)保無污 染新能源的開發(fā)和利用倍受世界各國的關(guān)注和重視。利用壓電陶瓷正壓電效應(yīng)進(jìn)行發(fā)電的 裝置因其具有環(huán)保節(jié)能、結(jié)構(gòu)簡單、無電磁干擾、易于實(shí)現(xiàn)、成本低等優(yōu)點(diǎn)，成為世界各國研 究人員的關(guān)注熱點(diǎn)。利用人體動能進(jìn)行壓電發(fā)電，符合當(dāng)前節(jié)能環(huán)保的要求，并具有較高的 經(jīng)濟(jì)效益。
[0003] 目前的壓電發(fā)電存在以下幾個(gè)缺點(diǎn)：1.發(fā)電分散，發(fā)電量小，壓電轉(zhuǎn)化效率低，經(jīng) 濟(jì)實(shí)用性差；2.對壓電陶瓷材料形成的敲擊力很小，影響了壓電陶瓷片的發(fā)電轉(zhuǎn)換效率， 人體踩踏的行程大于2mm，有踩空等不適感：3.人體踩踏后直接沖擊壓電陶瓷片，易導(dǎo)致壓 電陶瓷片脆性破裂損壞。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決以上技術(shù)上的不足，本實(shí)用新型提供了一種易于安裝，壓電轉(zhuǎn)化效率高，壓 電陶瓷片不易損壞的環(huán)保型踩踏式發(fā)電裝置。
[0005] 本實(shí)用新型是通過以下措施實(shí)現(xiàn)的：
[0006] 本實(shí)用新型的一種環(huán)保型踩踏式發(fā)電裝置，包括上端開口的長方形底箱和可扣合 在底箱開口上的踏板，所述底箱內(nèi)均勻排布有若干發(fā)電組件，每個(gè)發(fā)電組件包括兩個(gè)對稱 連接在一起的發(fā)電單元，每個(gè)發(fā)電單元包括支撐架和橫向連接在支撐架上的銅極片，銅極 片上下表面均粘貼有壓電陶瓷片，電陶瓷片的長度小于銅極片的長度并且銅極片的末端懸 空，兩個(gè)發(fā)電單元的支撐架之間連接有位于銅極片上方的彈性壓片，靠近兩個(gè)支撐架的彈 性壓片上方均設(shè)置有上壓塊，彈性壓片中部下方對稱設(shè)置有兩個(gè)下壓塊，所述下壓塊為中 部設(shè)置有缺口的C形結(jié)構(gòu)并且銅極片的末端延伸入下壓塊的中部缺口內(nèi)，下壓塊底部設(shè)置 有輔助彈簧，相鄰發(fā)電組件之間的底箱底部與踏板之間設(shè)置有主彈簧，銅極片上下表面的 壓電陶瓷片電連接有電能轉(zhuǎn)換電路和電能存儲裝置。
[0007] 上述踏板底部四周設(shè)置有堅(jiān)直的導(dǎo)向桿，所述底箱底部設(shè)置有與導(dǎo)向桿相配合的 導(dǎo)向孔。
[0008] 上述上壓塊的頂部為圓弧形。
[0009] 上述支撐架包括三個(gè)上下疊加并通過貫穿的螺栓緊固在一起的支撐塊，所述銅極 片夾在下支撐塊和中支撐塊之間，彈性壓片夾在中支撐塊和上支撐塊之間。本實(shí)用新型 的有益效果是：人踩上去無踩空等不適的感覺，且避免了人體踩踏對壓電陶瓷片的直接沖 擊，保證壓電陶瓷片不被沖擊破裂或損壞，結(jié)構(gòu)簡單、功率容量大、便于安裝、整機(jī)制造裝配 容易、成本低、壓電轉(zhuǎn)換效率高，對環(huán)境無污染，使用壽命長。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010] 圖1為本實(shí)用新型的分解結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011] 圖2為本實(shí)用新型去掉踏板后的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012] 圖3為本實(shí)用新型的發(fā)電組件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013] 圖4為本實(shí)用新型的踏板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014] 其中：1底箱，2發(fā)電單元，3踏板，4主彈簧，5導(dǎo)向桿，2-1銅極片，2-2壓電陶瓷 片，2-3彈性壓片，2-4上壓塊，2-5下壓塊，2-6輔助彈簧，2-7上支撐塊，2-8中支撐塊，2-9 下支撐塊。

【具體實(shí)施方式】
[0015] 如圖1所示，本實(shí)用新型的一種環(huán)保型踩踏式發(fā)電裝置，包括上端開口的長方形 底箱1和可扣合在底箱1開口上的踏板3,底箱1內(nèi)并排有若干發(fā)電組件。在人員走動比較 頻繁的地方的地面上挖好長方形的坑，將底箱1整體放入坑內(nèi)，底箱1的開口上安放踏板3 就安裝完成了。人員走動時(shí)腳踩在踏板3上帶來的壓力和震動使發(fā)電單元2產(chǎn)生電量，實(shí) 現(xiàn)發(fā)電的目的。
[0016] 如圖2、3、4所示，每個(gè)發(fā)電組件包括兩個(gè)對稱連接在一起的發(fā)電單元2,發(fā)電單元 2的具體結(jié)構(gòu)為，包括支撐架、銅極片2-1和彈性壓片2-3。支撐架主要起到支撐作用。支 撐架包括三個(gè)上下疊加并通過貫穿的螺栓緊固在一起的支撐塊，同時(shí)通過螺栓將發(fā)電單元 2固定在底箱1內(nèi)。銅極片2-1橫向夾在下支撐塊2-9和中支撐塊2-8之間，銅極片2-1上 下表面均粘貼有壓電陶瓷片2-2,電陶瓷片的長度小于銅極片2-1的長度并且銅極片2-1的 末端懸空。
[0017] 兩個(gè)發(fā)電單元2的支撐架之間連接有位于銅極片2-1上方的彈性壓片2-3,彈性壓 片2-3夾在中支撐塊2-8與上支撐塊2-7之間?？拷鼉蓚€(gè)支撐架的彈性壓片2-3上方均設(shè) 置有上壓塊2-4,彈性壓片2-3中部下方對稱設(shè)置有兩個(gè)下壓塊2-5,下壓塊2-5為中部設(shè) 置有缺口的C形結(jié)構(gòu)并且銅極片2-1的末端延伸入下壓塊2-5的中部缺口內(nèi)，下壓塊2-5 底部設(shè)置有輔助彈簧2-6,相鄰發(fā)電組件之間的底箱1底部與踏板3之間設(shè)置有主彈簧4， 銅極片2-1上下表面的壓電陶瓷片2-2電連接有電能轉(zhuǎn)換電路和電能存儲裝置。踏板底部 四周設(shè)置有堅(jiān)直的導(dǎo)向桿5,底箱底部設(shè)置有與導(dǎo)向桿5相配合的導(dǎo)向孔，防止踏板上下移 動時(shí)發(fā)生滑移。
[0018] 當(dāng)人踩踏板3時(shí)，踏板3下壓彈性壓片2-3,彈性壓片2-3向下移動很小的距離，人 體踩踏向下位移距離較短，無踩空等不適感，根據(jù)杠桿原理，下壓塊2-5向下移動距離幾倍 于彈性壓片2-3下移距離，下壓塊2-5下移碰撞擠壓銅極片2-1，壓電陶瓷片2-2發(fā)生形變 和振動產(chǎn)生電量。當(dāng)人體踩踏結(jié)束腳抬起后，底箱1內(nèi)上的主彈簧4和輔助彈簧2-6由于 踏板3壓縮產(chǎn)生的勢能開始釋放，彈起踏板3和下壓板到原來位置，下壓板的缺口下部上移 也會碰撞擠壓銅極片2-1，壓電陶瓷片2-2發(fā)生形變和振動產(chǎn)生電量。一次踩踏兩個(gè)發(fā)電 單元2都能轉(zhuǎn)換成電量，每個(gè)發(fā)電單元2的上移和下移兩個(gè)階段都能實(shí)現(xiàn)人體動能到電能 的能量轉(zhuǎn)換，最大限度的利用了人體踩踏產(chǎn)生的動能，提高了壓電發(fā)電板的壓電轉(zhuǎn)換效率。 多個(gè)發(fā)電單元2進(jìn)行發(fā)電，使用示波器對壓電陶瓷片2-2的輸出電壓進(jìn)行測量，發(fā)電性能良 好。
[0019] 以上所述僅是本專利的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本專利技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和替換，這些改進(jìn)和替換 也應(yīng)視為本專利的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種環(huán)保型踩踏式發(fā)電裝置，其特征在于：包括上端開口的長方形底箱和可扣合在 底箱開口上的踏板，所述底箱內(nèi)均勻排布有若干發(fā)電組件，每個(gè)發(fā)電組件包括兩個(gè)對稱連 接在一起的發(fā)電單元，每個(gè)發(fā)電單元包括支撐架和橫向連接在支撐架上的銅極片，銅極片 上下表面均粘貼有壓電陶瓷片，電陶瓷片的長度小于銅極片的長度并且銅極片的末端懸 空，兩個(gè)發(fā)電單元的支撐架之間連接有位于銅極片上方的彈性壓片，靠近兩個(gè)支撐架的彈 性壓片上方均設(shè)置有上壓塊，彈性壓片中部下方對稱設(shè)置有兩個(gè)下壓塊，所述下壓塊為中 部設(shè)置有缺口的C形結(jié)構(gòu)并且銅極片的末端延伸入下壓塊的中部缺口內(nèi)，下壓塊底部設(shè)置 有輔助彈簧，相鄰發(fā)電組件之間的底箱底部與踏板之間設(shè)置有主彈簧，銅極片上下表面的 壓電陶瓷片電連接有電能轉(zhuǎn)換電路和電能存儲裝置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述環(huán)保型踩踏式發(fā)電裝置，其特征在于：所述踏板底部四周設(shè)置 有堅(jiān)直的導(dǎo)向桿，所述底箱底部設(shè)置有與導(dǎo)向桿相配合的導(dǎo)向孔。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述環(huán)保型踩踏式發(fā)電裝置，其特征在于：所述上壓塊的頂部為圓 弧形。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述環(huán)保型踩踏式發(fā)電裝置，其特征在于：所述支撐架包括三個(gè)上 下疊加并通過貫穿的螺栓緊固在一起的支撐塊，所述銅極片夾在下支撐塊和中支撐塊之 間，彈性壓片夾在中支撐塊和上支撐塊之間。
【文檔編號】H02N2/18GK203883705SQ201420267152
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月23日
【發(fā)明者】石磊, 吳彬, 張?zhí)烊? 王海霞, 白琳 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)山東禹城市供電公司