本發(fā)明屬于新能源和發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種回收人流踩踏能量用于手機(jī)等便攜電子設(shè)備充電站的壓電俘能踏板。

背景技術(shù)：

隨著社會(huì)的發(fā)展，手機(jī)等電子設(shè)備已成為現(xiàn)代生活不可或缺的便攜式工具，手機(jī)等電子設(shè)備的存儲(chǔ)電量非常有限，人們?cè)谙硎苓@些電子設(shè)備所帶來便利的同時(shí)，通常也還需面對(duì)電池能量耗盡所帶來的無奈，尤其是在旅途中，長途旅客經(jīng)常會(huì)面臨電子設(shè)備無電的困擾，這不僅會(huì)帶來通訊的不方便，甚至可能造成工作的延誤。所以在車站、商場設(shè)立一些電子設(shè)備充電站可以有效地解決這些問題，現(xiàn)在部分車站、商場已經(jīng)設(shè)立一些電子設(shè)備充電站，但都是利用市電供電。隨著節(jié)能環(huán)保理念的倡導(dǎo)，利用電磁、靜電、熱電、壓電、太陽能等原理俘獲環(huán)境能量進(jìn)行發(fā)電已經(jīng)成為國內(nèi)外的研究熱點(diǎn)，各種類型發(fā)電裝置都有其自身的優(yōu)勢(shì)和適用領(lǐng)域，壓電發(fā)電因能量轉(zhuǎn)換效率高、裝置結(jié)構(gòu)簡單、不受電磁干擾以及使用壽命長、易于制作和實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)上的微小化與集成化等優(yōu)勢(shì)，有著更廣的應(yīng)用范圍。因此提出一種利用壓電元件俘獲環(huán)境中行人走路時(shí)踩踏產(chǎn)生的機(jī)械能，并將之轉(zhuǎn)換化為電能，為電子設(shè)備充電站供能，以解決電子設(shè)備無電帶來的一系列問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決電子設(shè)備電量耗盡帶來的相關(guān)問題，并基于節(jié)能環(huán)保理念，本發(fā)明公開一種面向電子設(shè)備充電站供能的壓電俘能踏板。

本發(fā)明所采用的的技術(shù)方案是：所述面向電子設(shè)備充電站供能的壓電俘能踏板由若干個(gè)發(fā)電單元組成，所述所述發(fā)電單元包括底座、盤形壓電組件、彈簧一、異形梁結(jié)構(gòu)、長方形壓電元件、彈簧二、壓板以及儲(chǔ)能模塊；所述底座設(shè)有4個(gè)方形凸臺(tái)，其上表面與異形梁結(jié)構(gòu)膠粘連接；所述底座設(shè)有沉孔一，以提供盤形壓電組件的變形空間，所述沉孔一高度h0大于等于1mm，所述沉孔一直徑為d0；所述底座設(shè)有沉孔二，以實(shí)現(xiàn)盤形壓電組件的安裝，所述沉孔二高度h1等于所述盤形壓電組件厚度h4，所述沉孔二直徑為d1；所述沉孔二底端面與盤形壓電組件膠粘連接；所述沉孔一直徑d0與沉孔二直徑d1的比值m0在0.5～0.9之間；所述盤形壓電組件由圓形彈性基板和圓形壓電元件組成；所述盤形壓電組件厚度為h4，所述圓形彈性基板與圓形壓電元件中心軸線重合放置，二者膠粘連接；所述圓形彈性基板厚度為h2，所述圓形彈性基板直徑為d2；所述圓形壓電元件厚度為h3，所述圓形壓電元件直徑為d3；所述圓形彈性基板直徑d2與底座所設(shè)沉孔二直徑d1相等；所述圓形壓電元件厚度h3與圓形彈性基板厚度h2的比值n1在1～1.5之間，所述圓形壓電元件直徑d3與圓形彈性基板直徑d2的比值為m2，m2小于m1，且在0.5～0.9之間；所述彈簧一頂端與異形梁結(jié)構(gòu)所設(shè)凸臺(tái)一配合連接，底端與盤形壓電組件接觸；所述異形梁結(jié)構(gòu)設(shè)有凸臺(tái)一，以實(shí)現(xiàn)彈簧一的安裝固定；所述異形梁結(jié)構(gòu)設(shè)有凸臺(tái)二，以實(shí)現(xiàn)彈簧二的安裝固定；所述凸臺(tái)二設(shè)有圓孔；所述異形梁結(jié)構(gòu)設(shè)有4個(gè)異形梁，所述異形梁厚度為h5，所述異形梁寬度為l1；所述長方形壓電元件與異形梁結(jié)構(gòu)所設(shè)異形梁膠粘連接；所述長方形壓電元件厚度為h6，所述長方形壓電元件寬度為l2；所述異形梁寬度l1與長方形壓電元件寬度l2相等，所述長方形壓電元件厚度h6與異形梁厚度h5的比值在0.5～0.9之間；所述彈簧二底端與異形梁結(jié)構(gòu)設(shè)有凸臺(tái)二配合連接，頂端與壓板所設(shè)平面接觸；所述壓板圓柱一，與異形梁結(jié)構(gòu)所設(shè)圓孔配合連接，以實(shí)現(xiàn)壓板的安裝；所述壓板設(shè)有圓柱二，用于壓動(dòng)異形梁結(jié)構(gòu)所設(shè)異形梁變形；所述壓板設(shè)有平面，以實(shí)現(xiàn)彈簧二的安裝；所述儲(chǔ)能模塊，其用于與盤形壓電組件或長方形壓電元件通過導(dǎo)線連接，將盤形壓電組件或長方形壓電元件產(chǎn)生的電能儲(chǔ)存在儲(chǔ)能模塊中。

當(dāng)人踩在布置在地面上的壓電俘能踏板時(shí)，壓板在壓力的作用下向下運(yùn)動(dòng)，壓動(dòng)異形梁結(jié)構(gòu)使其帶動(dòng)長方形壓電元件變形，同時(shí)異形梁結(jié)構(gòu)壓迫彈簧二，使彈簧二壓迫盤形壓電組件變形，長方形壓電元件和盤形壓電組件發(fā)生變形基于壓電效應(yīng)輸出電能，并將產(chǎn)生的電能儲(chǔ)存在儲(chǔ)能模塊中。當(dāng)人腳抬起時(shí)，壓電俘能踏板在盤形壓電組件、彈簧一、異形梁結(jié)構(gòu)、彈簧二的彈性力回復(fù)，在此過程中盤形壓電組件和長方形壓電元件變形回復(fù)，基于壓電效應(yīng)輸出電能，并將產(chǎn)生的電能儲(chǔ)存在儲(chǔ)能模塊中。

本發(fā)明的有益效果是：利用壓電元件將路面受行人踩踏時(shí)產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)換成電能，為便攜電子設(shè)備充電站供能，有效減少了能量的浪費(fèi)；結(jié)構(gòu)簡單、使用安裝方便、綠色環(huán)保，能夠滿足常規(guī)電子設(shè)備的要求，適合在商場、火車站、公交車站、步行街等人流量大的地方使用。

附圖說明

圖1所示為本發(fā)明提出的面向電子設(shè)備充電站供能的壓電俘能踏板中發(fā)電單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2所示為本發(fā)明提出的發(fā)電單元中底座結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3所示為本發(fā)明提出的發(fā)電單元中底座剖視圖；

圖4所示為本發(fā)明提出的發(fā)電單元中盤形壓電組件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5所示為本發(fā)明提出的發(fā)電單元中盤形壓電組件剖視圖；

圖6所示為本發(fā)明提出的發(fā)電單元中彈簧一結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7所示為本發(fā)明提出的發(fā)電單元中異形梁結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8所示為本發(fā)明提出的發(fā)電單元中異形梁結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9所示為本發(fā)明提出的異形梁結(jié)構(gòu)中異形梁截面圖；

圖10所示為本發(fā)明提出的發(fā)電單元中長方形壓電元件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11所示為本發(fā)明提出的發(fā)電單元中長方形壓電元件截面圖；

圖12所示為本發(fā)明提出的發(fā)電單元中彈簧二結(jié)構(gòu)示意圖；

圖13所示為本發(fā)明提出的發(fā)電單元中壓板結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一：結(jié)合圖1～圖13說明本實(shí)施方式。本實(shí)施方式提供了一種面向電子設(shè)備充電站供能的壓電俘能踏板的具體實(shí)施方案。所述面向電子設(shè)備充電站供能的壓電俘能踏板由若干個(gè)發(fā)電單元a組成，所述所述發(fā)電單元包括底座1、盤形壓電組件2、彈簧一3、異形梁結(jié)構(gòu)4、長方形壓電元件5、彈簧二6、壓板7以及儲(chǔ)能模塊8；所述底座1設(shè)有4個(gè)方形凸臺(tái)1-1,其上表面與異形梁結(jié)構(gòu)4膠粘連接；所述底座1設(shè)有沉孔一1-2，以提供盤形壓電組件2的變形空間，所述沉孔一1-2高度h0大于等于1mm，所述沉孔一1-2直徑為d0；所述底座1設(shè)有沉孔二1-3，以實(shí)現(xiàn)盤形壓電組件2的安裝，所述沉孔二1-3高度h1等于所述盤形壓電組件2厚度h4，所述沉孔二1-3直徑為d1；所述沉孔二1-3底端面1-3-1與盤形壓電組件2膠粘連接；所述沉孔一1-2直徑d0與沉孔二1-3直徑d1的比值m0在0.5～0.9之間；所述盤形壓電組件2由圓形彈性基板2-1和圓形壓電元件2-2組成；所述盤形壓電組件2厚度為h4，所述圓形彈性基板2-1與圓形壓電元件2-2中心軸線重合放置，二者膠粘連接；所述圓形彈性基板2-1厚度為h2，所述圓形彈性基板2-1直徑為d2；所述圓形壓電元件2-2厚度為h3，所述圓形壓電元件2-2直徑為d3；所述圓形彈性基板2-1直徑為d2與底座1所設(shè)沉孔二1-3直徑d1相等；所述圓形壓電元件2-2厚度h3與圓形彈性基板2-1厚度h2的比值n1在1～1.5之間，所述圓形壓電元件2-2直徑d3與圓形彈性基板2-1直徑d2的比值為m2，m2小于m1，且在0.5～0.9之間；所述彈簧一3頂端與異形梁結(jié)構(gòu)4所設(shè)凸臺(tái)一4-1配合連接，所述彈簧一3底端與盤形壓電組件2接觸；所述異形梁結(jié)構(gòu)4設(shè)有凸臺(tái)一4-1，以實(shí)現(xiàn)彈簧一3的安裝固定；所述異形梁結(jié)構(gòu)4設(shè)有凸臺(tái)二4-2，以實(shí)現(xiàn)彈簧二6的安裝固定；所述凸臺(tái)二4-2設(shè)有圓孔4-2-1；所述異形梁結(jié)構(gòu)4設(shè)有4個(gè)異形梁4-3，所述異形梁4-3厚度為h5，所述異形梁4-3寬度為l1；所述長方形壓電元件5與異形梁結(jié)構(gòu)4所設(shè)異形梁4-3膠粘連接；所述長方形壓電元件5厚度為h6，所述長方形壓電元件5寬度為l2；所述異形梁4-3寬度l1與長方形壓電元件5寬度l2相等，所述長方形壓電元件5厚度h6與異形梁4-3厚度h5的比值在0.5～0.9之間；所述彈簧二6底端與異形梁結(jié)構(gòu)4設(shè)有凸臺(tái)二4-2配合連接，頂端與壓板7所設(shè)平面7-3接觸；所述壓板7圓柱一7-1，與異形梁結(jié)構(gòu)4所設(shè)圓孔4-2-1配合連接，以實(shí)現(xiàn)壓板7的安裝；所述壓板7設(shè)有圓柱二7-2，用于壓動(dòng)異形梁結(jié)構(gòu)4所設(shè)異形梁4-3變形；所述壓板7設(shè)有平面7-3，以實(shí)現(xiàn)彈簧二6的安裝；所述儲(chǔ)能模塊8，其用于與盤形壓電組件2或長方形壓電元件5通過導(dǎo)線連接，將盤形壓電組件2或長方形壓電元件5產(chǎn)生的電能儲(chǔ)存在儲(chǔ)能模塊8中，本具體實(shí)施方式中儲(chǔ)能模塊8可為羅博智能教育中心提出的be-4103射球儲(chǔ)能模塊。

工作原理：當(dāng)人踩在布置在地面上的壓電俘能踏板時(shí)，壓板7在壓力的作用下向下運(yùn)動(dòng)，壓動(dòng)異形梁結(jié)構(gòu)4使其帶動(dòng)長方形壓電元件5變形，同時(shí)異形梁結(jié)構(gòu)4壓迫彈簧二6，使彈簧二6壓迫盤形壓電組件2變形，長方形壓電元件5和盤形壓電組件2發(fā)生變形基于壓電效應(yīng)輸出電能，并將產(chǎn)生的電能儲(chǔ)存在儲(chǔ)能模塊8。當(dāng)人腳抬起后，壓電俘能踏板在盤形壓電組件2、彈簧一3、異形梁結(jié)構(gòu)4、彈簧二6的彈性力回復(fù)，在此過程中盤形壓電組件2和長方形壓電元件5變形回復(fù)，基于壓電效應(yīng)輸出電能，并將產(chǎn)生的電能儲(chǔ)存在儲(chǔ)能模塊8。