[发明专利]一种基于压电发条的路面能量采集器

说明书

本发明公开了一种基于压电发条的路面能量采集器，包括踏板、盖板、箱体、齿轮、齿条、弹簧、套筒、齿条传动体、压电发条和固定轴，所述盖板与箱体通过螺钉连接，踏板位于盖板上方，与齿条连接，齿条下端部与内部装有弹簧的套筒连接，齿条与小齿轮啮合，小齿轮与大齿轮同轴固定，大齿轮与其两侧的齿条传动体啮合，齿条传动体与压电发条及内部装有弹簧的套筒连接，压电发条为上下表面贴有压电片的发条，压电发条中心端锁定在固定轴上，固定轴固定在箱体上，箱体共有三个腔室，压电发条共有两类。此装置适用于人流量较大的地方，采集人行走时产生的机械能。压电发条变形大，发电量大，压电发条采用集装的形式，机械能利用率高。

技术领域

本发明为一种基于压电发条的路面能量采集器，可有效采集集人行走时对地面作用的机械能进行发电，属于压电发电及再生环保新能源领域。

背景技术

随着时代的进步，社会的发展，能量需求在与日俱增，寻求新能源以及利用再生能源是必不可少的。利用压电材料的正压电效应可将周围环境中的机械能转化成电能，以实现电子设备的自供能，既能够解决电池更换不方便问题，又能够节约能源，保护环境。

中国专利公开号CN103986369A公开了一种利用沥青路面变形进行发电的道路发电装置，该装置利用安装在路面沥青中的压电发电装置进行发电，但压电片的变形比较小，且难以实现。中国专利公开号CN104009669A公开了一种分块悬臂梁结构的压电地板装置，该发明在一个装置中利用顶板直接作用在压电片上进行发电，压电片变形比较小，很难推广。

发明内容

为了充分利用各种频率的振动进行发电，并且能够最大限度的利用机械能，本发明提供了一种基于压电发条的路面能量采集器，其结构设计使之具有能在任何振动频率下都能有效发电的能力，使得此装置有更加广阔的应用前景。

为了解决上述技术问题，本发明一种基于压电发条的路面能量采集器，其特征在于：盖板2通过螺钉与箱体3连接；踏板1通过短弹簧5安装于盖板2上方，并与箱体3里的齿条4连接；所述齿条4下端部与内部装有短弹簧5的短套筒8连接，齿条4与小齿轮6啮合；所述短套筒8固定在箱体3内部下表面上对齿条4的运动起到限位和导向的作用；两个同轴齿轮均装配在齿轮轴14上；所述齿轮轴14与轴承16配合，安装在箱体3内；所述小齿轮6与大齿轮7同轴固定，它们作为一级增速器将很小的位移放大多倍；所述大齿轮7与其两侧的齿条传动体9啮合传动，带动齿条传动体9做上下往复的运动；所述齿条传动体9与压电发条及内部装有长弹簧10的长套筒11连接；所述压电发条为上下表面贴均有压电片的发条，压电发条中心端锁定在固定轴15上；所述压电发条共有两类，齿条传动体9相对的一面安装具有两个外端头的二个端头压电发条13，齿条传动体9相反的面安装具有一个外端头的一个端头压电发条12；所述长套筒11固定在箱体3内部上下底面，对齿条传动体9的运动起到限位和导向的作用；所述固定轴15固定在箱体3上；所述箱体3共有三个腔室。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果。

(1)本发明利用齿条传动体的移动使压电发条产生变形，因此只要踏板有动作就可以进行发电，从而使得发电不受振动频率的影响。

(2)本发明增加齿轮传动，使得踏板很小的位移也能使压电发条产生很大的变形，因此发电效果好。

(3)本发明在相对较小的空间可以安装多对压电发条，这使得作用于踏板上的机械能得到较大的利用。

(4)本发明利用压电发条发电，根据压电发条固有属性，压电发条小的形变就可以产生较大的应变，根据机电耦合原理压电发条将会产生较大发电量。

附图说明

图1是本发明中具有一个外端头压电发条的结构示意图；

图2是本发明中具有两个外端头压电发条的结构示意图；

图3是本发明中压电发条的局部放大示意图；