CN102486044A - 一种基于动、势能转换电能的发电地板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种把人体平时运动中所产生的动能和势能通过弹性物质带动线圈来切割磁感线的方式来转化为电能，并通过整流、幅值变换电路和蓄能电路，将产生的电量储存在蓄电装置中。该发明由线圈式发电装置、整流电路、幅值变换电路、电容、蓄能装置和定位装置组成。该发明所使用的发电装置是由线圈、永磁体、弹性材料组成。

Description

一种基于动、势能转换电能的发电地板

技术领域

本发明涉及一种把人体平时运动中所产生的动能和势能，通过弹性物质带动线圈来切割磁感线的方式转化为电能并储存起来的发电地板。

背景技术

近年来，随着低碳环保理念的深入人心，许多国家先后加大力度采用了一些可再生的发电系统：例如太阳能发电技术日趋完善，风力发电、水力发电和核能发电也日益普及。然而对于以上三种发电方式而言，太阳能虽然号称无污染发电，但它的太阳能硅片制作行业却是高污染行业。而且，现阶段太阳能发电存在占地面积广，发电率也相对低下的问题；风力发电和水力发电受周边环境因素制约，风力发电减缓了风力，破坏了大气环流，不利于地面温度降低和水分的补给；水力发电更是破坏周边植被的元凶；核能发电技术含量较高，但操作比较困难。如此而言，似乎没有一款发电系统是真正绿色环保并且可以长时间使用的。

目前发现通过人体走动、等上下运动在一种特殊的复合型材料上并利用液压传动水轮发电的方式对地板进行压力发电，但因为其电能小，材质以及系统疲劳程度的问题影响其发电和安装，本发明提供一种，无污染，高效能转化，体积小，安装方便的踩踏式压力发电地板。现阶段，英国、日本已开发出基于不同工作原理的试验样机。由于我国人口众多，一般一个大型商场及地铁站日人流量均在几万人，如果“发电地板”发电效率能达到预期目标，就有希望投入实际运用。这些“发电地板”有望为人流量大的百货公司、地铁车站等场合设备提供电力，达到低碳环保发电的目的。随着低碳、环保意识的深入人心，该产品的开发生产将有着广阔的市场前景。

发明内容

本发明主要解决问题是提供一种可以有效地将人体运动中浪费掉的动、势能转化为电能并且储存起来的方法

本发明解决上诉技术问题所采用的技术方案为：利用人们行走时作用于地面的压力，由于人踩踏的原因导致面板下移，同时带动连接在面板上面的永久磁铁(可以是环式或者柱式)和电感线圈相互靠拢，切割磁感线后产生电流，同时挤压弹性材料，发生形变。当人群离开踩踏面板后，由于弹性材料恢复的原因，导致面板上面的永久磁铁和电感线圈相互分开，再次切割磁感线，同时又一次产生电流。电流首先通过整流蓄能电路，接着连接电能幅值变换装置将储能电路来的电能变换成幅值固定的等幅脉冲波，然后连接充电电容和外接的蓄电装置将产生的电保存下来。同一块地板中可以放置一个或者多个线圈式磁力发电机。一个蓄电池也可以通过电路连接一个或者多个发电地板形成一套可以实用的发电设备。该压力发电地板内置线圈式磁力发电机、弹性材料、桥式整流电路、电能幅值变换电路，储电电容和外接电源输出和外置的蓄电装置，还有顶部的踩踏面板，并且依靠定位轴限制面板位置。这种发电装置是完全清洁的，安全的，高效能的发电装置，克服地域以及地点的安装限制，随着人流量的密集而产生强大的发电能力，充分利用人类本身的重力势能和动能产生的电能，达到开发“绿色可再生能源”的目标，用达到以节能减排，低碳环保的功效。

附图说明

图1为压力发电地板的发电装置动圈式总体剖面示意图。

图2为压力发电地板中单个发电装置的平面图。

图3为动能发电电路示意图。

图4为发电地板总体平面图(9个发电线圈模式)。

图5为压力发电地板中基于环式永磁体的单个发电装置的剖面图。

图6为压力发电地板中基于柱式永磁体的单个发电装置的剖面图。

图中序号说明：(1)踩踏面板、(2)永磁体、(3)弹性材料(可以是弹簧或者弹性橡胶一类的弹性材料)、(4)定位轴、(5)外壳、(6)线圈、(7)空隙部分、(8)第一层导电线圈(9)绝缘材料层(10)第二层导电线圈(11)单个发电装置(12)压力发电器总结构(13)地板机座总结构

图中代号说明：(a)感应线圈电路(b)桥式整流电路(c)电能幅值变换电路(d)蓄电装置

具体实施

以下结合附图实施对于本发明做进一步的详细描述。

一种基于动、势能转换电能的发电地板，该地板可以被安放在人流量比较多的通道上，尤其是那些地铁站台，火车站台，汽车站台，学校过道，商场，超市，舞厅等人流密度相对高的地方，可以收集人们行走时对于地面的压力而产生的动、势能变化所发出的电量，通过蓄电装置加以积累，以供使用。当人们踩到图1中踩踏面板(1)时，由于重力做功的原因导致面板下移，同时带动连接在面板上面的永久磁铁(2)和电感线圈(6)相互靠拢，切割磁感线后产生电流，同时挤压弹性材料(3)，发生形变。当人群离开踩踏面板(1)后，由于弹性材料(3)恢复的原因，导致面板上面的永久磁铁(2)和电感线圈(6)相互分开，再次切割磁感线，同时又一次产生电流。该系统通过一次挤压后产生的两次电流都通过图3的整流蓄能电路，将电能累积在蓄电池中，每个蓄电池可以连接多个发电地板，已达到整体系统共同采集蓄能的作用。其中永久磁铁可以使环状的如图5，也可以是柱状的如图6。在地板被挤压时，定位轴(4)会陷入外壳(5)的定位孔内，当压力消失地板回复以后，定位轴(4)会从位于外壳(5)上的定位孔中离开，并恢复到原始状态，这样通过定位轴的可以保证发电地板顶部与底部不发生平移，从而保护内部系统的稳定。

Claims (8)

1.一种基于动、势能转换电能的压力发电地板，其特征在于：该压力发电地板内置线圈式磁力发电机、弹性材料、桥式整流电路、电能幅值变换电路，储电电容和外接电源输出和外置的蓄电装置，还有顶部的踩踏面板。当踩踏面板被挤压时，由于重力做功的原因导致面板下移，同时带动连接在面板上面的永久磁铁和电感线圈相互靠拢，切割磁感线后产生电流，同时挤压弹性材料，发生形变，接着当人群离开踩踏面板后，由于弹性材料恢复的原因，导致面板上面的永久磁铁和电感线圈相互分开，再次切割磁感线，同时又一次产生电流。

2.按权利要求1所诉的一种基于动、势能转换电能的压力发电地板中，产生的电流首先通过整流蓄能电路，接着连接电能幅值变换装置将储能电路来的电能变换成幅值固定的等幅脉冲波，然后连接充电电容和外接的蓄电装置将产生的电保存下来。

3.按权利要求1所诉的一种基于动、势能转换电能的压力发电地板中，可以有一个或者多个线圈式磁力发电机。

4.按权利要求1所诉的一种基于动、势能转换电能的压力发电地板中，可以是踩踏面板连接永久磁铁，地板底部连接磁感线圈，或者踩踏面板连接磁感线圈，地板底部连接永久磁铁。

5.按权利要求1所诉的一种基于动、势能转换电能的压力发电地板中，弹性材料可以是弹簧或者弹性橡胶等其他弹性材料。

6.按权利要求1所诉的一种基于动、势能转换电能的压力发电地板中，线圈部分可以是单层线圈也可以是中间有绝缘层的多层线圈。

7.按权利要求1所诉的一种基于动、势能转换电能的压力发电地板中，连接到外部蓄电装置的发电地板可以是一块，也可以是多块。

8.按权利要求4所诉的一种基于动、势能转换电能的压力发电地板中，永久磁铁可以是柱状或者是环状的。

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