CN102588867A - 一种可自供电的建筑物楼梯照明装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可自供电的建筑物楼梯照明装置，其包括安装在楼梯台阶上的发电装置、调压整流电路、储能装置以及LED灯组，当人走过楼梯并踩踏上述装置时，装置吸收人体的压力动能，并将所吸收的动能转换为电能；所产生的电能经过整流调压存储在储能装置中，并利用所产生的电能驱动布置在楼梯两侧墙壁的低功率LED照明灯，从而实现了楼梯的照明。相对于现有的楼梯应急照明技术，本发明在不需要接入外部供电电源的情况下实现了楼梯的照明，特别是在应急状况下具有可靠性高、安全性能好的特点，同时也减少了楼梯应急照明的设备投入及维护费用，大大减少了经济投入。

Description

一种可自供电的建筑物楼梯照明装置及其方法

技术领域

本发明涉及可再生能源领域，具体涉及一种完全自供电的、无需外部额外供电的建筑物楼梯照明装置及其方法，同时也具体涉及一种收集人体动能并转化为电能的装置及方法。

背景技术

 随着社会经济的发展，现代化的都市拥有越来越多的高楼大厦，同时由于电梯的普及，这些高楼大厦也普遍安装电梯供人们使用。另一方面，由于消防的要求，所有建筑物必须有消防楼梯，同时配备照明、应急照明等设备。由于一般情况下人们不会使用消防楼梯，因此，上述这些照明设备长期出于空置状态，但又必须配置且需要经常维护，这是一笔很大的开支。考虑到人们在应急状况下才会使用消防楼梯，而往往在这种情况下，外部的电源是中断的，例如火灾的情况，又如911事件中的帝国大厦，在紧急情况下依赖外部电源成为一种负担。考虑上述的问题，有必要寻求一种可以不依赖外部电源、同时可以在应急情况下进行照明的方法，同时减少必要的设备支出的新技术。

众所周知，人在步行过程中脚底与地面存在很大的压力（至少是等于人体的重量，如果加上步行的加速度，就远不止人体的重量），如果给予这个压力很小的位移，那么就可以做很大的功，而这个很小的位移并不会明显影响人体的步行。因此，可以设计一个特殊的装置，来捕获人体步行中的压力动能，并将这捕获的这部分压力动能转换为电能，用来驱动建筑物楼梯的照明灯（例如低功耗LED灯）。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种可自供电的建筑物楼梯照明装置，该装置利用人体的走动过程中的压力动能，对这部分人体压力动能进行捕获，将其转换为电能，并供给楼梯的照明设备使用，从而避免了常规楼梯照明以及应急照明设备的大量使用，既可以保证人们在使用楼梯时候的安全性，同时减少大量照明设备的经济投入。

本发明的目的通过如下技术方案实现：一种可自供电的建筑物楼梯照明装置，包括安装在楼梯台阶上的发电装置、调压整流电路、储能装置以及LED灯组，所述发电装置包括可动盖板、安装在可动盖板下方的若干永磁磁铁、中间盖板、若干动能捕获机构和固定底座；动能捕获机构封装在固定底座里；可动盖板上设有定位轴和复位弹簧，通过中间盖板安装在固定底座上，并可上下移动。

所述动能捕获机构包括圆筒，圆筒内部装有依次串联的第一螺旋弹簧、第一永磁磁铁、隔板、第二永磁磁铁和第二螺旋弹簧，第一螺旋弹簧安装在圆筒顶端，第二螺旋弹簧安装在圆筒底端，构成振动系统；圆筒的外面缠绕有线圈。

所述可动盖板下方的永磁磁铁与圆筒中的第一永磁磁铁极性相同，通过踩踏可动盖板来驱动圆筒内的振动系统。

所述发电装置为矩形或者其他形状。

所述LED灯组安装在楼梯两侧墙壁和台阶上，并可根据LED灯的数量安装多个串联连接的发电装置。

所述线圈通过调压整流电路与储能装置连接。所述储能装置包括超级电容或其他储能单元元件。

本发明的另一目的还在于提供一种可自供电的建筑物楼梯照明方法，其技术方案包括以下步骤：

（1）踩踏发电装置，可动盖板向下运动，安装在可动盖板下方的永磁磁铁驱动圆筒中的第一永磁磁铁，同时带动第一螺旋弹簧拉伸以及第二螺旋弹簧压缩；

（2）第一永磁磁铁和第二永磁磁铁随着弹簧运动形成震荡，在磁铁周围生成了不断变化的磁场；

（3）位于磁场中的线圈生成感应电流，经过调压整流电路存储在储能装置中；

（4）储能装置驱动LED灯组，实现了建筑物楼梯的照明。

本发明相对于现有技术，具有以下优点：

本发明是利用人体在步行中的压力动能来发电，从而提供给安装在楼梯中的LED灯组进行照明使用，该发明简单、容易制造及安装，并且无需外部电源，减少了设备对外部电源依赖，增加了建筑物楼梯在紧急状况下照明的可靠性，增强了安全性。

 

附图说明

图1是本发明发电装置的结构图。

图2是本发明的动能捕获机构的结构图。

图2示出：1、线圈；2、第一螺旋弹簧；3、第一永磁磁铁；4、第二永磁磁铁；6、第二螺旋弹簧；7、隔板；8、圆筒；9、可动盖板；10、永磁磁铁；11、定位轴；12、复位弹簧；13、中间固定盖板。 

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的实施不限于此。

如图1所示是本发明中发电装置的结构图。发电装置制作成矩形状，其包括了多个具有相同结构和尺寸的动能捕获机构，所有这些动能捕获机构都封装在一个固定底座中，并用一个中间盖板将这些动能捕获机构封装固定，驱动装置是一个可动盖板，其下方固定了多个永磁磁铁，用于驱动捕获机构，可动盖板安装有定位轴，通过中间盖板安装在固定底座上，并可上下移动。可动盖板的定位轴上布置有弹簧，可以使可动盖板复位。

如图2所示的动能捕获机构，主要包括了由隔板7连接的第一永磁磁铁3和第二永磁磁铁4，第一永磁磁铁3通过第一螺旋弹簧2与圆筒8的顶端连接，第二永磁磁铁4通过第二螺旋弹簧6与圆筒8的底端连接，构成振动系统。并将整个振动系统放置在塑料制的薄壁圆筒8中，圆筒8外侧饶有线圈1，用于生成感应电流。

所述线圈通过调压整流电路与储能装置连接，将经整流升压后的感应电流存储在超级电容中。也可将多个发电装置串联起来，从而可以驱动更多的LED灯组，并延长LED灯组的照明时间。

根据上述说明书的揭示，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (6)

1.一种可自供电的建筑物楼梯照明装置，包括安装在楼梯台阶上的发电装置、调压整流电路、储能装置以及LED灯组，所述发电装置包括可动盖板、安装在可动盖板下方的若干永磁磁铁、中间盖板、若干动能捕获机构和固定底座；动能捕获机构封装在固定底座里；可动盖板上设有定位轴和复位弹簧，通过中间盖板安装在固定底座上，并可上下移动；其特征在于所述动能捕获机构包括圆筒，圆筒内部装有依次串联的第一螺旋弹簧、第一永磁磁铁、隔板、第二永磁磁铁和第二螺旋弹簧，第一螺旋弹簧安装在圆筒顶端，第二螺旋弹簧安装在圆筒底端，构成振动系统；圆筒的外面缠绕有线圈。

2.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于所述可动盖板下方的永磁磁铁与圆筒中的第一永磁磁铁极性相同。

3.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于所述储能装置包括超级电容。

4.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于所述LED灯组安装在楼梯两侧墙壁和台阶上。

5.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于所述线圈通过调压整流电路与储能装置连接。

6.根据权利要求1所述装置用于建筑物楼梯照明的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）踩踏发电装置，可动盖板向下运动，安装在可动盖板下方的永磁磁铁驱动圆筒中的第一永磁磁铁，同时带动第一螺旋弹簧拉伸以及第二螺旋弹簧压缩；

（2）第一永磁磁铁和第二永磁磁铁随着弹簧运动形成震荡，在磁铁周围生成了不断变化的磁场；

（3）位于磁场中的线圈生成感应电流，经过调压整流电路存储在储能装置中；

（4）储能装置驱动LED灯组，实现了建筑物楼梯的照明。

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