CN102677846A

CN102677846A - 智能型绿能指示地砖及其装置

Info

Publication number: CN102677846A
Application number: CN2011101692129A
Authority: CN
Inventors: 陈春翰; 陈一天; 叶健生; 念家富; 叶威廷
Original assignee: Hanyang Applied Material Technology Co ltd
Current assignee: Hanyang Applied Material Technology Co ltd
Priority date: 2011-03-11
Filing date: 2011-06-22
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2031-06-22
Also published as: TW201239242A; CN102677846B; TWI485351B

Abstract

本发明提供一种智能型绿能指示地砖及其装置，至少包括多个压电转换地砖铺设排列于逃生梯，或表演厅的走道上，在这些压电转换地砖的一侧或两侧周边另铺设有相对应的发光二极管。压电转换地砖的被踩踏而产生的电能经整流后输出于发光二极管而形成逃生方向的指示灯。在另一实施例中，上述压电转换地砖产生的电能经整流后，再经第一电压调节器调节电压后再储存于一电能储存单元。电能储存单元输出的电能再经由一控制单元输出于LED。其中，控制单元由光感测器决定是否需要使LED发亮。另外，更选择性包括交流电源，将其整流及电压调节后储存于电能储存单元，以提高LED亮度。

Description

智能型绿能指示地砖及其装置

技术领域

本发明关于一种绿能技术，特别是一种智能型绿能指示地砖及其装置。

背景技术

随石油价格高涨，及二氧化碳排放导致南极圈臭氧层破洞的加大，能再生且洁净能源成为各国竞相追求的目标，新的能源发展方向，其中以太阳能、风能与生质能源的技术开发最为热门。现有的生质能源开发技术又饱受与人争粮食而导致粮食价格的高涨的批评，风能则受到地理环境较多的限制，例如它必须在空旷之处，乡下可以，都市较多的建物，不利于其发展。此外，也受季节的影响。例如中国台湾，东北季风较强，但它发生用电相对少的冬季。

而太阳能则不然，夏天日照较丰富，也是一整年中，耗电量最高的季节，且也没有都市、乡村之分，它只和地球纬度有关，加上太阳能取之不尽，用之不绝，且近乎零污染的特性使得它成为当今最热门的绿能。

机械能则是另一种值得考量的能源，它始终存在于地球环境中，上述的风能也是其中的一种。海浪浪潮变化也是，它也深受到地理环境所限制。再一种机械能，它是水力发电，借着水库水位或瀑布的落差发电。因此，它只有在特定的地理环境才可能产生。

再有一种机械能能源，它是利用压电材料组成的压电单元，利用机械变形来转换为能量。这种机械能产生的能量远远小于前述的各种能量，除部分特殊具有防水防锈设计压电单元可利用海浪浪潮来转换外，已知利用压电技术产生能源的都与人有关，例如，在交通频繁的马路，只要在马路下方埋设压电单元，它就可让汽车行走的动能转换为电能，而这种电能至少可以使马路的照明设备自给自足，亦即利用压电转换单元的电能供应路灯。

另一个可资利用且值得开发利用的是人的行动。只要是人群聚集处就需要使用到电，因此，若能善加利用人走路所施给压电单元的力，将是非常美妙的一种绿能。只可惜现有的压电单元本身体积常太大，特别是在垂直于平面的第三轴，必须足够的厚度以提高压电转换效率，另外，就是人的走路除非是闹区，或是夜市或是重要的人行道，否则，稀稀落落的人员走过，使得压电变形量相对有限，且不是连续变化，因此，这个电力就少得可怜一般都不会有开发商加以注意。换言之，想要利用个人走路来进行压电转换是缺乏诱因的。

发明内容

有鉴于此，本发明的一目的便是改变上述固有看法，并提供压电单元更重要的应用。将个人走路这样的事件变成有用的能量。

本发明揭露一种智能型绿能(smart green power)指示(Directional)地砖及其装置，至少包括多个压电转换地砖铺设排列于逃生梯，或表演厅的走道上，在这些压电转换地砖的一侧或两侧周边另铺设有相对应的发光二极管。压电转换地砖被踩踏而产生的电能经整流后输出于发光二极管而形成逃生方向的指示灯。

在另一实施例中，上述压电转换地砖产生的电能经整流后，再经第一电压调节器调节电压后再储存于一电能储存单元。电能储存单元输出的电能再经由一控制单元输出于LED。

其中，控制单元由光感测器检测周围环境明亮度，太暗时就使LED点亮。

另外，更选择性包括交流电源，将其整流及电压调节后储存于电能储存单元，以提高LED亮度。

本发明的LED主要通过地砖内压电转换模块所产生的电能提供LED电力，本发明的地砖是铺设于逃生梯的地板上，而LED又铺设于两侧，LED点亮时就构成方向灯，此外，也只有在有人行走的时候在触发LED的点亮，故堪称为智能智能型绿能指示装置。

附图说明

图1显示本发明压电发电智能型绿能指示地砖的简易实施电路方块图。

图2显示本发明压电发电智能型绿能指示地砖的实施应用例示意图。

图3显示本发明压电发电智能型绿能指示地砖的再一实施例的电路方块图。

图4显示本发明压电发电智能型绿能指示地砖的再一实施例的电路方块图中控制器包括一微处理器又地砖也有信号线连接至切换开关时的示意图。

图5A显示本发明压电发电智能型绿能指示地砖俯视图。

图5B及图5C显示本发明压电发电智能型绿能指示地砖两个侧面剖面结构图。

附图标号：

105：压电发电地砖 10：上盖

10a：上盖内表面 11：下盖

14：突起物 12：机电转换单元

12b：电路板 12a：压电片

15：防水膜层 13：气垫

107：电容 109L、109R左右脚踩踏处

108A：地砖左边 108B：地砖右边

110：第一电压调节器 111：信号线

125L：点亮的LED 125R点亮的LED

115：电能储存单元 122：光感测器

120：控制单元 106、135：整流器

125：LED或其它影音装置 121a：微处理器

121a：交换开关 121c：总线

140：第二电压调节器 130：交流电源

具体实施方式

本发明提供一种高效能的智能型如图所示，包括压电转换地砖105电容107、发光二极管(LED)125。压电转换地砖105在被使用人踩踏的当下，由压电转换内的二极管电路106整流以输出约4V的峰值涟波，此电压再经由简易的电容或超级电容107放电至LED绿能指示地砖，特别是使用于逃生梯或一般的楼梯，或者是电影院或表演厅的地砖。请参考图1所示的电路模块图，LED125可以选用例如2.5V就可发光的二极管。电容107可以延迟放电时间。

在一实施例中，请参考图2的一应用例。本发明实施时，楼梯地砖采用了高效能的压电转换地砖105，这种地砖105可以很薄，薄到只有约略一般地砖的厚度，而楼梯板的一侧边108a或两侧边108a、108b则设有多颗发光二极管(LED)125。压电转换地砖105输出的电能供应前方及后方楼梯地砖的楼梯板上的LED灯125电源。亦即每一块地砖的电能不供应自身旁的LED灯125而是将电能输出端以导线(未图示)同时连接于该地砖前方及后方楼梯地砖的楼梯板上的LED灯125。因此，两脚踩在同一阶梯时，该阶梯旁的LED灯125不亮，但前后阶亮，但当两脚分别踩在前后阶梯109L、109R时，将同时有四块压电转换地砖105旁边的LED灯亮，即，分别有两组125L及两组125R同时亮，如图2所示，在图2中数字125的LED没有亮。这种安排是为了节能，另一方面将电能集中输出在使用者的前后，使这些位置的LED125L、LED125R亮度提高。

想象一种情境，大楼因某些事故停电时，例如，火灾或地震而必须疏散时，你必须由紧急逃生梯离开，而不幸紧急照明灯的电池又电力不足时，那将是一幅可怕的景象。有了本发明的智能型指示灯，则上述的问题，将很容易获得解决。

因为，当你的鞋子踩在楼梯板时，高效能的压电转换地砖105已为你提供了上、下一阶楼梯板的LED灯照明了。因此，只要顺着亮光的方向踩出去(上楼时可以不管后方的灯)，LED灯将指引你向安全的出口。同样，下楼梯也是一样，下梯子时前后方的LED灯都亮了，你只要顺着LED灯亮方向前进，它就可以指引你向安全的出口。

本发明的智能型绿能指示地砖不需要额外的家户用电或大楼的电力，也不需要任何额外的感测器，人员踩踏压电转换地砖105就是最佳的感测器。特别的是，逃生梯、楼梯间，使用本发明的地砖没有人行走时，照明装置不需要点亮，因此，不像一般楼梯间没人行走时也是亮的，形成一种浪费。另外，在紧急需要时，例如，遇到大楼火灾或地震而停电时，本发明可以在有人时自我发电，而提供照明，或方向指示。

在另一较佳实施例中，也是更为实用的电路模块图，请参考图3。如图3所示，包括压电转换地砖105提供电源来源经由第一电压调节器110、电能储存单元115储存电能，再输出至控制单元120，用以将电源输出至发光二极管(LED)125，此外，控制单元120，另由光线感测器122所控制。有一支电源是由室内的交流电源130提供，例如100V至260V的电源插座经由整流器135、第二电压调节器140，调节至适合于对电能储存单元115充电。其中，LED125，在另一实施例中，例如，逃生梯，是以声音的形式输出，或声音与光同时输出。

控制单元120及光线感测器122则用以控制电能是否输出至LED125。白天光线充足时，例如，LED125的发光亮度不及周围环境时，光线感测器122就令控制单元120停止输出，或者仍然输出，或者输出的是语音。另外，在特殊情况下，例如，人员休假时可依需要输出或不输出。如此，将可达到节能或使能量做最佳化的应用。由于压电转换地砖105所产生的电源先储存于电能储存单元115，因此，在一简单的控制单元120(开关型)下，电能允许输出时，将使和控制单元120所有连接的LED全亮。在本实施例中，由于有电能储存单元115提供电能。故即使LED全亮，每一只LED的亮度容许较高。

在另一实施例中，如图4所示，控制单元120更进一步具有一微处理器121a及交换开关单元121b的示意图，而由微处理器121a指定那些个LED 125要亮，那些个LED不亮。而，每一压电转换地砖105除了将电能输出至第一电压调节器外，并且也连接一信号1111至交换开关单元121b，此交换开关单元121b由一总线121c连接至微处理器121a。微处理器121a得以根据信号来源而令交换开关单元121b允许那些个区域的LED125亮，其余不亮。如此，可以节省不必要的能源浪费，另一好处是方向性的指引，例如是单向的。

压电转换地砖105的请参照图5A为本发明压电发电模块1的俯视图及图5B与图5C的两个侧面剖面示意图。在一较佳实施例中，压电发电模块1包括一上盖10、一下盖11、一机电转换单元12、一气垫13、及多个突起物14。机电转换单元12包括多个压电片12a贴合在一金属片上与一电路板12b将这些压电片12a以串联或并联方式连接，且有一整流二极管(未图示)以供电力输出，最外有防水膜15。

本发明实施例的突起物14是锥形体、圆球或者短圆柱体，锥形体顶点朝下，即下尖(当然，不要太尖锐，有圆角或镶以小珠子应是最适当的)上平，但实质上也可以是半圆球，并且，最好是由刚性系数大约0.7以上的刚性材料所制备。突起物14如图5B所示，其特征是接近上盖10(即施力处)的上表面积要大于与机电转换单元12接触点的下表面积，以产生压力放大的效果。上表面积/下表面积比愈大，则放大效果愈佳。突起物14可以任意现有的固定方式固定于上盖10内表面10a，也可以和上盖10一体成型。

依据本发明的再一实施例，智能型绿能指示地砖是将压电转换地砖105装设于表演厅或电影院的走道上。相信有很多人都有这样的经验，当你去电影院看电影但迟到时，由于戏院大灯已熄，只有荧光幕上投影影像亮光，此时就需要一位招待员拿着手电筒为您带路，走道上铺设本发明的压电转换地砖105及LED灯，LED灯也可以排成：例如7段显示器或其它的造字排列以引导该观众，并可使看表演者或看电影者受到最小的干扰，因为只有该观众所在位置的前方压电转换地砖105有亮灯。

本发明具有以下的优点：

1.本发明的绿能指示装置，不使用时不需要额外的电能去维护，需要时(有人行走时)指示装置才作用，同时也不需额外的感测器或检测器，因为它的本身就会发电，因此，堪称智能型。

2.只要有人行走的走道或楼梯间，本发明的绿能指示装置都可以提供方向的指示，它本身就是极小型发电机，因此，可作为大楼的消防设备之一。

3.本发明的压电转换地砖，内部已做了压力放大的单元于其内，因此，厚度可以很薄，使用于楼梯地砖时，不会增加阶梯高度。

本发明虽以较佳实例阐明如上，然其并非用以限定本发明精神与发明实体仅止于上述实施例。凡本领域的技术人员，当可轻易了解并利用其它元件或方式来产生相同的功效。是以，在不脱离本发明的精神与范畴内所作的修改，均应包括在权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种智能型绿能指示地砖，其特征在于，所述能型绿能指示地砖至少包括：

多个压电发电模块地砖，铺设于人行地面上，作为电能产生源，所述压电发电模块地砖的每一个都有一第一电能输出端及一第二电能输出端；

多个整流器，连接于所述的第一电能输出端及一第二电能输出端，以转换为直流输出；

多个发光二极管指示灯，所述发光二极管指示灯铺设于所述压电发电模块地砖的一侧、或两侧，以作为一方向指示灯，其中当下被踩踏的每一所述压电发电模块地砖将其所述第一电能输出端电能输出至行进方向方相邻的第一压电发电模块地砖侧的所述发光二极管指示灯，其所述第二电能输出端电能输出至行进方向后方相邻的第二压电发电模块地砖侧的所述发光二极管指示灯。

2.如权利要求1所述的智能型绿能指示地砖，其特征在于，所述的人行地面为建筑物的逃生梯。

3.如权利要求1所述的智能型绿能指示地砖，其特征在于，所述的人行地面包括电影院、表演时室内天花板灯光关闭的表演厅的走道。

4.如权利要求1所述的智能型绿能指示地砖，其特征在于，所述智能型绿能指示地砖更包括电容与所述整流器连接以增加放电时间。

5.如权利要求1所述的智能型绿能指示地砖，其特征在于，所述的压电发电模块地砖是不具有弹簧，但有弹性材质的上盖及下盖容置一气垫组及多个突起物，所述气垫组及多个突起物中间包覆多个机电转换单元于其内，且所述突起物与所述上盖接触面积大于和所述机电转换单元上的多个压电片的接触面，以使得压力放大。

6.一种智能型绿能指示装置，其特征在于，所述智能型绿能指示装置至少包括：

一压电转换地砖；

一第一电压调节器；

一电能储存单元；

一控制单元；

一发光二极管，其中所述的压电转换地砖电能输出端连接于所述第一电压调节器以调整至可供所述电能储存单元储存电能的电压，再通过所述控制单元的控制以决定是否使所述电能储存单元输出至所述发光二极管。

7.如权利要求6所述的智能型绿能指示装置，其特征在于，所述智能型绿能指示装置更包括多个压电转换地砖依预定的逃生路线一一铺设于逃生梯及多个发光二极管铺设于逃生梯周遭，以形成逃生路线照明指示装置。

8.如权利要求6所述的智能型绿能指示装置，其特征在于，所述智能型绿能指示装置更包括一交流电源、一整流器、及一第二电压调节器以对所述电能储存单元补充电能。

9.如权利要求6所述的智能型绿能指示装置，其特征在于，所述智能型绿能指示装置更包括一光感测器连接所述控制单元，以感测周围环境明亮度。

10.如权利要求6所述的智能型绿能指示装置，其特征在于，所述的压电发电模块地砖是不具有弹簧，但有弹性材质的上盖及下盖容置一气垫组及多个突起物，所述气垫组及多个突起物中间包覆多个机电转换单元于其内，且所述突起物与所述上盖接触面积大于和所述机电转换单元上的多个压电片的接触面，以使得压力放大。