CN103023122B - 一种高效发电地砖 - Google Patents

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Abstract

一种高效发电地砖，属于节能环保领域。包括导磁顶座和导磁底座，导磁顶座的上端安装有透光地砖、内部中间有一号导磁环，一号导磁环的下方有二号导磁环；导磁底座的底部安装永磁体，永磁体的上方安装集磁体，集磁体的上方是上集磁板、中间为柱体部分、下方为下集磁板，集磁体的中间柱体部分缠绕有磁感应线圈，上集磁板的上方有锂电池板，锂电池板的上方有LED灯板，LED灯板上有光敏开关和踩踏开关。本发明改变了传统利用磁感应线圈切割磁感线的费力发电方式，利用行人踩踏透光地砖时的力，巧妙控制地砖内部磁通路开启和关闭来改变磁通量以实现发电目的。该装置制造简单、造价低廉、可靠性高、实用性强特点等，特别能够唤醒更多人的节能环保意识。

Description

一种高效发电地砖
技术领域
本发明涉及一种地砖，特别是一种高效发电地砖，属于节能环保领域。
背景技术
随着人们节能环保意识的不断增强，一种利用行人发电的地砖将会受到人们的普遍欢迎，目前存在的发电地砖要么结构复杂不易制造，要么采用压电材料，造价较高，而且性能单一，仅有发电功能，因此发明结构简单、成本低廉、发电效率高，且集成发电、照明等功能的一种利用行人发电的地砖将有巨大市场前景。因此发明一种发电效率高、造价低廉、可靠性高、实用性强的利用行人发电的电磁感应地砖将具有广阔应用前景。
发明内容
本发明的目的是：提供一种高效发电地砖，改变了传统利用磁感应线圈切割磁感线发电的费力传统发电方式，利用行人踩踏透光地砖时的力，巧妙的控制地砖内部固定的磁通路开启和关闭来改变缠绕在磁通路外的磁感应线圈内部的磁通量以实现发电目的，提高了发电效率。
本发明的结构为：如图1和2所示，一种高效发电地砖，包括导磁顶座2和导磁底座19，导磁顶座2的上端安装有透光地砖1、内部中间有一号导磁环4，一号导磁环4的下方有二号导磁环5；导磁底座19的底部安装永磁体17，永磁体17的上方安装集磁体14，集磁体14的上方是上集磁板15、中间为柱体部分、下方为下集磁板16，集磁体14的中间柱体部分缠绕有磁感应线圈13，上集磁板15的上方有锂电池板12，锂电池板12的上方有LED灯板6，LED灯板6上有光敏开关9和踩踏开关8；导磁顶座2套入导磁底座19并通过弹性装置18连接，地砖未经踩踏时，一号导磁环4正好接触上集磁板15，地砖被踩踏时，一号导磁环4与上集磁板15分离，二号导磁环5与下集磁板16正好接触；发电线圈板13产生的交流电通过整流后连接锂电池板12充电，锂电池板12正极和发电线圈板13经过整流电路24后的公共端共同接入电源稳压系统25，电流经过电源稳压系统稳压后，分别连接光敏开关9和踩踏开关8，光敏开关9和踩踏开关8连接有LED灯板6。
所述LED灯板6的两边带有限位台7，限位台7的高度低于踩踏开关8。其作用是防止透光地砖1受力F下移后位移过大损坏LED灯板6。
所述集磁体14上方是上集磁板15为正方形板块、中间的柱体部分为圆柱体、下方的下集磁板16为圆盘形，相应的，一号导磁环4为正方形环状的凸台，二号导磁环5为圆环状的凸台。
所述导磁顶座2上安装透光地砖的部位有一个安装地砖凸台3。
所述踩踏开关8由阴极20、阳极23和绝缘外壳21组成，阴极20是一个圆柱形导体，其和LED彩灯11连接，阳极23圆环形是一个导体，其通过导线22和电源连接，阴极20套在阳极23的内部，通过弹性装置连接。当透光地砖1未被踩踏时，踩踏开关8的阴极20和阳极23是分离的，当透光地砖1被踩踏时，透光地砖1向下运动推动踩踏开关8的阴极20下运动和阳极23连接使电路接通，点亮LED彩灯11。
所述LED灯板6上还有LED照明灯10和LED彩灯21，LED彩灯11布置在LED照明灯10的四周。当有人踩踏透光地砖1时，踩踏开关8打开，使LED彩灯11自动点亮；当夜幕来临时，光敏开关9自动打开使LED照明灯10点亮直至天明。
所述发电线圈板13上有多个线圈，线圈发电后通过二极管D1～D2n整流之后为锂电池板12充电，锂电池板12正极和线圈经过整流电路24后的公共正端共同接入芯片7805，电流经过芯片7805稳压后，供给LED照明灯10和LED彩灯11。
所述集磁体14、上集磁板15、下集磁板16、导磁顶座2和导磁底座19均为导磁材料；永磁体17为磁性材料。
本发明的高效发电地砖的工作原理是：当没有人踩踏透光地砖1时，透光地砖1处于平衡状态，一号导磁环4和上集磁板15接通，永磁体17产生的磁通从永磁体17的S极经集磁体14上的上集磁板15经过一号导磁环4和导磁顶座2后回到永磁体17的N极，此时永磁体17产生的磁通基本上全部通过磁感应线圈13内部；当有人踩踏透光地砖1时，导磁顶座2向下压缩弹簧18后移动，使一号导磁环4和上集磁板15分离，同时二号导磁环5和下集磁板16接通，永磁体17产生的磁通从永磁体17的S极经集磁体14上的下集磁板16经过二号导磁环5和导磁顶座2后回到永磁体17的N极，此时永磁体17产生的磁通基本上没有通过磁感应线圈13内部，同时由于透光地砖1向下运动推动踩踏开关8的阴极20下运动和阳极23连接使电路接通，点亮LED彩灯11；由于弹簧18的作用和导磁顶座2的惯性，当有人踩踏透光地砖1后，弹簧18和导磁顶座2将在垂直方向进行一段时间的阻尼震动，直至导磁顶座2回到平衡位置，在此过程中，一号导磁环4和二号导磁环6将分别和集磁体14上的上集磁板15和下集磁板16交替接通，使通过磁感应线圈13内的磁通量不断发生变化，以达到发电目的。
本发明中为了电能更好的利用，锂电池板12为5V，LED照明灯10和LED彩灯11额定电压也为5V。磁感应线圈13发电后，电流通过整流电路24整流之后为锂电池板12充电，从锂电池板12出来的电流经过稳压电路25中的芯片7805稳压后，供给LED照明灯10和LED彩灯11。锂电池板12的电源正极分别和光敏开关9和踩踏开关8连接。由于光敏开关9连接到LED照明灯10，而踩踏开关8连接到LED彩灯11，当夜幕来临时，光敏开关9自动打开使LED照明灯20点亮直至天明；当行人踩踏透光地砖1时，踩踏开关8打开，LED彩灯11被点亮直至行人踩踏后，透光地砖1回到平衡位置。
本发明的优点和积极效果是：能将行人脚步的动能转换成电能并储存在聚合物锂电池中,并将存储的电能用于照明、警报、灯箱广告等低耗能领域。其自带的LED照明灯在晚上能自动点亮，具有智能性；其自带的LED彩灯在有人踩踏透光地砖时能自动点亮，激发了人们踩踏透光地砖的好奇心，提高了发电效率。其运用在广场、学习走廊等公共场所时，其自带的LED彩灯和LED照明灯能够增加环境的温馨。由于本发明改变了传统利用磁感应线圈切割磁感线发电的费力传统发电方式，利用行人踩踏透光地砖时的力，巧妙的控制地砖内部固定的磁通路开启和关闭来改变缠绕在磁通路外的磁感应线圈内部的磁通量以实现发电目的，提高了发电效率。除此之外其具有制造简单、造价低廉、可靠性高、实用性强特点等，特别是其节能环保的设计理念能够唤醒更多人的节能环保意识。
附图说明
图1为本发明总体外观图；
图2为本发明的内部剖视图；
图3为本发明中踩踏开关的结构图；
图4为本发明中的电路原理图。
图中各标号依次表示：1-透光地砖、2-导磁顶座、3-地砖安装凸台、4-一号导磁环、5-二号导磁环、6-LED灯板、7-限位台、8-踩踏开关、9-光敏开关、10-LED照明灯、11-LED彩灯、12-锂电池板、13-磁感应线圈、14-集磁体、15-上集磁板、16-下集磁板、17-永磁体、18-弹性装置、19-导磁底座、20-阴极、21-绝缘外壳、22-导线、23-阳极、24-整流电路、25-电源稳压系统。
具体实施方式
下面结合附图1～4和实施例对本发明说明。
实施例1：本实施例的结构为：如图1和2所示，包括导磁顶座2和导磁底座19，导磁顶座2的上端安装有透光地砖1、内部中间有一号导磁环4，一号导磁环4的下方有二号导磁环5；导磁底座19的底部安装永磁体17，永磁体17的上方安装集磁体14，集磁体14的上方是上集磁板15、中间为柱体部分、下方为下集磁板16，集磁体14的中间柱体部分缠绕有磁感应线圈13，上集磁板15的上方有锂电池板12，锂电池板12的上方有LED灯板6，LED灯板6上有光敏开关9和踩踏开关8；导磁顶座2套入导磁底座19并通过弹性装置18连接，地砖未经踩踏时，一号导磁环4正好接触上集磁板15，地砖被踩踏时，一号导磁环4与上集磁板15分离，二号导磁环5与下集磁板16正好接触；发电线圈板13产生的交流电通过整流后连接锂电池板12充电，锂电池板12正极和发电线圈板13经过整流电路24后的公共端共同接入电源稳压系统25，电流经过电源稳压系统稳压后，分别连接光敏开关9和踩踏开关8，光敏开关9和踩踏开关8连接有LED灯板6。LED灯板6的两边带有限位台7，限位台7的高度低于踩踏开关8。其作用是防止透光地砖1受力F下移后位移过大损坏LED灯板6。集磁体14上方是上集磁板15为正方形板块、中间的柱体部分为圆柱体、下方的下集磁板16为圆盘形，相应的，一号导磁环4为正方形环状的凸台，二号导磁环5为圆环状的凸台。导磁顶座2上安装透光地砖的部位有一个安装地砖凸台3。踩踏开关8由阴极20、阳极23和绝缘外壳21组成，阴极20是一个圆柱形导体，其和LED彩灯11连接，阳极23圆环形是一个导体，其通过导线22和电源连接，阴极20套在阳极23的内部，通过弹性装置连接。当透光地砖1未被踩踏时，踩踏开关8的阴极20和阳极23是分离的，当透光地砖1被踩踏时，透光地砖1向下运动推动踩踏开关8的阴极20下运动和阳极23连接使电路接通，点亮LED彩灯11。LED灯板6上还有LED照明灯10和LED彩灯21，LED彩灯11布置在LED照明灯10的四周。当有人踩踏透光地砖1时，踩踏开关8打开，使LED彩灯11自动点亮；当夜幕来临时，光敏开关9自动打开使LED照明灯10点亮直至天明。发电线圈板13上有多个线圈，线圈发电后通过二极管D1～D2n整流之后为锂电池板12充电，锂电池板12正极和线圈经过整流电路24后的公共正端共同接入芯片7805，电流经过芯片7805稳压后，供给LED照明灯10和LED彩灯11。
实施例2：本实施例的结构为：如图1和2所示，包括导磁顶座2和导磁底座19，导磁顶座2的上端安装有透光地砖1、内部中间有一号导磁环4，一号导磁环4的下方有二号导磁环5；导磁底座19的底部安装永磁体17，永磁体17的上方安装集磁体14，集磁体14的上方是上集磁板15、中间为柱体部分、下方为下集磁板16，集磁体14的中间柱体部分缠绕有磁感应线圈13，上集磁板15的上方有锂电池板12，锂电池板12的上方有LED灯板6，LED灯板6上有光敏开关9和踩踏开关8；导磁顶座2套入导磁底座19并通过弹性装置18连接，地砖未经踩踏时，一号导磁环4正好接触上集磁板15，地砖被踩踏时，一号导磁环4与上集磁板15分离，二号导磁环5与下集磁板16正好接触；发电线圈板13产生的交流电通过整流后连接锂电池板12充电，锂电池板12正极和发电线圈板13经过整流电路24后的公共端共同接入电源稳压系统25，电流经过电源稳压系统稳压后，分别连接光敏开关9和踩踏开关8，光敏开关9和踩踏开关8连接有LED灯板6。LED灯板6的两边带有限位台7，限位台7的高度低于踩踏开关8。其作用是防止透光地砖1受力F下移后位移过大损坏LED灯板6。导磁顶座2上安装透光地砖的部位有一个安装地砖凸台3。踩踏开关8由阴极20、阳极23和绝缘外壳21组成，阴极20是一个圆柱形导体，其和LED彩灯11连接，阳极23圆环形是一个导体，其通过导线22和电源连接，阴极20套在阳极23的内部，通过弹性装置连接。当透光地砖1未被踩踏时，踩踏开关8的阴极20和阳极23是分离的，当透光地砖1被踩踏时，透光地砖1向下运动推动踩踏开关8的阴极20下运动和阳极23连接使电路接通，点亮LED彩灯11。LED灯板6上还有LED照明灯10和LED彩灯21，LED彩灯11布置在LED照明灯10的四周。当有人踩踏透光地砖1时，踩踏开关8打开，使LED彩灯11自动点亮；当夜幕来临时，光敏开关9自动打开使LED照明灯10点亮直至天明。发电线圈板13上有多个线圈，线圈发电后通过二极管D1～D2n整流之后为锂电池板12充电，锂电池板12正极和线圈经过整流电路24后的公共正端共同接入芯片7805，电流经过芯片7805稳压后，供给LED照明灯10和LED彩灯11。

Claims (6)

1.一种高效发电地砖，其特征在于：包括导磁顶座（2）和导磁底座（19），导磁顶座（2）的上端安装有透光地砖（1）、内部中间有一号导磁环（4），一号导磁环（4）的下方有二号导磁环（5）；导磁底座（19）的底部安装永磁体（17），永磁体（17）的上方安装集磁体（14），集磁体（14）的上方是上集磁板（15）、中间为柱体部分、下方为下集磁板（16），集磁体（14）的中间柱体部分缠绕有磁感应线圈（13），上集磁板（15）的上方有锂电池板（12），锂电池板（12）的上方有LED灯板（6），LED灯板（6）上有光敏开关（9）和踩踏开关（8）；导磁顶座（2）套入导磁底座（19）并通过弹性装置（18）连接，地砖未经踩踏时，一号导磁环（4）正好接触上集磁板（15），地砖被踩踏时，一号导磁环（4）与上集磁板（15）分离，二号导磁环（5）与下集磁板（16）正好接触；发电线圈板（13）产生的交流电通过整流后连接锂电池板（12）充电，锂电池板（12）正极和发电线圈板（13）经过整流电路（24）后的公共端共同接入电源稳压系统（25），电流经过电源稳压系统（25）稳压后，分别连接光敏开关（9）和踩踏开关（8），光敏开关（9）和踩踏开关（8）连接有LED灯板（6）。
2.根据权利要求1所述的高效发电地砖，其特征在于：所述LED灯板（6）的两边带有限位台（7），限位台（7）的高度低于踩踏开关（8）；LED灯板（6）上还有LED照明灯(10)和LED彩灯（21)，LED彩灯（11)布置在LED照明灯（10)的四周。
3.根据权利要求1所述的高效发电地砖，其特征在于：所述集磁体（14）上方是上集磁板（15）为正方形板块、中间的柱体部分为圆柱体、下方的下集磁板（1）为圆盘形，相应的，一号导磁环（4）为正方形环状的凸台，二号导磁环（5）为圆环状的凸台。
4.根据权利要求1所述的高效发电地砖，其特征在于：所述导磁顶座（2）上安装透光地砖的部位有一个安装地砖凸台（3）。
5.根据权利要求1或2所述的高效发电地砖，其特征在于：所述踩踏开关（8）由阴极（20）、阳极（23）和绝缘外壳（21）组成，阴极（20）是一个圆柱形导体，其和LED彩灯（11）连接，阳极（23）圆环形是一个导体，其通过导线（22）和电源连接，阴极（20）套在阳极（23）的内部，通过弹性装置连接。
6.根据权利要求1所述的高效发电地砖，其特征在于：所述发电线圈板（13）上有多个线圈，线圈发电后通过二极管D1～D2n整流之后为锂电池板（12）充电，锂电池板（12）正极和线圈经过整流电路（24）后的公共正端共同接入芯片7805，电流经过芯片7805稳压后，供给LED照明灯（10）和LED彩灯（11）。
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Record date: 20230914

Application publication date: 20130403

Assignee: Yunnan Tusai Engineering Construction Co.,Ltd.

Assignor: Kunming University of Technology Design and Research Institute Co.,Ltd.

Contract record no.: X2023530000055

Denomination of invention: A high-efficiency power generation floor tile

Granted publication date: 20160113

License type: Common License

Record date: 20230914