CN103815610A - 一种应用曲线l形质量块压电发电装置的鞋子 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种应用曲线L形质量块压电发电装置的鞋子，属于振动能量回收发电技术领域，本发明将曲线L形质量块压电发电装置装在鞋子之中，曲线L形质量块结构在一定程度上均匀化了悬臂梁上的应变分布，提高了压电能量回收装置的能量密度，使得振动能量的回收效率提高，同时，将整流电路及电容或电池置于质量块内部，使整个装置结构紧凑，可靠性提高，所储存的电能通过转换能够为电子设备提供充电。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型压电能量收集装置，特别是一种经过优化的曲线L形质量块压电发电装置。
背景技术
随着手机、平板电脑等移动设备的性能的提升与屏幕尺寸的增大，动设备的耗电量与日俱增，如何对这些设备补充电能，成为了一个急需结局的问题。目前，主要的解决方式是使用移动电源，这种方式受到了移动电源容量的限制，而且也需要消耗电网电能，不利于节能环保。另外，一些发电鞋子往往利用机械方式带动小型发电机的发电方式存在舒适度较低、体积过大，不利于发电模块移植等诸多问题，也不便于推广。环境中广泛存在着振动能量，压电材料利用这种振动发电具有体积小、无噪声及广泛地频率匹配性，通过压电发电是一个不错的选择。传统的悬臂梁结构是压电振动能量回收中最常用的结构，其缺点是能量回收效率低，压电材料的利用不均匀，压电材料容易损伤。
发明内容
本发明的目的是提供一种应用曲线L形质量块压电发电装置的鞋子，在压电发电模块上运用曲线L形质量块压电发电装置，解决上述传统的悬臂梁式的压电发电装置存在的由于应变分布不均匀而导致的能量回收效率低，压电材料由于长期受到不均匀的应变而产生的损伤，裸露的压电材料意外损伤，通过本发明把环境的振动能量收集存储起来，为电子设备供能。
本发明的技术方案：一种应用曲线L形质量块压电发电装置的鞋子，其特征在于：包括一个曲线L形质量块压电发电模块以及可以与本模块配合的鞋子。所述的曲线L形质量块压电发电模块包括几个L形质量块压电发电单元，分别于特定的几个频率相匹配，多个L形质量块压电发电单元并联起来收集鞋子上的振动能量，通过转化电路及接口为移动设备充电。
所述的曲线L形质量块压电发电单元包括固定在底座上的悬臂梁，在悬臂梁上的曲线L形质量块，内置于曲线L形质量块整流装置及能量存储装置。
所述悬臂梁一端固定一端上曲线L形质量块，在悬臂梁上固定有压电材料，压电材料在悬臂梁与曲线L形质量块之间，压电材料通过电极及导线将电流送至整流装置及能量存储装置。
所述的曲线L形质量块的形状是曲线L形，曲线L形质量块内部有空腔，空腔内安装有整流装置及储能装置。
所述的压电材料为压电陶瓷或压电高分子复合材料。
所述的鞋子在鞋根部开有槽，可以与曲线L形质量块压电发电模块配合，作为一个能收集步行时的振动能量随时发电的移动电源，也可以在发电模块拆卸后与替换材料配合成为一个普通的鞋子。
与现有的技术相比，本发明使用了一种新型的曲线L形质量块压电发电模块，这种模块在结构上使得悬臂梁除了受弯矩外还受到了扭矩，悬臂梁上的应变分布趋于均匀，进而也使得压电材料所受的应变均匀合理，更加充分的利用了压电材料的发电能力，提高装置的整体效率，曲线L形质量块与直线L形质量块相比，使质量块末端的行程增大，适应更高强度的振动环境，防止质量块末端损上压电材料，曲线L形质量块位于悬臂梁上方的这种结构也像保护伞一样保护了压电材料，使之适合与安装在鞋子底部有效的收集并转换振动能量。
整流电路和储能装置置于曲线L形质量块中，使得装置整体质量减轻，体积减小，结构更加紧凑，本发明结构设计合理，能高效的将鞋子穿着过程中的振动能量转化为电能，为移动设备充电。
附图说明
图1为本发明的中的整体结构示意图。
图2为本发明的中的俯视结构示意图。
图3为本发明的中的曲线L形质量块压电发电模块截面结构示意图。
图4为本发明的中的曲线L形质量块压电发电模块整体结构示意图。
附图中的标记为：1-曲线L形质量块压电发电模块，2-曲线L形质量块，3-整流装置及储能装置，4-悬臂梁，5-压电材料，6-发电鞋子，7-鞋跟槽。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述，以便本领域的技术人员更好地理解本发明。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许会淡化本发明的主要内容时，这些描述在这里将被忽略，如图1所示，本发明整体包括发电鞋子6和形状如图4所示的曲线L形质量块压电发电模块1；如图2所示，曲线L形质量块压电发电模块1安装在发电鞋子6鞋跟处的鞋跟槽7中，可以拆卸替换；如图3所示，曲线L形质量块压电发电模块包括外壳、曲线L形质量块2、整流装置及储能装置3、悬臂梁4，压电材料5，模块上还具有电能输出接口。
本发明原理如下：曲线L形质量块压电发电模块安装在鞋子根部的鞋跟槽中，鞋子在穿着行走过程中产生振动，振动使得曲线L形质量块压电发电模块中的悬臂梁振动，在曲线L形质量块的作用下，悬臂梁既受到弯矩又受到扭矩，使得悬臂梁发生相对均匀的应变，固定于悬臂梁上的压电材料同样受到应变，从而产生一定的电动势，在回路中形成电流，变化的应变产生变化的电流，这些电流经过整流电路后可以被储能装置存储起来；该曲线L形质量块压电发电模块中还包括几个对应不同振动频率的压电发电单元，以匹配不同的行走频率提升发电效率，各个压电发电单元的储能装置连接起来，经过转换电路后共同为移动设备充电。
Claims (6)
1.一种应用曲线L形质量块压电发电装置的鞋子，包括安装于鞋子跟部的发电模块，其特点是，本压电发电模块运用的是曲线L形质量块压电发电装置。
2.根据权利要求1所述的一种应用曲线L形质量块压电发电装置的鞋子，其特征在于：包括固定在底座上的悬臂梁，在悬臂梁上的曲线L形质量块，内置于曲线L形质量块整流装置及能量存储装置。
3.根据权利要求1所述的一种应用曲线L形质量块压电发电装置的鞋子，其特征在于：所述悬臂梁一端固定一端上曲线L形质量块，在悬臂梁上固定有压电材料，压电材料在悬臂梁与曲线L形质量块之间，压电材料通过电极及导线将电流送至整流装置及能量存储装置。
4.根据权利要求1所述的一种应用曲线L形质量块压电发电装置的鞋子，其特征在于：所述的曲线L形质量块的形状是曲线L形，曲线L形质量块内部有空腔，空腔内安装有整流装置、储能装置。
5.根据权利要求1所述的一种应用曲线L形质量块压电发电装置的鞋子，其特征在于：本发电模块包含多个发电单元以匹配不同的振动频率。
6.根据权利要求1所述的一种应用曲线L形质量块压电发电装置的鞋子，其特征在于：本发电模块可以拆卸下来，并且拥有输出电路及接口，可以为移动电子设备充电。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410068440.0A CN103815610A (zh) | 2014-02-27 | 2014-02-27 | 一种应用曲线l形质量块压电发电装置的鞋子 |
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| CN201410068440.0A CN103815610A (zh) | 2014-02-27 | 2014-02-27 | 一种应用曲线l形质量块压电发电装置的鞋子 |
Publications (1)
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| CN103815610A true CN103815610A (zh) | 2014-05-28 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410068440.0A Pending CN103815610A (zh) | 2014-02-27 | 2014-02-27 | 一种应用曲线l形质量块压电发电装置的鞋子 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN103815610A (zh) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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2014
- 2014-02-27 CN CN201410068440.0A patent/CN103815610A/zh active Pending
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20140528 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |