CN106286168A - 一种踩踏式发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种踩踏式发电装置，包括外壳，所述外壳具有安装槽，在所述安装槽的槽口处设有地板；在所述安装槽的底板上安装有弹簧底座，在所述弹簧底座上设有弹簧，所述弹簧的底端与弹簧底座固定连接，弹簧的顶端位于地板背面的环形限位槽内，在所述弹簧底座内还安装有传动组件，所述传动组件包括与传动齿条配合的传动齿轮，所述传动齿轮安装在轮轴上，在所述轮轴上开设有环形阶梯槽，且所述传动齿轮固定于环形阶梯槽内；在所述轮轴上还设有与发电机联动的第一皮带轮，在所述发电机的输出端上安装有第二皮带轮，所述第二皮带轮通过V形皮带与第一皮带轮连接；在所述安装槽的底板上还安装有储电箱。

Description

一种踩踏式发电装置

技术领域

本发明涉及发电装置领域，具体地说，特别涉及到一种踩踏式发电装置。

背景技术

现有的“发电地板”实现机械能到电能的转换主要依靠压电材料，自然界存在的压电单晶压电性弱，介电常数很低，受到切型限制存在尺寸局限。而人工合成的压电材料虽然能在一定程度上解决这些问题，但其原料昂贵、制作工艺复杂，会导致发电地板成本很高。而且压电材料的电压会随使用次数的增加而降低，也就是说一块压电材料使用一定次数后将失去发电能力，从而使发电地板失效。压电材料一般形变限度小，而且断裂后需要整体更换，维护较麻烦。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种踩踏式发电装置，以解决现有技术中存在的问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种踩踏式发电装置，包括外壳，所述外壳具有安装槽，在所述安装槽的槽口处设有地板；

所述地板的顶面设为踩踏面，地板的背面设为传动面，所述传动面具有四棱锥结构，在所述四棱锥结构上开设有环形限位槽，在所述四棱锥结构的锥尖处连接有传动齿条，所述传动齿条包括与锥尖连接的柱体，在所述柱体的顶部设有与锥尖配合的锥面，在所述柱体的一侧开设有传动齿；

在所述安装槽的底板上安装有弹簧底座，在所述弹簧底座上设有弹簧，所述弹簧的底端与弹簧底座固定连接，弹簧的顶端位于地板背面的环形限位槽内，在所述弹簧底座内还安装有传动组件，所述传动组件包括与传动齿条配合的传动齿轮，所述传动齿轮安装在轮轴上，在所述轮轴上开设有环形阶梯槽，且所述传动齿轮固定于环形阶梯槽内；在所述轮轴上还设有与发电机联动的第一皮带轮，在所述发电机的输出端上安装有第二皮带轮，所述第二皮带轮通过V形皮带与第一皮带轮连接；

在所述安装槽的底板上还安装有储电箱，所述储电箱的电源输入端与发电机的正负电极通过导线连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明可凭借人、车等物体通过该地板时，其重力下压本装置的地板部分而将机械能转化为电能。可用于机动车道减速路段(在一定程度上代替减速带)、人行道、天桥、过街地道，楼梯等公共设施中。本发明为一个单元，使用时需多个共同使用，用发明踩踏式环保发电装置铺设一定的区域，在此区域内实现能量回收、再利用的目的。同时可使如过街地道、高速公路、天桥等公共设施达到电能自供给或部分电能自供给的效果，可在节能减排等方面产生显著的效果。

附图说明

图1为本发明所述的踩踏式发电装置的外部结构示意图。

图2为本发明所述的踩踏式发电装置的内部结构示意图。

图3为本发明所述的踩踏式发电装置的传动结构示意图。

图4为本发明所述的踩踏式发电装置的传动结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

参见图1-图4，本发明所述的一种踩踏式发电装置，包括如下部件：

1、地板：本发明的受力部分，上部为立方体形状，可根据装饰及使用效果采用不同材料或不同外观形状符合实际要求的其他地板或板状材料；下部整体为四棱锥状，且有一圆环状凹槽。锥尖处与传动齿条8.1刚性连接(如图4)，用于传递地板受压达到一定程度后下降时所带来的能量；圆环状凹槽用于配合弹簧4支撑地板1本身的重量，且当地板1受力上下移动时，保证地板1的位置处于装置整体的正中位置，避免地板1因受力不均匀或受理过猛而偏移而导致的设备损坏。

2、外壳：主要用于装置的保护内部构造，并防止地板1过度下降，或因长时间受压而导致的弹簧4或传动机构造8的损坏。使用强度较高的材料铸造而成，能够承受较大的压力，且在必要时使用油漆或镀层进行适当的保护，防治铺设于地面并长时间使用后腐蚀所带来的危害。与底板5相连并可通过简单地方式进行拆解。

3、弹簧底座：用于支撑弹簧4，同时为传动齿条8.1提供足够的运动空间并保护其内部的传动机构8。使用强度较大的材料铸造而成(可与外壳类似)。在如图2所示的位置有两个根据皮带大小而打的孔，用于使皮带将机械能传递至弹簧底座外部的另一个安装在发电机上的皮带轮从使机械能转化为电能。且在轮轴两端相应的位置开有阶梯孔，安装轴承支撑轮轴的转动。其下部固定于底板上并在必要时可拆卸，上部与弹簧4刚性连接，防止弹簧4移位。

4、弹簧：可根据该发明踩踏式环保发电装置的不同使用环境而使用不同劲度系数的弹簧型号。其下端与弹簧底座3刚性连接，上端套于地板1的环形凹槽中。当地板1受压超过一定力度时弹簧被压缩，同时地板1和传动齿条8.1一起向下运动，当压力消失后弹簧4利用受压时所储存的弹性势能向上推动地板1和传动齿条8.1恢复初始位置。

5、底板：和外壳一同形成一个半封闭的环境用于保护其内部的传动机构8、发电机6、储电箱7等，该装置的所有机构均以适当的方式安装在底板5上，当该装置应用于实际的环境下，底板与地面直接接触，具有一定的抗腐蚀性能和一定的强度。

6、发电机：根据该发明踩踏式环保发电装置的使用环境选择相应级别的发电机即可。其通过前端与发电机转子相连的皮带轮与传动机构相接触。发出的电能由另一端的电极6.1通过导线传递至储电箱7.

7、储电箱：其接收到导线穿来的电能后，先利用其内部的电路对电流进行调整，之后充入其内部的蓄电池中。亦可根据使用的需要加装输出模块，将充入蓄电池中的电能以更加统一、稳定的电流输出至其他设备上。其上端的密封盖起到防尘、防潮等作用，不但可以保护储电箱内部的电路、蓄电池等，还可自由拆装，以便于对其内部个部件的维修、更换。

8、传动机构：主要分为传动齿条8.1、V形皮带8.2、皮带轮8.3、轮轴8.4、传动齿轮8.5以上五部分。传动齿条8.1与地板1刚性连接，跟随地板1运动(当地板1受压时，跟随地板1向下运动，当地板1所受到的压力消除时受弹簧4的弹力与地板1共同向上运动)。传动齿条8.1运动的同时带动传动齿轮8.5转动，可将动能通过皮带轮8.3与V形皮带8.2传递至发电机6产生电能。轮轴8.4架于该装置的弹簧座3上用于支撑传动齿轮8.5以及皮带轮的转动。

当有人或车辆通过铺设有本发明的区域时(脚踏在上面或车轮压在上面)，如人行道、机动车道的减速路段、高速公路的防滑或用于提醒疲劳驾驶的路段、过街天桥或地下通道等多种路段，其本身的重力将会对本发明中的地板施加一定的压力，此时本地板受到的压力若是达到一定程度，就会使弹簧压缩，同时地板和与其刚性连接的传动齿条共同下降，而后传动齿条带动皮带转动，通过这些传递和变速最终使发电机的转子进行速度合适的转动，从而产生电能并由发电机的电极传出。经导线传递到储电箱的电能先经过储电箱内的电路进行调成使其相对稳定后充入其内置的蓄电池。根据使用的需求不同可对储电箱进行调整，若需要本发明单独工作则可使用容量较大的蓄电池，以储存较多的电能，保证正常使用；若使用多个本发明铺设为一定的区域成规模的对某指定设备(电路)供电，可使用容量相对较小的蓄电池，电流充入蓄电池后，再由蓄电池输出较统一、稳定的电流至指定的用电设备(电路)中。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.一种踩踏式发电装置，其特征在于：包括外壳，所述外壳具有安装槽，在所述安装槽的槽口处设有地板；

所述地板的顶面设为踩踏面，地板的背面设为传动面，所述传动面具有四棱锥结构，在所述四棱锥结构上开设有环形限位槽，在所述四棱锥结构的锥尖处连接有传动齿条，所述传动齿条包括与锥尖连接的柱体，在所述柱体的顶部设有与锥尖配合的锥面，在所述柱体的一侧开设有传动齿；

在所述安装槽的底板上安装有弹簧底座，在所述弹簧底座上设有弹簧，所述弹簧的底端与弹簧底座固定连接，弹簧的顶端位于地板背面的环形限位槽内，在所述弹簧底座内还安装有传动组件，所述传动组件包括与传动齿条配合的传动齿轮，所述传动齿轮安装在轮轴上，在所述轮轴上开设有环形阶梯槽，且所述传动齿轮固定于环形阶梯槽内；在所述轮轴上还设有与发电机联动的第一皮带轮，在所述发电机的输出端上安装有第二皮带轮，所述第二皮带轮通过V形皮带与第一皮带轮连接；

在所述安装槽的底板上还安装有储电箱，所述储电箱的电源输入端与发电机的正负电极通过导线连接。