CN110080957A - 一种地铁站台阶行人踩踏压力发电装置 - Google Patents

一种地铁站台阶行人踩踏压力发电装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种地铁站台阶行人踩踏压力发电装置,台阶;压力发电装置,所述压力发电装置包括基座、压电材料模块、木质胶合板;所述基座安装在所述的台阶上表面,以及电控箱,所述的电控箱内安装有发电系统以及蓄电池;所述发电系统包括电子整流器、DC滤波器、电流放大器、稳压器,所述电子整流器与压电材料模块的引出线连接,电子整流器的输出端与DC滤波器电性耦接,DC滤波器连接电流放大器,电流放大器连接稳压器,稳压器与蓄电池连接。本发明整体占用空间小,安装以及后期的维护方便快捷,且整体发电稳定。

Description

一种地铁站台阶行人踩踏压力发电装置
技术领域
本发明涉及能量回收技术领域,具体为一种地铁站台阶行人踩踏压力发电装置。
背景技术
随着科技的发展,对能源需求急剧增大,进而市面上出现了多种发电装置,用于对浪费的能源回收,而地铁站台阶人员踩踏发电装置就为其中一种,而现有的踩踏发电装置存在如下不足:利用手摇式手电筒的工作原理,但金属组件原材料太多,损耗太大发电效率极低;行人踩踏力带动机械传动装置或液压传动装置传递给发电装置再产生电流并收集,设备较多,组装复杂而且维护复杂成本较高,装置整体占用空间较大,安装成本较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种地铁站台阶行人踩踏压力发电装置,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种地铁站台阶行人踩踏压力发电装置,包括:台阶;压力发电装置,所述压力发电装置包括基座、压电材料模块、木质胶合板;所述基座安装在所述的台阶上表面,所述基座的上表面两端设置有支撑柱,所述支撑柱的上端面设置有压缩弹簧,所述压电材料模块铺设在基座上表面的支撑柱的内侧,所述的木质胶合板安装在压电材料模块的上表面,木质胶合板的下表面两端均设置有固定套筒,且固定套筒安装在支撑柱的上端外侧,固定套筒的内侧端面与压缩弹簧的上端接触;电控箱,所述的电控箱内安装有发电系统以及蓄电池;所述发电系统包括电子整流器、DC滤波器、电流放大器、稳压器,所述电子整流器与压电材料模块的引出线连接,电子整流器的输出端与DC滤波器电性耦接,DC滤波器连接电流放大器,电流放大器连接稳压器,稳压器与蓄电池连接。
优选的,所述木质胶合板的长度与宽度分别与台阶的长度、宽度相等,所述木质胶合板的两端外侧设置有固定滑块,所述固定滑块的内侧通过开设滑槽与台阶两端面设置的滑轨配合连接。
优选的,所述的支撑柱、固定套筒组成一个缓冲机构,所述的缓冲机构设置有偶数组,并分别设置在压电材料模块的两端处。
优选的,所述的发电系统还包括反馈电路,所述反馈电路由电流监测电路以及PLC控制器组成,所述电流监测电路串联安装在蓄电池所在的电路中,且所述电流监测电路的输出端与PLC控制器的输入端电性连接,PLC控制器的输出端与稳压器的输入端电性连接。
优选的,所述发电系统还包括用电设备,所述用电设备包括信号灯、照明灯以及LED灯组,所述的用电设备均通过导线与蓄电池连接。
优选的,所述LED灯组设置有若干组,若干所述的LED灯组分别设置在木质胶合板的内部,且多组所述的LED灯组所在的电路并联。
优选的,所述的LED灯组的输入端与PLC控制器的输出端电性连接,且LED灯组所在的电路安装有声光控延时开关。
优选的,所述基座的两端端面在滑轨处均设置有限位块。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1、本发明通过设置压力发电装置以及在电控箱的内部安装发电系统,将压力发电装置的压电材料模块、基座安装在台阶的上表面,并且在压电材料的上表面安装木质胶合板,同时将压电材料模块的引出线与电子整流器连接,从而当人员站立在台阶的木质胶合板上表面时,通过木质胶合板对压电材料模块施加作用力,从而将作用力转换为电能,在发电系统的处理后由蓄电池进行存储,装置整体安装维护方便快捷,且占用空间小,能量利用率较高,工作稳定;
2、本发明通过在基座的上表面设置支撑柱,在木质胶合板的下表面设置固定套筒,将固定套筒安装在支撑柱的上端外侧,进一步的,在木质胶合板的两端设置固定滑块,并且在固定滑块的内侧通过开设滑槽与台阶两端面设置的滑轨配合连接,在通过木质胶合板传递作用力时,能够有效的保证木质胶合板在竖直放下沿直线运动,从而保证装置整体的稳定性,确保安全;
3、本发明通过设置反馈电路,将反馈电路的电流监测电路与蓄电池所在的电流串联,并且将电流监测电路的输出端与PLC控制器的输入端电性连接,通过PLC控制器控制稳压器,在使用过程中,能够根据作用力的不同,进行调节稳压器,从而电流的稳定性。
附图说明
图1为一种地铁站台阶行人踩踏压力发电装置的压力发电装置的结构示意图;
图2为一种地铁站台阶行人踩踏压力发电装置的木质胶合板的仰视图;
图3为一种地铁站台阶行人踩踏压力发电装置的发电系统的原理框图。
图中:1、台阶;2、基座;3、压电材料模块;4、木质胶合板;5、支撑柱;6、压缩弹簧;7、固定套筒;8、发电系统;9、蓄电池;10、电子整流器;11、DC滤波器;12、电流放大器;13、稳压器;14、固定滑块;15、滑轨;16、反馈电路;17、电流监测电路;18、PLC控制器;19、用电设备;20、限位块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3,本发明提供一种技术方案:一种地铁站台阶行人踩踏压力发电装置,包括:台阶1;压力发电装置,所述压力发电装置包括基座2、压电材料模块3、木质胶合板4;所述基座2安装在所述的台阶1上表面,所述基座2的上表面两端设置有支撑柱5,所述支撑柱5的上端面设置有压缩弹簧6,所述压电材料模块3铺设在基座2上表面的支撑柱5的内侧,所述的木质胶合板4安装在压电材料模块3的上表面,木质胶合板4的下表面两端均设置有固定套筒7,且固定套筒7安装在支撑柱5的上端外侧,固定套筒7的内侧端面与压缩弹簧6的上端接触;电控箱,所述的电控箱内安装有发电系统8以及蓄电池9;所述发电系统8包括电子整流器10、DC滤波器11、电流放大器12、稳压器13,所述电子整流器10与压电材料模块3的引出线连接,电子整流器10的输出端与DC滤波器11电性耦接,DC滤波器11连接电流放大器12,电流放大器12连接稳压器13,稳压器13与蓄电池9连接。
本发明中,所述木质胶合板4的长度与宽度分别与台阶1的长度、宽度相等,所述木质胶合板4的两端外侧设置有固定滑块14,所述固定滑块14的内侧通过开设滑槽与台阶1两端面设置的滑轨15配合连接,能够有效的防止木质胶合板4与基座2在水平方向出现相对位移,保证装置整体的稳定性的同时。
本发明中,所述的支撑柱5、固定套筒7组成一个缓冲机构,所述的缓冲机构设置有偶数组,并分别设置在压电材料模块3的两端处,当对木质胶合板4施加作用力的作用点不同时,能够使作用力转换为不同的分力,保证压电材料模块3受力均衡。
本发明中,所述的发电系统8还包括反馈电路16,所述反馈电路16由电流监测电路17以及PLC控制器18组成,所述电流监测电路17串联安装在蓄电池9所在的电路中,且所述电流监测电路17的输出端与PLC控制器18的输入端电性连接,PLC控制器18的输出端与稳压器13的输入端电性连接,由电流监测电路17对流向蓄电池9的电流进行监测,从而调节稳压器13的工作,当作用力的大小出现变化时,能够进行及时调节。
作为优选,所述发电系统8还包括用电设备19,所述用电设备19包括信号灯、照明灯以及LED灯组,所述的用电设备19均通过导线与蓄电池9连接。
作为优选,所述LED灯组设置有若干组,若干所述的LED灯组分别设置在木质胶合板4的内部,且多组所述的LED灯组所在的电路并联,在外部照明电路断电后,能够对楼梯进行照明,保证人员安全。
作为优选,所述的LED灯组的输入端与PLC控制器18的输出端电性连接,且LED灯组所在的电路安装有声光控延时开关。
作为优选,所述基座2的两端端面在滑轨15处均设置有限位块20,对固定滑块14进行限位,当施加在木质胶合板4的作用力较大时,能够有效的防止压电材料模块3受损。
工作原理:设置若干压力发电装置,并且将若干压力发电装置的基座2分别设置在台阶1的上表面,安装完毕后,在使用过程中,人员在上下台阶1时,对木质胶合板4产生作用力,并通过木质胶合板4将作用力传递至压电材料模块3,从而进行压力发电,整个过程中在电子整流器10、DC滤波器11、电流放大器12、稳压器13的作用下,最终由蓄电池9存储,进一步的,通过将反馈电路16的PLC控制器18与稳压器13连接,由电流监测电路17对流向蓄电池9的电流进行监测,从而调节稳压器13的工作,当作用力的大小出现变化时,能够进行及时调节,保证装置正常工作,木质胶合板4在向下传递作用力时,整体存在向下的运动,支撑柱5的上端安装在固定套筒7的内侧,且木质胶合板4两端的固定滑块14与滑轨15配合连接,进而能够有效的防止木质胶合板4与基座2在水平方向出现相对位移,保证装置整体的稳定性的同时,确保人员安全,而支撑柱5上端面安装的压缩弹簧6,能够对木质胶合板4进行有效的缓冲,防止装置受损。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种地铁站台阶行人踩踏压力发电装置,其特征在于:包括:
台阶(1);
压力发电装置,所述压力发电装置包括基座(2)、压电材料模块(3)、木质胶合板(4);所述基座(2)安装在所述的台阶(1)上表面,所述基座(2)的上表面两端设置有支撑柱(5),所述支撑柱(5)的上端面设置有压缩弹簧(6),所述压电材料模块(3)铺设在基座(2)上表面的支撑柱(5)的内侧,所述的木质胶合板(4)安装在压电材料模块(3)的上表面,木质胶合板(4)的下表面两端均设置有固定套筒(7),且固定套筒(7)安装在支撑柱(5)的上端外侧,固定套筒(7)的内侧端面与压缩弹簧(6)的上端接触;
电控箱,所述的电控箱内安装有发电系统(8)以及蓄电池(9);所述发电系统(8)包括电子整流器(10)、DC滤波器(11)、电流放大器(12)、稳压器(13),所述电子整流器(10)与压电材料模块(3)的引出线连接,电子整流器(10)的输出端与DC滤波器(11)电性耦接,DC滤波器(11)连接电流放大器(12),电流放大器(12)连接稳压器(13),稳压器(13)与蓄电池(9)连接。
2.根据权利要求1所述的一种地铁站台阶行人踩踏压力发电装置,其特征在于:所述木质胶合板(4)的长度与宽度分别与台阶(1)的长度、宽度相等,所述木质胶合板(4)的两端外侧设置有固定滑块(14),所述固定滑块(14)的内侧通过开设滑槽与台阶(1)两端面设置的滑轨(15)配合连接。
3.根据权利要求1所述的一种地铁站台阶行人踩踏压力发电装置,其特征在于:所述的支撑柱(5)、固定套筒(7)组成一个缓冲机构,所述的缓冲机构设置有偶数组,并分别设置在压电材料模块(3)的两端处。
4.根据权利要求1所述的一种地铁站台阶行人踩踏压力发电装置,其特征在于:所述的发电系统(8)还包括反馈电路(16),所述反馈电路(16)由电流监测电路(17)以及PLC控制器(18)组成,所述电流监测电路(17)串联安装在蓄电池(9)所在的电路中,且所述电流监测电路(17)的输出端与PLC控制器(18)的输入端电性连接,PLC控制器(18)的输出端与稳压器(13)的输入端电性连接。
5.根据权利要求1所述的一种地铁站台阶行人踩踏压力发电装置,其特征在于:所述发电系统(8)还包括用电设备(19),所述用电设备(19)包括信号灯、照明灯以及LED灯组,所述的用电设备(19)均通过导线与蓄电池(9)连接。
6.根据权利要求5所述的一种地铁站台阶行人踩踏压力发电装置,其特征在于:所述LED灯组设置有若干组,若干所述的LED灯组分别设置在木质胶合板(4)的内部,且多组所述的LED灯组所在的电路并联。
7.根据权利要求5所述的一种地铁站台阶行人踩踏压力发电装置,其特征在于:所述的LED灯组的输入端与PLC控制器(18)的输出端电性连接,且LED灯组所在的电路安装有声光控延时开关。
8.根据权利要求1所述的一种地铁站台阶行人踩踏压力发电装置,其特征在于:所述基座(2)的两端端面在滑轨(15)处均设置有限位块(20)。
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