CN113054820A - 一种发电地板 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及新能源技术领域，具体涉及一种发电地板；本发明包括若干个发电模块，发电模块包括安装座、驱动组件、从动组件和发电组件，安装座顶端向下开设有容置槽，安装座顶端设有盖板，安装座的内部固定有一组星型支架，容置槽的底壁上开设有安装槽，安装座靠近其顶端的内部开设有螺旋状的丝槽，盖板的顶部板面开设有凹槽，盖板内部还开设有空腔，驱动组件设置在空腔中，驱动组件包括导向组件和对驱动磁铁，从动组件包括轴柱和支杆，发电组件包括设置在安装槽中的压电晶体板、设置在轴柱底端的压板、设置在支杆顶端的发电磁铁和设置在丝槽中的线圈；本发明能够有效地解决现有技术存在发电量效率较低和安全性较差等问题。
Description
技术领域
本发明涉及新能源技术领域，具体涉及一种发电地板。
背景技术
发电动力装置按能源的种类分为火电动力装置、水电动力装置、核电动力装置及其他能源发电动力装置。火电动力装置由锅炉、汽轮机和发电机(惯称三大主机)及其辅助装置组成。水电动力装置由水轮发电机组、调速器、油压装置及其他辅助装置组成。
在申请号为：CN202010683714.2的专利文件中公开了一种室内脚踏发电设备，包括触发模块、传动模块、执行模块和支撑箱，所述的触发模块包括地板、伸缩管、止回球、止回杆、伸缩筒、归位弹簧、归位弹簧垫圈、止回杆支架、止回弹簧、止回环、保压盖板和保压腔。本发明通过设置触发模块，当使用者踩到地板时，可以将使用者的重力转化为本装置所需要的动能，从而实现能量转换的功能，通过设置传动模块，可以将触发模块转换成的动能，通过执行发电机将动能转换为电能，从而使本装置具备的发电的功能。
但是，其在实际使用的过程中仍存在以下不足：第一，发电量效率较低，因为其仅仅利用一种发电原理，从而对外界环境中的能量利用率较低；第二，安全性较差，因为其在工作时触发模块会发生较大沉降，这使得人们在其表面行走时，易发生摔倒的情况。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，解决上述背景技术中提出的问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种发电地板，包括若干个发电模块，所述发电模块包括安装座、驱动组件、从动组件和发电组件；
所述安装座顶端向下开设有容置槽，所述安装座顶端可拆卸的设有与容置槽槽口匹配的盖板，所述安装座的内部固定有一组星型支架，所述星型支架的中部在垂直方向上贯穿轴槽，所述容置槽的底壁上开设有安装槽，所述安装座靠近其顶端的内部开设有螺旋状的丝槽，所述盖板的顶部板面开设有凹槽，所述盖板内部还开设有空腔；
所述驱动组件设置在空腔中，所述驱动组件包括导向组件和设置在其上的一对驱动磁铁；
所述从动组件包括轴柱和滑动伸缩在轴柱顶端支杆，所述轴柱通过轴槽与行星支架保持滑接关系；
所述发电组件包括设置在安装槽中的压电晶体板、设置在轴柱底端的压板、设置在支杆顶端的发电磁铁和设置在丝槽中的线圈；
所述线圈和压电晶体板均通过独立的导线与外部的电能收集装置电连接。
更进一步地，所述凹槽的底壁上均匀地分布有太阳能电池板，所述太阳能电池板通过独立的导线与外部的电能收集装置电连接；所述凹槽的槽口处设有匹配且硬质的透明板。
更进一步地，所述太阳能电池板的类型为多晶硅、非晶硅、单晶硅或多元化合物中的任意一种；所述透明板内部设有PVB胶片夹层，所述透明板的外表面喷覆有一层自清洁膜。
更进一步地，所述导向组件包括水平杆和通电弹簧，所述水平杆的数量有两个且二者相互平行，所述水平杆的端部固定在空腔的侧壁上，所述驱动磁铁的两端均设有联结件，所述联结件滑动连接在对应的水平杆上，所述水平杆的端部均设有通电弹簧，所述通电弹簧的两端分别与对应的空腔侧壁、对应的联结件呈非电性的固定连接；所述通电弹簧由太阳能电池板供电，同一所述水平杆上的两个通电弹簧产生的磁场呈相斥关系；所述驱动磁铁和发电磁铁在垂直方向上的磁场呈相斥关系。
更进一步地，所述水平杆的中部均设有限位块，所述空腔的顶壁、底壁都均匀开设有一组柱槽，所述柱槽的中轴线与水平杆的中轴线在空腔底壁上的投影相互垂直，所述柱槽中均活动安装有匹配的辅助辊。
更进一步地，所述轴柱与支杆在容置槽底壁上投影的圆心均处于容置槽底壁的中心；所述轴柱的长度大于处于外端的两个星型支架之间的距离，所述压板与最接近其的星型支架之间设有第一复位弹簧，所述发电磁铁与最接近其的星型支架之间设有第二复位弹簧；所述压电晶体板的厚度小于等于安装槽的深度，所述压板与压电晶体板在安装槽底壁上投影的形状相同。
更进一步地，所述通电弹簧处于非通电状态下，两个所述驱动磁铁拼合为一个整体，并且所述第一复位弹簧处于拉伸状态，所述第二复位弹簧处于压缩状态，并且所述压板最大限度挤压压电晶体板，所述支杆收缩进轴柱内部；所述通电弹簧中通入的电流大于等于额定电流时，所述通电弹簧处于完全压缩状态，并且所述第一复位弹簧处于拉伸状态，所述第二复位弹簧处于压缩状态，并且所述压板不与压电晶体板接触，所述支杆处于完全伸出状态。
更进一步地，所述线圈的外表面包覆有一层电绝缘皮；所述安装座和盖板均不导电，所述安装座和盖板均采用低矫顽力且磁导率高的材料制成；所述驱动磁铁和发电磁铁均采用永磁体制成。
更进一步地，所述通电弹簧采用低矫顽力材料制成，所述通电弹簧的表面同样包覆有电绝缘皮。
更进一步地，所述第一复位弹簧和第二复位弹簧均采用低矫顽力材料制成。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于，
本发明通过增加发电模块，电模块包括安装座、驱动组件、从动组件和发电组件，安装座内部的容置槽中设有一组星型支架，安装座靠近其顶端的内部开设有螺旋状的丝槽，安装座顶端可拆卸的设有盖板，盖板的顶部板面开设有凹槽，盖板内部还开设有空腔，驱动组件设置在空腔中，驱动组件设置在空腔中，驱动组件包括导向组件和设置在其上的一对驱动磁铁，从动组件包括轴柱和滑动伸缩在轴柱顶端支杆，轴柱通过轴槽与行星支架保持滑接关系，发电组件包括设置在安装槽中的压电晶体板、设置在轴柱底端的压板、设置在支杆顶端的发电磁铁和设置在丝槽中的线圈，凹槽的底壁上均匀地分布有太阳能电池板，导向组件包括水平杆和通电弹簧，通电弹簧由太阳能电池板供电，驱动磁铁和发电磁铁在垂直方向上的磁场呈相斥关系；线圈、压电晶体板和太阳能电池板均通过独立的导线与外部的电能收集装置电连接的设计。
这样当有人踩在本发明产品上时，太阳能电池板上受到的光照强度降低，从而使得太阳能电池板输出的电流减小，从而使得通电弹簧上的电流减小，此时通电弹簧自身的弹力起主导作用使得两个驱动磁铁靠近合并，从而使得发电磁铁因两个驱动磁铁靠近而增大的相斥磁场作用下向下移动，从而使得压电晶体板被受到挤压而产生电势差，同时发电磁铁运动的过程中线圈中将会产生感应电流；这使得本发明产品的发电来源有太阳能电池板吸收的太阳光、线圈中的感应电流和压电晶体板上的电势差三个，同时本发明产品在被人踩踏时不会发生晃动或沉降的现象。
达到有效地对外界环境能量利用率，从而提升本发明产品发电效率的效果；此外还有效地提升了本发明产品在实际应用的过程中安全性的效果。
附图说明
图1为本发明第一视角的直观图；
图2为本发明第一视角下安装座与盖板的爆炸视图；
图3为本发明第一视角下安装座经过部分剖视后的直观图；
图4为本发明第二视角下安装座经过部分剖视后的爆炸视图；
图5为本发明第三视角下透明板与盖板的爆炸视图；
图6为本发明第四视角下盖板经过第一种部分剖视后的直观图；
图7为本发明盖板经过第二种部分剖视后的截面图；
图8为本发明的透明板的剖视截面图；
图9为本发明的线圈的剖视截面图；
图10为图3中A区域的放大图；
图11为图7中B区域的放大图。
图例说明：
1-发电模块；2-安装座；3-容置槽；4-盖板；5-安装槽；6-丝槽；7-凹槽；8-空腔；9-驱动磁铁；10-轴柱；11-支杆；12-压电晶体板；13-压板；14-发电磁铁；15-线圈；16-太阳能电池板；17-透明板；18-PVB胶片夹层；19-自清洁膜；20-水平杆；21-通电弹簧；22-联结件；23-限位块；24-柱槽；25-辅助辊；26-第一复位弹簧；27-第二复位弹簧；28-电绝缘皮；29-星型支架。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。
本实施例的一种发电地板，参照图1-11：包括若干个发电模块1，发电模块1包括安装座2、驱动组件、从动组件和发电组件。
安装座2顶端向下开设有容置槽3，安装座2顶端可拆卸的设有与容置槽3槽口匹配的盖板4，安装座2的内部固定有一组星型支架29，星型支架29的中部在垂直方向上贯穿轴槽，容置槽3的底壁上开设有安装槽5，安装座2靠近其顶端的内部开设有螺旋状的丝槽6，盖板4的顶部板面开设有凹槽7，盖板4内部还开设有空腔8。
驱动组件设置在空腔8中，驱动组件包括导向组件和设置在其上的一对驱动磁铁9。
从动组件包括轴柱10和滑动伸缩在轴柱10顶端支杆11(这样可以增加发电磁铁14的运动路程)，轴柱10通过轴槽与行星支架保持滑接关系。
发电组件包括设置在安装槽5中的压电晶体板12、设置在轴柱10底端的压板13、设置在支杆11顶端的发电磁铁14和设置在丝槽6中的线圈15。
线圈15和压电晶体板12均通过独立的导线与外部的电能收集装置电连接。
凹槽7的底壁上均匀地分布有太阳能电池板16，太阳能电池板16通过独立的导线与外部的电能收集装置电连接。
凹槽7的槽口处设有匹配且硬质的透明板17，这样可以保证太阳能电池板16能够正常的吸收外界环境中的太阳光，同时太阳能电池板16不会受到路过行人踩踏所造成伤害。
太阳能电池板16的类型为多晶硅、非晶硅、单晶硅或多元化合物中的任意一种，在本实施例中太阳能电池板16采用单晶硅制成，因为其具有光电转换效率高等优点。
透明板17内部设有PVB胶片夹层18，这样当透明板17受到较大的外力冲击时，透明板17不会爆裂产生飞溅的碎片，从而提升透明板17安全性；透明板17的外表面喷覆有一层自清洁膜19，在本实施例中，自清洁膜19采用SSG材料制成，SSG材料是一种功能性水基溶液,主要组分为无机氧化物和二氧化钛。在玻璃表面喷涂SSG，可不经过热处理快速形成无机纳米结构的膜层。膜层主要由二氧化钛粒子(TiO2)及一些化学连接键构成，这些化学键能在基材表面与二氧化钛粒子之间生成一种特殊的金属氧化物连接桥(M-O-M),使二氧化钛的纳米粒子在常温的条件下通过喷涂的方式在光伏组件玻璃表面形成一层厚度约为150nm的无色透明自清洁防护膜,膜层能够保持25年使用效果。该膜层不但能增加玻璃的透光率，提高组件的发电效率，还能使光伏组件玻璃表面拥有超亲水能力和自清洁能力，消除灰尘和有机污渍对组件的影响，将有助于提升光伏组件的发电量。在瞬时和长期增发机制的共同影响下，发电量提升幅度可达3-5％。
导向组件包括水平杆20和通电弹簧21，水平杆20的数量有两个且二者相互平行，水平杆20的端部固定在空腔8的侧壁上，驱动磁铁9的两端均设有联结件22，联结件22滑动连接在对应的水平杆20上，水平杆20的端部均设有通电弹簧21，通电弹簧21的两端分别与对应的空腔8侧壁、对应的联结件22呈非电性的固定连接。
通电弹簧21由太阳能电池板16供电，同一水平杆20上的两个通电弹簧21产生的磁场呈相斥关系，这样可以有效地防止同一水平杆20上的两个通电弹簧21因相互吸引而不能正常的收缩。
其中太阳能电池板16发出的电一部分传输到电能收集装置上，一部分用于给通电弹簧21通电。
驱动磁铁9和发电磁铁14在垂直方向上的磁场呈相斥关系。
水平杆20的中部均设有限位块23，空腔8的顶壁、底壁都均匀开设有一组柱槽24，柱槽24的中轴线与水平杆20的中轴线在空腔8底壁上的投影相互垂直，柱槽24中均活动安装有匹配的辅助辊25，这样可以提升驱动磁铁9运动过程的流畅性。
轴柱10与支杆11在容置槽3底壁上投影的圆心均处于容置槽3底壁的中心，这是为了保证压板13对压电晶体板12施加的力是均匀的。
轴柱10的长度大于处于外端的两个星型支架29之间的距离，压板13与最接近其的星型支架29之间设有第一复位弹簧26，发电磁铁14与最接近其的星型支架29之间设有第二复位弹簧27。
压电晶体板12的厚度小于安装槽5的深度，压板13与压电晶体板12在安装槽5底壁上投影的形状相同，这样可以保证压板13对压电晶体板12施加的力时均匀且稳定的，从而有利于提升压电晶体板12的使用寿命。
通电弹簧21处于非通电状态下，两个驱动磁铁9拼合为一个整体，并且第一复位弹簧26处于拉伸状态，第二复位弹簧27处于压缩状态，并且压板13最大限度挤压压电晶体板12，支杆11收缩进轴柱10内部。
通电弹簧21中通入的电流大于等于额定电流时，通电弹簧21处于完全压缩状态，并且第一复位弹簧26处于拉伸状态，第二复位弹簧27处于压缩状态，并且压板13不与压电晶体板12接触，支杆11处于完全伸出状态。
线圈15的外表面包覆有一层电绝缘皮28，这样能够避免线圈15漏电，从而提升本发明产品使用时的安全性和可靠性。
安装座2和盖板4均不导电，安装座2和盖板4均采用低矫顽力且磁导率高的材料制成。
驱动磁铁9和发电磁铁14均采用永磁体制成，因为永磁体的磁性消退很慢且较难，从而提升本发明产品的实际有效使用寿命。
通电弹簧21采用低矫顽力材料制成，通电弹簧21的表面同样包覆有电绝缘皮28。
第一复位弹簧26和第二复位弹簧27均采用低矫顽力材料制成。
其工作原理：
使用者取出若干个发电模块1进行安装，如图1所示的状态；其中安装座2均埋入地面以下，从而使得透明板17与地面保持平齐；然后使用者将线圈15、压电晶体板12和太阳能电池板16通过导线独立的连接到电能收集装置上。
其中发电模块1需要安装在人流量适中且阳光充足的地方。
当透明板17上没有行人经过(即太阳能电池板16上吸收的阳光充足)，通电弹簧21中通入的电流大于等于额定电流，通电弹簧21处于完全压缩状态，并且第一复位弹簧26处于拉伸状态，第二复位弹簧27处于压缩状态，并且压板13不与压电晶体板12接触，支杆11处于完全伸出状态，此时压板13与压电晶体板12不接触；此时本发明产品中只有太阳能电池板16发电。
当透明板17上有行人经过时(即太阳能电池板16吸收的阳光减少)，太阳能电池板16输出的电流减小，通电弹簧21上的电流减小，此时通电弹簧21回弹的弹力起到主导作用(相较于通电弹簧21自身的电磁力、驱动磁铁9和发电磁铁14间的斥力、同一水平杆20上两个通电弹簧21间的斥力)，从而使得两个驱动磁铁9相互靠近拼合为一个整体，从而使得发电磁铁14在因驱动磁铁9运动而增大的排斥磁场作用下向下运动，此时第一复位弹簧26处于拉伸状态，第二复位弹簧27处于压缩状态，并且压板13挤压压电晶体板12，支杆11收缩进轴柱10内部；此过程中线圈15、太阳能电池板16和压电晶体板12均发电。
当透明板17上的行人离开时(即太阳能电池板16吸收的阳光突然增大)，通电弹簧21中通入的电流大于等于额定电流，通电弹簧21回缩并处于完全压缩状态，发电磁铁14受到驱动磁铁9的斥力减小，从而发电磁铁14在第一复位弹簧26和第二复位弹簧27的作用下向上运动，第一复位弹簧26处于拉伸状态，第二复位弹簧27处于压缩状态，并且压板13不与压电晶体板12接触，支杆11处于完全伸出状态；此过程中太阳电池板和线圈15均能发电。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.一种发电地板，其特征在于：包括若干个发电模块(1)，所述发电模块(1)包括安装座(2)、驱动组件、从动组件和发电组件；
所述安装座(2)顶端向下开设有容置槽(3)，所述安装座(2)顶端可拆卸的设有与容置槽(3)槽口匹配的盖板(4)，所述安装座(2)的内部固定有一组星型支架(29)，所述星型支架(29)的中部在垂直方向上贯穿轴槽，所述容置槽(3)的底壁上开设有安装槽(5)，所述安装座(2)靠近其顶端的内部开设有螺旋状的丝槽(6)，所述盖板(4)的顶部板面开设有凹槽(7)，所述盖板(4)内部还开设有空腔(8)；
所述驱动组件设置在空腔(8)中，所述驱动组件包括导向组件和设置在其上的一对驱动磁铁(9)；
所述从动组件包括轴柱(10)和滑动伸缩在轴柱(10)顶端支杆(11)，所述轴柱(10)通过轴槽与行星支架保持滑接关系；
所述发电组件包括设置在安装槽(5)中的压电晶体板(12)、设置在轴柱(10)底端的压板(13)、设置在支杆(11)顶端的发电磁铁(14)和设置在丝槽(6)中的线圈(15)；
所述线圈(15)和压电晶体板(12)均通过独立的导线与外部的电能收集装置电连接。
2.根据权利要求1所述的一种发电地板，其特征在于，所述凹槽(7)的底壁上均匀地分布有太阳能电池板(16)，所述太阳能电池板(16)通过独立的导线与外部的电能收集装置电连接；所述凹槽(7)的槽口处设有匹配且硬质的透明板(17)。
3.根据权利要求2所述的一种发电地板，其特征在于，所述太阳能电池板(16)的类型为多晶硅、非晶硅、单晶硅或多元化合物中的任意一种；所述透明板(17)内部设有PVB胶片夹层(18)，所述透明板(17)的外表面喷覆有一层自清洁膜(19)。
4.根据权利要求1所述的一种发电地板，其特征在于，所述导向组件包括水平杆(20)和通电弹簧(21)，所述水平杆(20)的数量有两个且二者相互平行，所述水平杆(20)的端部固定在空腔(8)的侧壁上，所述驱动磁铁(9)的两端均设有联结件(22)，所述联结件(22)滑动连接在对应的水平杆(20)上，所述水平杆(20)的端部均设有通电弹簧(21)，所述通电弹簧(21)的两端分别与对应的空腔(8)侧壁、对应的联结件(22)呈非电性的固定连接；所述通电弹簧(21)由太阳能电池板(16)供电，同一所述水平杆(20)上的两个通电弹簧(21)产生的磁场呈相斥关系；所述驱动磁铁(9)和发电磁铁(14)在垂直方向上的磁场呈相斥关系。
5.根据权利要求4所述的一种发电地板，其特征在于，所述水平杆(20)的中部均设有限位块(23)，所述空腔(8)的顶壁、底壁都均匀开设有一组柱槽(24)，所述柱槽(24)的中轴线与水平杆(20)的中轴线在空腔(8)底壁上的投影相互垂直，所述柱槽(24)中均活动安装有匹配的辅助辊(25)。
6.根据权利要求1所述的一种发电地板，其特征在于，所述轴柱(10)的，所述轴柱(10)与支杆(11)在容置槽(3)底壁上投影的圆心均处于容置槽(3)底壁的中心；所述轴柱(10)的长度大于处于外端的两个星型支架(29)之间的距离，所述压板(13)与最接近其的星型支架(29)之间设有第一复位弹簧(26)，所述发电磁铁(14)与最接近其的星型支架(29)之间设有第二复位弹簧(27)；所述压电晶体板(12)的厚度小于等于安装槽(5)的深度，所述压板(13)与压电晶体板(12)在安装槽(5)底壁上投影的形状相同。
7.根据权利要求4或6所述的一种发电地板，其特征在于，所述通电弹簧(21)处于非通电状态下，两个所述驱动磁铁(9)拼合为一个整体，并且所述第一复位弹簧(26)处于拉伸状态，所述第二复位弹簧(27)处于压缩状态，并且所述压板(13)最大限度挤压压电晶体板(12)，所述支杆(11)收缩进轴柱(10)内部；所述通电弹簧(21)中通入的电流大于等于额定电流时，所述通电弹簧(21)处于完全压缩状态，并且所述第一复位弹簧(26)处于拉伸状态，所述第二复位弹簧(27)处于压缩状态，并且所述压板(13)不与压电晶体板(12)接触，所述支杆(11)处于完全伸出状态。
8.根据权利要求1所述的一种发电地板，其特征在于，所述线圈(15)的外表面包覆有一层电绝缘皮(28)；所述安装座(2)和盖板(4)均不导电，所述安装座(2)和盖板(4)均采用低矫顽力且磁导率高的材料制成；所述驱动磁铁(9)和发电磁铁(14)均采用永磁体制成。
9.根据权利要求1所述的一种发电地板，其特征在于，所述通电弹簧(21)采用低矫顽力材料制成，所述通电弹簧(21)的表面同样包覆有电绝缘皮(28)。
10.根据权利要求6所述的一种发电地板，其特征在于，所述第一复位弹簧(26)和第二复位弹簧(27)均采用低矫顽力材料制成。
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