CN203700907U - 一种具备柔性发电元件的地板 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具备柔性发电元件的地板，包括地板面板、地板底板、支撑弹簧和柔性发电机组，其中地板面板与地板底板之间通过支撑弹簧予以支撑和联接，并在两者之间的空间内安装由多个柔性发电元件层叠并联形成的柔性发电机组。对于各个柔性发电元件而言，其包含具有高分子聚合物绝缘层、第一金属导电层和第一电极的第一组件，以及具有柔性基底、第二金属导电层和第二电极的第二组件，由此当地板面板受到踩踏后，第一组件与第二组件之间的间隙发生改变进而形成交流电流。通过本实用新型，可利用地板在受到踩踏时的振动来有效获得电能输出，同时具备结构紧凑、造价低廉、性能稳定和适用性强等特点。
Description
技术领域
本实用新型属于柔性发电器件技术领域，更具体地，涉及一种具备柔性发电元件的地板，其具备结构紧凑、便于加工制造和高电能输出的特点。
背景技术
人们日常生活的环境中有很多不规则的机械能存在，如人体步行或者是车辆碾压过程中产生的机械能。这些机械能一直以来都是被当成废弃的能量看待，而未能获得有效的利用。例如，传统的地板仅仅一个支撑人体踩踏或者车辆碾压的基底，除了外形不断被美化，硬度不断被增加，地板始终没有被赋予其他功能。特别是对于一些人流量较大的公共场所而言，人们对地板踩踏时会使地板频繁产生一定的变形量，如果将这部分变形量转换为电能并予以利用，将有利于公共场所的节能用途，而且不必增设复杂的电源设备。
实用新型内容
针对现有技术的以上缺陷或技术需求，本实用新型提供了一种具备柔性发电元件的地板，其中通过结合地板自身的结构及使用特点来设计柔性发电元件，相应可利用地板在受到踩踏时的振动来有效获得电能输出，同时具备结构紧凑、造价低廉、性能稳定和适用性强等特点。
为实现上述目的，按照本实用新型，提供了一种具备柔性发电元件的地板，该地板包括地板面板、地板底板、支撑弹簧和柔性发电机组，其特征在于：
所述地板面板与地板底板之间通过所述支撑弹簧予以支撑和联接，并且这些支撑弹簧分别设置在地板面板和地板底板的四个角上；
所述柔性发电机组安装在地板面板与地板底板之间的空间内，并由多个片状柔性发电元件彼此层叠并联而成，各个柔性发电元件包含第一组件和第二组件，其中第一组件包括高分子聚合物绝缘层和沉积在该高分子聚合物绝缘层上表面的第一金属导电层，并在该第一金属导电层的边缘形成有第一电极；第二组件由柔性基底和沉积在该柔性基底上表面的第二金属导电层共同组成，并在该第二金属导电层的边缘形成有第二电极；此外，第一、第二组件在其外侧边缘相联接，并且所述高分子聚合物绝缘层的下表面与所述第二金属导电层的上表面相互对置并具备一定间隙；以此方式，当地板面板受到踩踏并经由支撑弹簧将其表面变形传递至柔性发电元件时，第一组件与第二组件之间的间隙发生改变，相应导致电容发生变化，进而形成交流电流。
作为进一步优选地，所述高分子聚合物绝缘层的材质选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚四氟乙烯、聚苯乙烯、聚酰亚胺、聚乙烯、聚二甲基硅氧烷、氟化乙丙烯共聚物、聚三氟氯乙烯、聚偏二氟乙烯、乙烯四氟乙烯共聚物和聚甲基丙烯酸甲酯这些材料中的任意一种，所述第一金属导电层的材质选自铜、铝或者氧化铟锡。
作为进一步优选地，所述第二金属导电层的材质选自金、银、铜或者铝。
作为进一步优选地，所述高分子聚合物绝缘层的下表面还加工形成为平均尺寸为30nm～150nm的多个凹凸结构。
作为进一步优选地，所述支撑弹簧的参数规格可设定如下：外径为26mm、内径16.5mm，最大压缩量为40mm。
总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：
1、通过结合地板自身的结构及使用特点来设计柔性发电元件，可以赋予传统的地板将机械能转换成电能的功能，实现了地板的多功能化；尤其是，通过对柔性发电机组的构造及其设置方式进行设计，测试表明能够在使用过程产生高电能输出，同时便于电能后期的存储及公共场所的利用；
2、与传统的基于电磁感应效应的发电机相比，本发明中的柔性发电机组结构简单，便于制造，造价低廉，轻巧灵便，因而适用于更广泛的电能供应场合。
附图说明
图1是按照本实用新型所构建的地板的整体构造横截面示意图；
图2是图1中所示单个柔性发电元件的结构示意图；
在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：
1-柔性发电机机组 2-地板面板 3-支撑弹簧 4-地板底板 11-第一组件 12-第二组件 111-高分子聚合物绝缘层 112-第一金属导电层113-第一电极 121-柔性基底 122-第二金属导电层 123-第二电极
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
图1是按照本实用新型所构建的地板的整体构造横截面示意图。如图1所示，该可将机械能转换为电能的地板主要包括作为地板自身基本功能部件的地板面板和地板底板，以及设置在两者之间起到能量转换功能的支撑弹簧和柔性发电机组。
具体而言，地板面板2与地板底板4上下相对置，它们之间通过多个支撑弹簧3予以支撑和联接，并且这些支撑弹簧3分别设置在地板面板2和地板底板4的四个角上；所述柔性发电机组1安装在地板面板2与地板底板4之间的空间内，并由多个片状柔性发电元件彼此层叠并联而成，各个柔性发电元件包含第一组件11和第二组件12，其中第一组件11包括高分子聚合物绝缘层111和沉积在该高分子聚合物绝缘层111上表面的第一金属导电层112，并在该第一金属导电层112的边缘形成有第一电极113；第二组件12由柔性基底121和沉积在该柔性基底121上表面的第二金属导电层122共同组成，并在该第二金属导电层122的边缘形成有第二电极123；此外，第一、第二组件在其外侧边缘相联接，并且高分子聚合物绝缘层111的下表面与第二金属导电层122的上表面相互对置并具备一定间隙；以此方式，当地板面板2受到踩踏并经由支撑弹簧3将其表面变形传递至柔性发电元件时，第一组件11与第二组件12之间的间隙发生改变，相应导致电容发生变化，进而形成交流电流。
按照本实用新型的一个优选实施方式，所述高分子聚合物绝缘层的材质可选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚四氟乙烯、聚苯乙烯、聚酰亚胺、聚乙烯、聚二甲基硅氧烷、氟化乙丙烯共聚物、聚三氟氯乙烯、聚偏二氟乙烯、乙烯四氟乙烯共聚物和聚甲基丙烯酸甲酯这些材料中的任意一种，所述第一金属导电层的材质选自铜、铝或者氧化铟锡。此外，第二组件的基底可选择如柔性高分子聚合物、纸质或纤维材料制成，所述第二金属导电层的材质可选自金、银、铜或者铝。
按照本实用新型的另一优选实施方式，所述高分子聚合物绝缘层的下表面还加工形成为平均尺寸为30nm～150nm的多个凹凸结构。这样，测试表明能够大幅度提高按照本发明的柔性发电机组的能量输出效率，具备符合大多数实际运用场合的需求。此外，考虑到支撑弹簧对踩踏变形起到传递作用，并影响到柔性发电效率，经过测试后可将其主要参数规格设定如下：外径为26mm、内径16.5mm，最大压缩量40mm，由此更好地实现按照本实用新型的地板将机械能转换为电能的功能。
综上所述，通过本实用新型的地板装置可以有效地将机械能转化成电能，具有突出的优点：首先其赋予了传统的地板将机械能转换成电能的功能，实现了地板的多功能化。本实用新型发电地板装置能够有效地将机械能转化成电能并加以利用，实现了废弃能源的收集利用，绿色环保，符合节能社会的发展趋势；其次与传统的基于电磁感应效应的发电机相比，本发明中的柔性发电机组单元结构简单，便于制造，造价低廉，轻巧灵便，适用于更广泛的电能供应场合。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种具备柔性发电元件的地板，该地板包括地板面板、地板底板、支撑弹簧和柔性发电机组，其特征在于：
所述地板面板与地板底板之间通过所述支撑弹簧予以支撑和联接，并且这些支撑弹簧分别设置在地板面板和地板底板的四个角上；
所述柔性发电机组安装在地板面板与地板底板之间的空间内，并由多个片状柔性发电元件彼此层叠并联而成，各个柔性发电元件包含第一组件和第二组件，其中第一组件包括高分子聚合物绝缘层和沉积在该高分子聚合物绝缘层上表面的第一金属导电层，并在该第一金属导电层的边缘形成有第一电极；第二组件由柔性基底和沉积在该柔性基底上表面的第二金属导电层共同组成，并在该第二金属导电层的边缘形成有第二电极；此外，第一、第二组件在其外侧边缘相联接，并且所述高分子聚合物绝缘层的下表面与所述第二金属导电层的上表面相互对置并具备一定间隙；以此方式，当地板面板受到踩踏并经由支撑弹簧将其表面变形传递至柔性发电元件时，第一组件与第二组件之间的间隙发生改变，相应导致电容发生变化，进而形成交流电流。
2.如权利要求1所述的地板，其特征在于，所述高分子聚合物绝缘层的材质选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚四氟乙烯、聚苯乙烯、聚酰亚胺、聚乙烯、聚二甲基硅氧烷、氟化乙丙烯共聚物、聚三氟氯乙烯、聚偏二氟乙烯、乙烯四氟乙烯共聚物和聚甲基丙烯酸甲酯这些材料中的任意一种，所述第一金属导电层的材质选自铜、铝或者氧化铟锡。
3.如权利要求2所述的地板，其特征在于，所述第二金属导电层的材质选自金、银、铜或者铝。
4.如权利要求1-3任意一项所述的地板，其特征在于，所述高分子聚合物绝缘层的下表面还加工形成有平均尺寸为30nm～150nm的多个凹凸结构。
5.如权利要求4所述的地板，其特征在于，所述支撑弹簧的参数规格设定如下：外径为26mm、内径16.5mm，最大压缩量为40mm。
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Cited By (2)
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| CN105725985A (zh) * | 2016-04-19 | 2016-07-06 | 华中科技大学 | 一种具有自供能脉搏传感器的脉诊仪 |
| CN107431448A (zh) * | 2015-04-13 | 2017-12-01 | 株式会社村田制作所 | 压电发电装置 |
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2014
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