CN204995136U - 一种自发电报警地毯 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种自发电报警地毯，包括地毯上层、地毯下层和发电膜，所述发电膜嵌于所述地毯上层和所述地毯下层之间；其中：所述发电膜为多层压电-摩擦发电膜，所述多层压电-摩擦发电膜的结构具体为：包括依次设置的压电薄膜单元和摩擦薄膜单元，所述压电薄膜单元包括压电薄膜和置于所述压电薄膜两侧的压电薄膜电极，所述摩擦薄膜单元包括摩擦薄膜电极以及置于所述摩擦薄膜电极与所述压电薄膜单元之间的摩擦薄膜。本实用新型基于摩擦起电与静电感应原理的单表面摩擦发电膜体积小，具有高电压输出和较强的充电能力。
Description
技术领域
本实用新型涉及多层压电摩擦薄膜发电技术，具体涉及一种自发电报警地毯。
背景技术
从生活环境中采集能量被广泛视为实现绿色能源和能源可持续发展的有效途径，将有望在无线传输系统、植入式医疗器件乃至消费类电子的供能中发挥重要作用。而基于摩擦起电与静电感应原理的单表面摩擦发电机以其体积小、应用便捷开始受到人们的关注，并在压力探测等传感领域有了一定的应用。
针对家庭住宅入室盗窃进行的家庭安防措施对于保证家庭财产及人身安全有着非常重要的作用，随着犯罪分子的作案手段多样化，如防盗门、防盗护栏以及可视门铃等传统安防措施由于其不够智能且需要外部供电或者定期更换电池的不足，已经不能够满足居民对于可靠安防的要求。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供一种自发电报警地毯，旨在实现地毯的自发供能式报警。
本实用新型采用的技术方案具体为：
一种自发电报警地毯，包括地毯上层、地毯下层和发电膜，所述发电膜嵌于所述地毯上层和所述地毯下层之间。
在上述自发电报警地毯中，所述发电膜为多层压电-摩擦发电膜。
在上述自发电报警地毯中，所述多层压电-摩擦发电膜包括依次设置的压电薄膜单元和摩擦薄膜单元，所述压电薄膜单元包括压电薄膜和置于所述压电薄膜两侧的压电薄膜电极，所述摩擦薄膜单元包括摩擦薄膜电极以及置于所述摩擦薄膜电极与所述压电薄膜单元之间的摩擦薄膜。
在上述自发电报警地毯中，所述压电薄膜为PVDF压电薄膜。
在上述自发电报警地毯中，所述摩擦薄膜包括依次设置的摩擦层和衬底。
在上述自发电报警地毯中，所述多层压电-摩擦发电膜依次经电压转换电路、储能电路连接至无线发射电路。
在上述自发电报警地毯中，所述电压转换电路包括降压变压器和交直流转换器，其中：所述多层压电-摩擦发电膜的输出端与所述降压变压器的输入端相连接，用于对多层压电-摩擦发电膜产生的交流电信号进行降压处理；所述降压变压器的输出端与交直流转换器相连，所述交直流转换器包括依次连接的整流电路、滤波电路和稳压电路，降压后的交流电信号经所述交直流转换器处理后转换为直流电；所述交直流转换器的输出端与所述无线发射电路相连接。
本实用新型产生的有益效果是：
本实用新型的发电报警地毯基于摩擦起电及静电感应原理，铺设在电毯内层用于收集人踩压地毯时压力及摩擦产生的能量，通过合理的电路设计，可以将发电地毯产生的电能传递给控制电路；控制电路上电后通过无线方式发出报警信息。较之于电磁原理的发电机，基于摩擦起电与静电感应原理的单表面摩擦发电膜体积小，具有高电压输出和较强的充电能力，而且本发明的自发电报警地毯不需要改变地毯现有的结构，不会对其正常使用功能的实现造成任何不便；此外，采用柔质的多层压电-摩擦材料的发电地毯具有结构简单、成本低的优点，且对外部接触材料无选择性，适应性良好，有利于大规模生产。
附图说明
当结合附图考虑时，能够更完整更好地理解本实用新型。此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
图1为本实用新型一种自发电报警地毯的安装结构示意图；
图2为本实用新型一种自发电报警地毯的多层压电-摩擦发电膜的结构示意图；
图3为本实用新型一种自发电报警地毯的控制电路的电路示意图。
1、地毯上层2、多层压电-摩擦发电膜21、压电薄膜22、压电薄膜电极23、摩擦层24、衬底25、聚合物材料电极3、地毯下层。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型的技术方案作进一步详细的说明。
如图1所示，多层压电-摩擦发电膜2嵌于普通地毯的上、下层(1、3)内侧，多层压电-摩擦发电膜2的结构进一步参照图2，主要包括依次设置的压电薄膜单元(包括压电薄膜及其两侧的压电薄膜电极)和摩擦薄膜单元(包括摩擦薄膜电极以及设于摩擦薄膜电极和压电薄膜单元之间的摩擦薄膜)，在本实施例中，具体包括依次设置的PVDF压电薄膜21、铝电极22、具有微纳复合结构的摩擦层23、衬底24以及聚合物材料电极25，当人在踩压地毯的过程中，地毯会产生不规则的形变，从而导致嵌于地毯上、下层(1、3)之间的多层压电摩擦发电薄膜产生形变，而多层压电-摩擦发电薄膜2采集并吸收形变中的机械能以及摩擦产生的能量，并将其转换为电能，如图3所示，转换的电能经电压转换电路降压并转为直流电后存储于储能电路，无线发射电路的输入端与储能电路的输出端相连，当有报警必要的时候，储能电路对无线发射电路供电，使其发出无线报警信号，屋内的无线接收及报警电路接收到无线报警信号后，通过发出警示音、给固定手机发送短信等方式发出报警信息。
其中“转换的电能经电压转换电路降压并转为直流电”具体为：
电压转换电路主要包括降压变压器和交直流转换器，其中：降压变压器的输入端与多层压电-摩擦发电膜2的输出端相连，用于对多层压电-摩擦发电膜2产生的电能进行降压处理，这是由于发电机采用多层压电摩擦发电薄膜，因此产生的电能的电压通常比较高，因此需要有降压变压器进行降压，经降压变压器处理后的电信号依然为交流电信号；降压变压器的输出端与交直流转换器相连，降压后的交流电信号依次通过整流电路、滤波电路和稳压电路处理后转换为直流电。
以上结合附图对本实用新型的实施例进行了详细地说明，此处的附图是用来提供对本实用新型的进一步理解。显然，以上所述仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何对本领域的技术人员来说是可轻易想到的、实质上没有脱离本实用新型的变化或替换，也均包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种自发电报警地毯，其特征在于，包括地毯上层、地毯下层和发电膜，所述发电膜嵌于所述地毯上层和所述地毯下层之间；其中：
所述发电膜为多层压电-摩擦发电膜，所述多层压电-摩擦发电膜的结构具体为：
包括依次设置的压电薄膜单元和摩擦薄膜单元，所述压电薄膜单元包括压电薄膜和置于所述压电薄膜两侧的压电薄膜电极，所述摩擦薄膜单元包括摩擦薄膜电极以及置于所述摩擦薄膜电极与所述压电薄膜单元之间的摩擦薄膜。
2.根据权利要求1所述的自发电报警地毯，其特征在于，所述压电薄膜为PVDF压电薄膜。
3.根据权利要求1所述的自发电报警地毯，其特征在于，所述摩擦薄膜包括依次设置的摩擦层和衬底。
4.根据权利要求1所述的自发电报警地毯，其特征在于，所述多层压电-摩擦发电膜依次经电压转换电路、储能电路连接至无线发射电路。
5.根据权利要求4所述的自发电报警地毯，其特征在于，所述电压转换电路包括降压变压器和交直流转换器，其中：所述多层压电-摩擦发电膜的输出端与所述降压变压器的输入端相连接，用于对多层压电-摩擦发电膜产生的交流电信号进行降压处理；所述降压变压器的输出端与交直流转换器相连，所述交直流转换器包括依次连接的整流电路、滤波电路和稳压电路，降压后的交流电信号经所述交直流转换器处理后转换为直流电；所述交直流转换器的输出端与所述无线发射电路相连接。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201520334739.6U CN204995136U (zh) | 2015-05-22 | 2015-05-22 | 一种自发电报警地毯 |
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Publications (1)
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| CN204995136U true CN204995136U (zh) | 2016-01-27 |
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Family Applications (1)
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| CN201520334739.6U Expired - Fee Related CN204995136U (zh) | 2015-05-22 | 2015-05-22 | 一种自发电报警地毯 |
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| CN (1) | CN204995136U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107612111A (zh) * | 2017-08-04 | 2018-01-19 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种地垫及数据处理方法 |
| EP3531385A1 (de) * | 2018-02-26 | 2019-08-28 | Peter Segner | Aktivitäts- und zustandssensorik |
| CN110501518A (zh) * | 2019-08-26 | 2019-11-26 | 大连海事大学 | 一种基于摩擦纳米发电的多介质测速计 |
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2015
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