CN207714671U - 一种基于压电陶瓷的发电地板 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种基于压电陶瓷的发电地板，包括支撑条、通过架空垫设置在相邻2根支撑条上的若干压电陶瓷片、满铺在支撑条上且位于各压电陶瓷片上方的亚克力板、固定设置在支撑条上且位于亚克力板上方的地板、设于亚克力板下方用于收集并储存电能的储能模块以及用于对储能模块存储后输出的电能进行升压输出的升压模块；每8块压电陶瓷片并联构成一个发电单元，每8个相邻的发电单元配设1个储能模块，每4个相邻的储能模块配设1个升压模块，每个升压模块的电源输出端接出地板外部输出电压在DC5～32V范围内可调。本实用新型结构简单、实现方便，使用时能够有效将振动机械能转换成电能并可方便地将所发电能投入实际应用。
Description
技术领域
本实用新型涉及发电装置，具体涉及一种基于压电陶瓷的发电地板。
背景技术
开发和利用能源是当前社会十分关心和重视的问题。目前，一种将人们行走或车辆行驶时压迫地板或地砖的机构能转化为电能的发电地板（系统）应运而生，在如火车站、步行街、公路收费站口等地方，若能将街（路）面上的振动机械能有效地转换为电能，则其所发电能十分可观。目前常见的发电地板（系统），其存在的主要问题有：其一，因结构设计问题，振动机械能转换成电能的效率不高；其二，所发电能一般即发即用，不能有效集中和转换，难以投入实际应用，适用性不强。
实用新型内容
本实用新型的目的是：针对现有技术中存在的问题，提供一种结构简单、实现方便、使用时能够有效将振动机械能转换成电能且能方便将所发电能投入实际应用的基于压电陶瓷的发电地板。
本实用新型的技术方案是：本实用新型的基于压电陶瓷的发电地板，包括间隔设置并固定于地面基础上的支撑条、固定设置在上述支撑条上的地板，其结构特点是：还包括亚克力板、压电陶瓷片、储能模块和升压模块；
上述压电陶瓷片的下端两侧各固定设有一块架空垫，压电陶瓷片以其下端2块架空垫与所述支撑条上方相接触并固定设置在支撑条上；每4～12块压电陶瓷片并联构成一个发电单元，每个发电单元设有输出端；上述亚克力板满铺设置在支撑条上且位于上述各压电陶瓷片的上方；上述地板固定设于亚克力板的上方；
上述储能模块，用于收集并储存上述发电单元所发的电能；储能模块设有电源输入端和电源输出端，每2～16个相邻的发电单元配设1个储能模块，储能模块的电源输入端与其所属的各发电单元的输出端电连接；各储能模块设置在上述亚克力板下方空处；
上述升压模块，用于对储能模块收集并存储的电能进行升压后输出；升压模块设有电源输入端和电源输出端，每2～8个相邻的储能模块配设1个升压模块，升压模块的电源输入端与其所属的各储能模块的电源输出端电连接；各升压模块设置在上述亚克力板下方空处；各升压模块的电源输出端接出上述地板外部。
进一步的方案是：上述储能模块基于1个LTC-3588 芯片和2个相互串接的超级电容构成；每个储能模块的电源输出端接出上述地板的外部并可输出DC3.3V电源。
进一步的方案是：上述升压模块基于1个XL6009升压型直流电源变换芯片和可变电阻构成；每个升压模块的电源输出端输出电压在DC5～32V范围内可调节。
进一步的方案是：上述每个发电单元由8块压电陶瓷片并联构成，所述架空垫的厚度为3mm。
进一步的方案是：上述储能模块每8个相邻的发电单元配设1个。
进一步的方案是：上述升压模块每4个相邻的储能模块配设1个。
进一步的方案还有：上述地板为实木地板或强化木地板。
实用新型具有积极的效果：（1）本实用新型的基于压电陶瓷的发电地板，其通过在压电陶瓷片下端安装架空垫，压电陶瓷片经架空垫固定安装在支撑条上，使得压电陶瓷片的主体相对于支撑条架空设置，增加了压电陶瓷片的振动幅度从而可有效增加发电量，提高振动机械能转换成电能的效率，同时在压电陶瓷片上方与地板之间设置亚克力板能够有效保护压电陶瓷片，延长其使用寿命。（2）本实用新型的基于压电陶瓷的发电地板，其通过将每个地板发电单元的压电陶瓷片并联发电，若干个地板发电单元所发电能由一个储能模块收集存储所发电能，若干个储能模块存储的电能一方面可独立输出供实际使用，同时若干个储能模块存储的电能还可汇集到升压模块进行电压转换输出供实际使用的结构设计，使其能够将地板振动所发的电能灵活有效地投入实际使用，有效提升了发电地板的适用性。（3）本实用新型的基于压电陶瓷的发电地板，其储能模块采用超级电容作为储能器件，较之于传统的充电电池，寿命更长，污染更小，成本更低。（4）本实用新型的基于压电陶瓷的发电地板，其储能模块可直接输出3.3V电压供实际使用，同时其升压模块输出电压可在DC5～32V范围内可调节，最大输出电流可达4A，应用范围广，适用性强。
附图说明
图1为本实用新型的立面结构示意图；
图2为本实用新型的电路结构示意图。
上述附图中的附图标记如下：
地板1，亚克力板2，支撑条3，压电陶瓷片4，架空垫41，储能模块5，升压模块6。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
（实施例1）
见图1和图2，本实施例的基于压电陶瓷的发电地板，其主要由地板1、亚克力板2、支撑条3、压电陶瓷片4、储能模块5和升压模块6组成。
支撑条3设有若干根，支撑条3的数量根据铺设地板的场所实际情况确定，若干根据支撑条3间隔设置并固定于地面基础上。
压电陶瓷片4的下端两侧各固定设置一块架空垫41，压电陶瓷片4以其下端2块架空垫41与支撑条3上方相接触并固定设置在支撑条3上，本实施例中，架空垫41的厚度优选3mm。由于设置了2块架空垫41，从而使得压电陶瓷片4的主体部分相对于支撑条3的上端悬空，一方面增加压电陶瓷片4受压时的振动幅度以增加发电量，另一方面可防止其因受力较大导致形变过度而损坏；每4～12块压电陶瓷片4并联构成一个发电单元，每个发电单元设有输出端；本实施例中，每个发电单元优选设置8块压电陶瓷片4。
亚克力板2满铺设置在支撑条3上且位于压电陶瓷片4的上方。亚克力板2满铺在压电陶瓷片4上，可有效将地板1上的振动传递给相应若干个压电陶瓷片4发电，同时亚克力板具有良好的耐候性及耐酸碱性，抗冲击力强，自重轻，可塑性强且可回收率高，能够从上方有效保护压电陶瓷片4。
地板1可采用实木地板或强化木地板。地板1设于亚克力板2的上方并与支撑条3固定连接。
储能模块5用于收集并储存发电单元所发的电能，储能模块5设有电源输入端和电源输出端，每2～16个相邻的发电单元配设1个储能模块5，储能模块5的电源输入端与其所属的各发电单元的输出端电连接；各储能模块5设置在亚克力板2下方空处。本实施例中，优选每12个相邻的发电单元设置1个储能模块5；优选地，每个储能模块5基于1个LTC-3588 芯片和2个相互串接的超级电容构成，每个储能模块5的电源输出端输出DC3.3V电源，可直接接出地板1外部以供使用。本实施例中储能模块5选用超级电容作为储能元件，是基于其充电速度快、循环使用寿命长、大电流放电能力强、充放电线路简单以及工作温度范围宽等特性。
升压模块6用于对储能模块5收集并存储的电能进行升压输出以供实际使用，升压模块6设有电源输入端和电源输出端，每2～8个相邻的储能模块5配设1个升压模块6，升压模块6的电源输入端与其所属的各储能模块5的电源输出端电连接；各升压模块6设置在亚克力板2下方空处。本实施例中，优选每4个相邻的储能模块5配设1个升压模块6；优选地，每个升压模块6基于1个XL6009升压型直流电源变换芯片和可变电阻构成，每个升压模块6的电源输出端输出电压在DC5～32V范围内可调节，最大输出电流可达4A；每个升压模块6的电源输出端接出地板1外部供实际使用。
以上实施例是对本实用新型的具体实施方式的说明，而非对本实用新型的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变换和变化而得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应该归入本实用新型的专利保护范围。
Claims (7)
1.一种基于压电陶瓷的发电地板，包括间隔设置并固定于地面基础上的支撑条、固定设置在所述支撑条上的地板，其特征在于：还包括亚克力板、压电陶瓷片、储能模块和升压模块；
所述压电陶瓷片的下端两侧各固定设有一块架空垫，压电陶瓷片以其下端2块架空垫与所述支撑条上方相接触并固定设置在支撑条上；每4～12块所述压电陶瓷片并联构成一个发电单元，每个发电单元设有输出端；所述亚克力板满铺设置在支撑条上且位于所述各压电陶瓷片的上方；所述地板固定设于亚克力板的上方；
所述储能模块，用于收集并储存所述发电单元所发的电能；储能模块设有电源输入端和电源输出端，每2～16个相邻的发电单元配设1个储能模块，储能模块的电源输入端与其所属的各发电单元的输出端电连接；各储能模块设置在所述亚克力板下方空处；
所述升压模块，用于对储能模块收集并存储的电能进行升压后输出；升压模块设有电源输入端和电源输出端，每2～8个相邻的储能模块配设1个升压模块，升压模块的电源输入端与其所属的各储能模块的电源输出端电连接；各升压模块设置在所述亚克力板下方空处；各升压模块的电源输出端接出所述地板外部。
2.根据权利要求1所述的基于压电陶瓷的发电地板，其特征在于：所述储能模块基于1个LTC-3588 芯片和2个相互串接的超级电容构成；每个储能模块的电源输出端接出所述地板的外部并可输出DC3.3V电源。
3.根据权利要求1所述的基于压电陶瓷的发电地板，其特征在于：所述升压模块基于1个XL6009升压型直流电源变换芯片和可变电阻构成；每个升压模块的电源输出端输出电压在DC5～32V范围内可调节。
4.根据权利要求1～3任一所述的基于压电陶瓷的发电地板，其特征在于：所述每个发电单元由8块压电陶瓷片并联构成，所述架空垫的厚度为3mm。
5.根据权利要求1～3任一所述的基于压电陶瓷的发电地板，其特征在于：所述储能模块每8个相邻的发电单元配设1个。
6.根据权利要求1～3任一所述的基于压电陶瓷的发电地板，其特征在于：所述升压模块每4个相邻的储能模块配设1个。
7.根据权利要求1所述的基于压电陶瓷的发电地板，其特征在于：所述地板为实木地板或强化木地板。
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| CN201721619508.5U CN207714671U (zh) | 2017-11-28 | 2017-11-28 | 一种基于压电陶瓷的发电地板 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN109518873A (zh) * | 2018-11-20 | 2019-03-26 | 甬港现代工程有限公司 | 一种建筑用阻燃结构 |
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