CN209860825U - 一种压力发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于压力发电设备技术领域，特别涉及一种压力发电装置，包括安装框和容纳于安装框中的压电部、传力部，所述安装框包括框体和踩踏板，所述压电部包括发电组件和受力板，所述发电组件包括下压板、上压板以及奇数个耦合板，所述耦合板的至少一个水平表面上设有压电材料层；所述踩踏板包括左踏板和右踏板，所述框体的一个顶端依次与左踏板、右踏板和框体的另一个顶端转动连接，所述左踏板、右踏板和传力板转动连接并形成T字形结构，所述踩踏板在下压时可依次通过传力板和扩力板带动受力板朝耦合板靠近，能够通过简单的结构设计将压力收集并转化为电能，设计科学，发电效率较高、成本低廉，适于推广使用。

Description

一种压力发电装置

技术领域

本实用新型属于压力发电设备技术领域，特别涉及一种压力发电装置。

背景技术

当今社会，能源与环境问题已经成为人们越来越关注的问题，传统能源的使用已经严重威胁到人们的生存环节，因此，新能源的发展与应用应运而生。所谓的新能源是指尚未大规模开发利用的能源，是在现代高科技基础上开发利用的可再生能源、清洁能源，可划分为太阳能、地热能、海洋能等种类。

如今太阳能和地热能的运用都较多，但其受自然环境的影响较大，而我们生活中也蕴含着丰富的能量，尚未得到更好的开发利用。生活中我们每时每刻都在产生着能量，其中大多数是通过压力转化得到的能量，因此，我们可以制造一种收集压力并将其转换为电能的装置。

虽然已经存在了一些将压力收集并转化为电能的装置，但是，现有的这些利用压力发电的装置，大多具有较大的尺寸或者复杂的结构，难以在日常生活中使用以获得电能，且发电效率较低。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述问题，提供一种压力发电装置，能够通过简单的结构设计将压力收集并转化为电能，设计科学，发电效率较高、成本低廉，适于推广使用。

本实用新型采用以下技术方案来实现：

一种压力发电装置，包括安装框和容纳于安装框中的压电部、传力部，所述安装框包括框体和踩踏板，所述框体呈凹字形结构；所述安装框包括框体和踩踏板，所述框体呈凹字形结构；所述压电部包括发电组件和受力板，所述发电组件包括下压板、上压板以及奇数个夹设于所述下压板和上压板之间的耦合板；所述下压板及与之相邻的耦合板之间、任意相邻的两个耦合板之间、上压板及与之相邻的耦合板之间均通过连接板固定连接，任意所述耦合板上下两侧的两个连接板分设于耦合板的两端，所述耦合板的至少一个水平表面上设有压电材料层；所述下压板和上压板的长度均大于耦合板的长度，所述下压板的伸出端固设于框体的内侧壁上，所述上压板的伸出端与受力板的顶部固定连接；所述传力部包括传力板和与传力板连接的扩力板，所述传力板竖直设置；所述踩踏板包括左踏板和右踏板，所述框体的一个顶端依次与左踏板、右踏板和框体的另一个顶端转动连接，所述左踏板、右踏板和传力板转动连接并形成T字形结构，所述踩踏板在下压时可依次通过传力板和扩力板带动受力板朝耦合板靠近。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的压电砖，踩踏板受到压力的作用，通过传力部将竖直面上的压力传导至受力板，将压力转化为力矩，带动耦合板发生弯曲的弹性形变，进而使贴设于耦合板水平表面上的采用压电材料制成的压电材料层发生弹性形变，产生安全可靠的电流，通过蓄电装置将产生的电流进行收集即可完成压力发电过程，应用上述压电砖结构简单，成本低廉，适于推广使用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的压力发电装置的一种结构示意图。

图2是图1中压电部的结构示意图。

图3是图1中传力部的结构示意图。

图4是本实用新型的压力发电装置的另一种结构示意图。

图5是图4中传力部的结构示意图。

图中，1、安装框；11、框体；12、踩踏板；121、左踏板；122、右踏板；2、压电部；21、发电组件；211、下压板；212、上压板；213、耦合板；214、连接板；22、受力板；23、固定板；3、传力部；31、传力板；32、扩力板；321、第一斜板；322、第二斜板；323、抵接板；324、第一凸部；325、第二凸部；326、第一分力板；327、第二分力板；328、连接轴。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例1

参考图1～5，一种压力发电装置，包括安装框1和容纳于安装框1中的压电部2、传力部3，所述安装框1包括框体11和踩踏板12，所述框体11呈凹字形结构；

所述压电部2包括发电组件21和受力板22，所述发电组件21包括下压板211、上压板212以及奇数个夹设于所述下压板211和上压板212之间的耦合板213；所述下压板211及与之相邻的耦合板213之间、任意相邻的两个耦合板213之间、上压板212及与之相邻的耦合板213之间均通过连接板214固定连接，任意所述耦合板213上下两侧的两个连接板214分设于耦合板213的两端，所述耦合板213的至少一个水平表面上设有压电材料层；

所述下压板211和上压板212的长度均大于耦合板213的长度，所述下压板211的伸出端固设于框体11的内侧壁上，所述上压板212的伸出端与受力板22的顶部固定连接；

所述传力部3包括传力板31和与传力板31连接的扩力板32，所述传力板31竖直设置；

为了防止行人在行走时出现不慎踏空的情况，尽量避免行人摔倒及身体倾斜不能快速通过等不良因素，本实施例中，所述踩踏板12包括左踏板121和右踏板122，所述框体11的一个顶端依次与左踏板121、右踏板122和框体11的另一个顶端转动连接，作为一种优选的方案，所述转动连接通过铰接的合页实现，作为另一种优选的方式，所述转动连接通过带有转动轴的连接结构实现；

所述左踏板121、右踏板122和传力板31转动连接并形成T字形结构，所述踩踏板12在下压时可依次通过传力板31和扩力板32带动受力板22朝耦合板213靠近。

在一个较佳的实施例中，所述耦合板213的上表面和下表面均粘结设置有采用压电材料制成的压电材料层。

使用时，踩踏板12受到压力的作用，通过传力部3将竖直面上的压力传导至受力板22，将压力转化为力矩，带动耦合板213发生弯曲的弹性形变，进而使贴设于耦合板213水平表面上的压电材料层发生弹性形变，产生安全可靠的电流，通过蓄电装置将产生的电流进行收集即可完成压力发电过程，应用上述压电砖结构简单，成本低廉，适于推广使用。

耦合板213的数量不作限制，但是，作为优选的方案，所述耦合板213的数量为3～19个。

蓄电装置并非本实用新型的设计要点，采购市面上的蓄电装置即可，也可以参考申请号为CN 201820234591.2授权公告的中国专利“用于预防PICC导管相关性血栓的握力器”中的蓄电装置，压电材料层可以通过导线与蓄电装置连接，也可以通设计固定设置在压电部2上的金属片等导电体与蓄电装置连接。

也可以参考申请号为CN201720745657.X授权公告的中国专利“一种道路桥梁降噪音伸缩装置”，将耦合板213上的压电材料层与公共设施直连，从而对其进行供电。

实施例2

参考图1、图2、图4，本实施例是在实施例1的基础上做的进一步改进，为了便于将发电组件21固定到框体11的内侧壁上，且，同时提高发电组件21的承压效果，提高压力发电的能量转化效率，在本实施例中，所述压电部2还包括固定板23，所述固定板23的顶部与下压板211的伸出端固定连接，所述固定板23远离耦合板213的侧壁固定贴设于框体11的内侧壁上。

实施例3

本实施例是在实施例1的基础上做的进一步改进，在本实施例中，所述扩力板32与传力板31固定连接，所述固定连接的方式可选为螺栓连接、焊接等，也可采用一体成型的方式制作传力板31和扩力板32，进一步的说明，由于需要达到踩踏板12在下压时可依次通过传力板31、扩力板32带动受力板22朝耦合板213靠近的效果，所述扩力板32优选为倾斜设置，且所述扩力板32的底端朝向耦合板213的一侧设置。

实施例4

本实施例与实施例3的区别在于，在本实施例中，所述扩力板32和传力板31转动连接。

实施例5

作为实施例1在实际生活中的一种应用，可以将实施例1的压力发电装置排列铺设在室内道路上，例如室内运动场的跑道中，人们在行走的过程中会脚底会接触踩踏板12，使踩踏板12下压，从而通过传力部3带动受力板22朝耦合板213靠近，进而带动耦合板213产生弹性形变，从而产生安全可靠的电流。

实施例6

作为实施例1基础上的进一步改进，由于在框体11的内部空间中，传力部3的两侧均具有一个容纳腔，每个容纳腔均可以设置有一个压电部2，由此可以提高压力发电的效率，因此，在本实施例中，所述压电部2的数量为两个，两个所述压电部2分设于传力板31的两侧。

实施例7

本实施例是在实施例1的基础上改进得到的一个较佳的实施例，参考图1～3，在本实施例中，所述扩力板32包括分设于传力板31两侧的第一斜板321和第二斜板322，所述第一斜板321和第二斜板322的高端与传力板31的低端刚性连接，所述刚性连接可选为焊接等方式，所述第一斜板321和第二斜板322的朝向远离传力板31的一侧倾斜设置；

在本实施例中，所述第一斜板321，和/或，第二斜板322的外侧固设有一个抵接板323，所述抵接板323的上端向外凸设有第一凸部324，所述受力板22上设有与所述第一凸部324相配合的凹槽；

为了提高第一凸部324与凹槽的连接效果，保证扩力板32对受力板22之间的稳定配合，作为优选的方案，所述第一凸部324呈圆柱状结构；

进一步的，在本实施例中，所述第一斜板321和第二斜板322受在传力板31下压的过程中，其中一个的底端必定接触框体11底部的内壁，为了提高第一斜板321以及第二斜板322运动的流畅性，减小运动过程中产生的摩擦力，提高电能转化效率，作为进一步改进的方案，所述抵接板323的下端向下凸设有第二凸部325，所述第一斜板321，和/或，第二斜板322的低端高与第二凸部325设置，所述第二凸部325呈圆柱状结构。

实施例8

本实施例与实施例8的不同之处在于，在本实施例中，所述第一斜板321和第二斜板322的外侧均固设有一个抵接板323，每个所述抵接板323的上端向外凸设有第一凸部324，所述受力板22上设有与所述第一凸部324相配合的凹槽。

实施例7和实施例8中，由于第一斜板321和第二斜板322与传力板刚性连接，连接效果牢固且紧密，没有连接间隙，能够避免积聚灰尘，有助于提高该压力发电装置的是用寿命。

实施例9

本实施例是在实施例7基础上改进得到的另外一个一个较佳的实施例，本实施例与实施例8的不同之处在于，参考图4～5，所述扩力板32包括第一分力板326和第二分力板327，所述传力板31的高端与踩踏板12转动连接，所述传力板31的低端与分别与第一分力板326和第二分力板327的高端转动连接，所述第一分力板326和第二分力板327的底端与受力板22的底端转动连接；

更具体的，本实施例中，所述转动连接可以采用如下技术方案实现，所述传力板31低端设有安装耳，所述第一分力板326和第二分力板327的高端设有与安装耳相配合的安装结构，从而通过连接轴328将上述传力板31、第一分力板326和第二分力板327实现转动连接。

显然，转动连接的设置也可以达到实施例9中类似效果，例如运动的流畅性，减小运动过程中产生的摩擦力，提高电能转化效率等。

实施例7～9中扩力板，由于第一斜板321和第二斜板322，或，第一分力板326和第二分力板327为倾斜设置，夹角可接近180°，均可以将传力板31传递过来的压力进行充分放大，从而达到提高电能转化效率的效果。

本实用新型并不限于上述实例，在本实用新型的权利要求书所限定的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种变形或修改均受本专利的保护。

Claims (8)

1.一种压力发电装置，其特征在于：包括安装框和容纳于安装框中的压电部、传力部，所述安装框包括框体和踩踏板，所述框体呈凹字形结构；

所述压电部包括发电组件和受力板，所述发电组件包括下压板、上压板以及奇数个夹设于所述下压板和上压板之间的耦合板；

所述下压板及与之相邻的耦合板之间、任意相邻的两个耦合板之间、上压板及与之相邻的耦合板之间均通过连接板固定连接，任意所述耦合板上下两侧的两个连接板分设于耦合板的两端，所述耦合板的至少一个水平表面上设有压电材料层；

所述下压板和上压板的长度均大于耦合板的长度，所述下压板的伸出端固设于框体的内侧壁上，所述上压板的伸出端与受力板的顶部固定连接；

所述传力部包括传力板和与传力板连接的扩力板，所述传力板竖直设置；

所述踩踏板包括左踏板和右踏板，所述框体的一个顶端依次与左踏板、右踏板和框体的另一个顶端转动连接，所述左踏板、右踏板和传力板转动连接并形成T字形结构，所述踩踏板在下压时可依次通过传力板和扩力板带动受力板朝耦合板靠近。

2.根据权利要求1所述的压力发电装置，其特征在于：所述压电部还包括固定板，所述固定板的顶部与下压板的伸出端固定连接，所述固定板远离耦合板的侧壁固定贴设于框体的内侧壁上。

3.根据权利要求1所述的压力发电装置，其特征在于：所述压电部的数量为两个，两个所述压电部分设于传力板的两侧。

4.根据权利要求1所述的压力发电装置，其特征在于：所述扩力板包括分设于传力板两侧的第一斜板和第二斜板，所述第一斜板和第二斜板的高端与传力板的低端刚性连接，所述第一斜板和第二斜板的朝向远离传力板的一侧倾斜设置。

5.根据权利要求4所述的压力发电装置，其特征在于：所述第一斜板，和/或，第二斜板的外侧固设有一个抵接板，所述抵接板的上端向外凸设有第一凸部，所述受力板上设有与所述第一凸部相配合的凹槽。

6.根据权利要求5所述的压力发电装置，其特征在于：所述第一凸部呈圆柱状结构。

7.根据权利要求5所述的压力发电装置，其特征在于：所述抵接板的下端向下凸设有第二凸部，所述第一斜板，和/或，第二斜板的低端高与第二凸部设置，所述第二凸部呈圆柱状结构。

8.根据权利要求4所述的压力发电装置，其特征在于：所述扩力板包括第一分力板和第二分力板，所述传力板的高端与踩踏板转动连接，所述传力板的低端与分别与第一分力板和第二分力板的高端转动连接，所述第一分力板和第二分力板的底端与受力板的底端转动连接。