CN216198720U - 人流踩踏压力发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种人流踩踏压力发电装置，包括外壳、外板、内受压杆、外受压杆、支撑环、传动杆、支撑柱、风力发电机、电机支柱、喷嘴、限压阀、叶片、气缸、内套管、活塞连接盘、连杆、活塞、活塞套筒以及各减震弹簧与固定销。内受压杆受压下行，压缩内套管内的空气，经单向阀与软管连接活塞连接盘进入气缸内部，外受压杆受压下行，带动传动杆做杠杆运动，传动杆另一端带动连杆推动活塞在活塞套筒内压缩空气，空气以同样的方式进入气缸，当气缸内的气体压强达到限压阀设定压力时，限压阀阀门打开，经喷嘴向叶片受力面输出高速气流，从而实现压力发电。本发明利用蓄气的方式收集零散的压力，适应性较强，整体结构简单紧凑，发电效率较高。

Description

人流踩踏压力发电装置

技术领域

本发明专利涉及人力发电技术领域，属发电技术领域，具体为一种人流踩踏压力发电装置。

背景技术

随着社会的飞速发展，人们对于能源的需求越来越大，各个国家对于新能源的开发不断重视。据统计火车站，游乐场等繁华地区，人流量均达 10万左右一天，若能将人们步行产生的势能差用于发电，那么人们脚下将会有一个巨大的发电厂。一种人流踩踏压力发电装置(CN201774478U)利用压电陶瓷以及齿轮机构为发电机提供动能，从而实现人力踩踏发电的功能，但整体对踩踏压力的接收率不高，无法在人流密集的地方使用。踩压式压力发电装置(CN210123944U)利用压电陶瓷以及磁场，通过磁生电原理以及压电陶瓷，受压后产生电流的原理，实现踩踏发电的功能，但由于其踩压板尺寸较大，无法充分接收每个人踩踏的压力，因此难以在人流较为密集的地方使用。现有的大部分人流踩踏压力发电装置是利用特别的压电陶瓷，利用其受压放电的特性制作压力发电设备，或者采用较为复杂的机械结构，导致制造成本以及维修成本都比较高，同时难以大规模的使用。

为此设计了一种人流踩踏压力发电装置。

发明专利内容

本发明专利的目的在于提供一种人流踩踏压力发电装置，在不影响人们正常步行的情况下，设计了一种由人们踩踏产生的压力，使气缸升压，达到设定压强时，通过喷嘴向外输出高压气流，带动发电机叶片旋转，从而产生电流。

为实现上述目的，本发明专利提供如下技术方案：人流踩踏压力发电装置，包括外壳1、外板2、内受压杆3、外受压杆4、外减震弹簧5、外定位销6、连接销7、支撑环8、传动杆9、支撑柱10、风力发电机11、电机支柱12、喷嘴13、限压阀14、叶片15、气缸16、内减震弹簧17、内套管18、活塞连接盘19、内定位销20、连杆21、连杆销22、活塞23、活塞销24、活塞套筒25，所述内受压杆3、外受压杆4小端分别安装内减震弹簧17、外减震弹簧5，并安装在外板2阶梯孔内，分别通过内受压杆3、外受压杆4上通孔，安装内定位销20与外定位销6，固定销(6、20)在减震弹簧(5、17) 的作用下紧紧靠住外板2下表面，所述内受压杆3下端开有密封槽，密封槽内需安装密封圈，并安装在内套管18内，所述内套管18开有进气口18-1与输气口18-2，所述进气口18-1与输气口18-2均安装单向阀，输气口18-2经单向阀与输气软管连接活塞连接盘19的空气连通孔19-1，同时内套管18下端与活塞连接盘19经螺纹连接固定。

所述外受压杆4下端与传动杆9经连接销7连接，所述传动杆9上半部分开有长方形通孔，用于安装支撑环8，所述支撑环8分为四部分，每部分前端为长阶梯轴后端为深阶梯孔，前后对接，对接出安装在支撑柱10上端圆孔处，所述传动杆9末端与连杆21经连杆销22连接，所述连杆21末端与活塞23经活塞销24连接在一起，所述活塞23安装在活塞套筒25内部，所述活塞套筒25安装在活塞连接盘19的活塞安装孔19-2内，并经螺栓连接固定，所述活塞连接盘19的活塞安装孔19-2内部具有进气口19-5与输气口 19-6，所述进气口19-5连接软管与单向阀与外部环境直接相通，输气孔19-6 经单向阀与软管与活塞连接盘19的空气连通孔19-1连接，所述活塞连接盘 19经底部螺纹与气缸16连接，所述各部分输气孔(18-2、19-6)均经单向阀与软管经活塞连接盘19的空气连接孔19-5与气缸16连通，所述气缸16开有出气孔，出气孔为内螺纹结构，经螺纹连接限压阀14进气端，所述限压阀 14经螺纹连接喷嘴13，所述喷嘴13正对叶片15受力面，所述叶片15连接发电机11，所述发电机11安装压紧在电机支柱12上，所述电机支柱12与支撑柱10均安放在外壳1内部。

一种人流踩踏压力发电装置，整体直接安装在地面下，可根据实际情况设计内受压杆3、外受压杆4数量尺寸以及气缸16大小和发电机11型号等，工作时，由内受压杆3、外受压杆4接收人们踩踏时的压力，压缩减震弹簧(5、17)，带动内受压杆3、外受压杆4下行，内受压杆3下行时压缩内套管18内的空气，由于单向阀的存在只能经输气孔、软管进入气缸16内，外受压杆4下行时带动传动杆9做杠杆运动，经连杆21推动活塞23压缩活塞套管25内的空气，由于单向阀的存在空气只能经输气孔19-6、软管进入气缸16内部，当气缸16内的压强达到限压阀14的设定压力时，限压阀14阀门打开，经喷嘴13向发电机叶片15输出高速气流从而发电，当内受压杆3、外受压杆4不受压力时，原本处于压缩状态的减震弹簧(5、17)带动内受压杆3、外受压杆4上行返回原始状态，内受压杆3上行时，由内套管18经进气口18-1单向阀吸收外界空气，使内套管18内充满可压缩空气为下次工作做准备，外受压杆4上行时，带动传动杆9运动，从而由连杆21带动活塞23 向后运动，使得活塞套筒25经进气口19-5单向阀吸收外界空气，为下次工作做准备。

优选的，所述内受压杆3具有较大的尺寸，可直接进行空气压缩。

由于不能影响人们正常的行走，因此内受压杆3起伏较小，且空气本身具有可压缩性，而具有较大尺寸的受压杆4，就具有较大的空气接触面，保证了空气压缩量。

优选的，所述外受压杆4后接的传动杆9，传动杆9为杠杆结构。

由于外受压杆4起伏较小，且外受压杆4和底部活塞23尺寸较小，因此需要增大活塞冲程，保证空气压缩的有效性，采用杠杆原理，结构简单紧凑适应性强，且各个零件不易损坏。

优选的，单向阀为隔膜阀。

隔膜阀结构简单、流体阻力小，基本能达到无启动压力，反向阻力无穷大，且无泄漏，相比于其它单向阀流通能力更好。

本发明与现有技术相比，其有益效果具体如下；

(1).本发明利用空气作为介质，采用简单机械结构，经过将空气压缩到高压状态后，向外输送高压气流的方式，使发电机发电，整体结构简单、成本较低，能接受人们的反复踩踏，寿命较高。

(2).本发明活塞套筒为单个可拆卸套筒，由螺栓固定在活塞连接盘内，便于维修，大大减少了维修成本。

(3).本发明利用活塞连接盘，整合外部多个活塞压缩装置，将各部分的压缩气体，通过空气连接孔，连通到气缸内部。

附图说明

图1为本发明专利的整体外观图；

图2为本发明专利的整体装配图(隐藏外板与外壳)；

图3为本发明专利的内部组件装配爆炸图；

图4为本发明专利的外部组件装配爆炸图；

图5为本发明专利的内套管的结合视图；

图6为本发明专利的活塞连接盘的结合视图；

图7为本发明专利的活塞的结合视图；

图中：1-外壳、2-外板、3-内受压杆、4-外受压杆、5-外减震弹簧、 6-外定位销、7-连接销、8-支撑环、9-传动杆、10-支撑柱、11-风力发电机、 12-电机支柱、13-喷嘴、14-限压阀、15-叶片、16-气缸、17-内减震弹簧、 18-内套管、19-活塞连接盘、20-内定位销、21-连杆、22-连杆销、23-活塞、 24-活塞销、25-活塞套筒；18-1-进气口、18-2输气口、19-1-空气连接孔、 19-2-活塞套筒安装孔、19-3-外套管安装孔、19-4-螺栓安装孔、19-5-进气口、19-6-输气口、23-1-活塞销连接孔、23-2-密封槽。

具体实施方式

结合附图1-4，对本发明作进一步的描述：

本发明提到的一种人流踩踏压力发电装置，包括外壳1、外板2、内受压杆3、外受压杆4、外减震弹簧5、外定位销6、连接销7、支撑环8、传动杆9、支撑柱10、风力发电机11、电机支柱12、喷嘴13、限压阀14、叶片15、气缸16、内减震弹簧17、内套管18、活塞连接盘19、内定位销20、连杆21、连杆销22、活塞23、活塞销24、活塞套筒25；

所述的内受压杆3、外受压杆4分别安装内减震弹簧17与外减震弹簧5，并安装在外板2上的阶梯通孔上，受压杆(3、4)上半段分别安装额定位销(20、6)，所述内受压杆3下端开有密封槽，并经密封环与内套管18 配合安装，所述内套管18经螺纹与活塞连接盘安装在一起，所述外受压杆4，下端经连接销7与传动杆9装配在一起，所述传动杆9上半部分开有长方形通孔，所述通孔安装支撑环8，所述支撑环8分为四部分，每部分前端均为长阶梯轴，后端均为深阶梯孔，前后对接，对接触安装在支撑柱10上端环形孔内，所述传动杆9末端经连杆销22与连杆21连接，所述连杆21经活塞销24 与活塞23连接，所述活塞23末端开有密封槽，密封槽内安装密封圈，经密封圈与活塞套筒25紧密配合，所述活塞套筒25安装在活塞连接盘19内，活塞连接盘19经下端阶梯螺纹与气缸16装配在一起，所述气缸16开有内螺纹的出气孔，经螺纹安装限压阀14的进气口，所述限压阀14出气口经螺纹安装喷嘴13，所述喷嘴13正对叶片15受力面，所述叶片经安装孔与发电机输入端连接。可通过改变内受压杆3与外受压杆4的数量以及活塞连接盘19与气缸16的尺寸以适应不同的人流量，同时改变发电机功率，使发电效率能达到最高。

结合图5-7，对本发明做进一步的描述：

所述的内套管18由大头与小头构成，大头内部用于内受压杆3压缩空气，大头内部具有两个通孔，分别为出气口18-1与输气口18-2，在内部空气被压缩时，空气由输气口18-2经单向阀与软管连通活塞连接盘19，并经活塞连接盘19的空气连接口19-1进入气缸内，当内套管18内的内受压杆3还原时，经单向阀与进气口18-1吸收外界空气，使其充满内套管18内腔。

所述活塞连接盘19，由空气连接口19-1、活塞套筒安装孔19-2、外套管安装孔19-3、螺栓安装孔19-4、进气口19-5、输气口19-6构成，所述活塞套筒安装孔19-2安装活塞套筒25，并由活塞套筒25外表面的螺纹孔与活塞连接盘19内的螺栓安装孔19-4经螺栓固定，活塞套筒25内的活塞23 压缩空气后，空气由输气口19-6经单向阀与软管，最后通过空气连接口19-1 进入气缸16内，当外受压杆4还原时，带动活塞23向后运动，同时经过单向阀与进气口19-5吸收外界空气，使活塞套筒25内腔充满空气。

本发明是一种人流踩踏压力发电装置，其功能的实现方式如下：

工作阶段：由内受压杆3与外受压杆4，接收人们踩踏产生的压力，所述内受压杆3下行压缩内套管18内的空气，内套管18内的空气经输气口 18-2与单向阀、软管连接活塞连接盘19，并经空气连接口19-1进入气缸内部，所述外受压杆4受压下行，带动传动杆9做杠杆运动，传动杆9末端带动连杆9运动，所述连杆9将推动活塞23压缩活塞套筒内的空气，活塞套筒 23内的空气将经输气口19-6与单向阀、软管连接活塞连接盘19，并经空气连接口19-1进入气缸16内，当气缸16内的空气压强达到限压阀14的设定压力时，所述限压阀14阀门打开，经喷嘴13向叶片15输出高速气流，带动发电机11工作，实现压力发电。

还原阶段：当内受压杆3与外受压杆4不受压力时，由于减震弹簧 (17、5)的存在，将会带动内受压杆3与外受压杆4上行，同时由于定位销 (20、6)的存在，防止受压杆(3、4)被弹出，当内受压杆上行时，将会使内套管18经单向阀与进气口18-1吸收外界空气，使内套管内腔充满空气，当外受压杆4上行时，带动传动杆9、连杆21运动，使活塞23在活塞套筒 25内部向外运动，使得活塞套筒25经单向阀与进气口19-5吸收外界空气，使活塞套筒25内腔充满空气，为下次工作做准备。

以上所述仅是本发明的部分较佳实例，任何熟悉本领域的技术人员均可利用以上阐述的技术方案加以修改或将其修改为等同的技术方案，因此，依据本发明的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (3)

1.一种人流踩踏压力发电装置，包括外壳、外板、内受压杆、外受压杆、外减震弹簧、外定位销、连接销、支撑环、传动杆、支撑柱、风力发电机、电机支柱、喷嘴、限压阀、叶片、气缸、内减震弹簧、内套管、活塞连接盘、内定位销、连杆、连杆销、活塞、活塞销、活塞套筒，其特征在于，所述的内受压杆与外受压杆分别安装内、外减震弹簧，并安装在外板上，保证不受压时受压杆保持原始状态，同时分别安装内、外定位销防止受压杆不受压时被弹出，在内、外受压杆受压时，分别压缩内套管和活塞套筒内的空气，经过输出口的单向阀以及软管，连接活塞连接盘，并经空气连接孔进入气缸内部，使气缸内压强上升，当气缸内压强达到限压阀设定压力时，限压阀打开，气缸内的气体经喷嘴向外输出高压气流，吹动叶片旋转，从而使发电机发电。

2.根据权利要求1所述的一种人流踩踏压力发电装置，其特征在于，所述的外受压杆与内受压杆，其中外受压杆后经连接销安装传动杆，所述传动杆前端具有支点开口，开口内安装支撑环，后经连杆销连接连杆，连杆末端连接活塞，利用杠杆原理放大活塞冲程，保证空气压缩量，其中内受压杆末端压缩面积较大，保证了空气压缩量，且内受压杆与外受压杆，均可根据实际情况设计数量与尺寸，保证不会因为人流量过多导致内、外压杆一直处于受压状态。

3.根据权利要求1所述的一种人流踩踏压力发电装置，其特征在于，所述的活塞连接盘与，由空气连通孔、活塞套筒孔、内套管螺栓安装孔、螺栓安装孔、输出孔、输入孔以及下端阶梯螺纹孔构成，所述空气连通孔分别经软管与单向阀连接各个输出孔以及内套管的输出孔，其中活塞套筒孔用于安装活塞套筒，并经内套筒螺栓安装孔安装螺栓固定，活塞连接盘下端为阶梯型外螺纹，经螺纹与气缸连接。

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