一種可自供電的定位裝置製造方法
2023-06-28 23:25:31 1
一種可自供電的定位裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種可自供電的定位裝置，包括底座、整流穩壓電路、GPS模塊及GSM模塊，所述底座上設有壓力放大器、滑塊、梳型安裝座、銅基板、彈簧及壓電陶瓷片，壓力放大器的左、右兩側均依次放置滑塊、梳型安裝座、彈簧，梳型安裝座通過彈簧與底座連接，每一片銅基板的兩側各貼有一片壓電陶瓷片；所述壓電陶瓷片與整流穩壓電路連接，整流穩壓電路、GPS模塊及GSM模塊順次連接。本實用新型利用步行時腳跟的周期性壓力驅動裝置中壓電陶瓷片，利用壓電陶瓷片的機電轉換功能實現將壓力動能轉換為電能，並經過整流調壓電路滿足GPS和GSM模塊的供電需求。
【專利說明】—種可自供電的定位裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及可再生能源領域，具體涉及一種可自供電的定位裝置。
【背景技術】
[0002]隨著可攜式電子器件和無線傳感器件的廣泛應用，普通電池體積大、壽命短的缺點日益突出，對充電的要求越來越高，雖然電池技術已經取得了長足進步，但電池的電容量仍然限制著這些電子設備的使用。另一方面，老化問題最終導致電池被拋棄，這也引起了嚴重的環境問題。因此，尋找一種可替代電池的能源迫在眉睫。而基於壓電陶瓷捕獲機械動能並轉換為電能的裝置恰恰是利用壓電陶瓷的壓電效應回收環境的振動能量為微電子器件供能，實現了電子器件的能量自給。
[0003]同時，在現代社會中老人走失已成為一個越來越嚴重的社會問題，老人走失的情況越來越多，也越來越頻繁。為了尋找老人，家屬往往要耗費很多精力，同時在很大程度給警方帶來較大工作量。這給社會帶來了越來越嚴重的問題。而且，小孩子的走失、兒童的拐賣也同樣是越來越嚴重的問題。考慮上述的問題，有必要尋求一種可以不依賴外部電源、能量可以自給自足的小型定位裝置。
實用新型內容
[0004]為了克服現有技術存在的缺點與不足，本實用新型提供一種可自供電的定位裝置。
[0005]本實用新型基於壓電陶瓷捕獲機械動能並轉換為電能，實現給GPS模塊和GSM模塊供電並進行定位的裝置及方法。
[0006]本實用新型採用如下技術方案:
[0007]一種可自供電的定位裝置，安裝在鞋底，包括底座、整流穩壓電路、GPS模塊及GSM模塊，所述底座上設有壓力放大器、滑塊、梳型安裝座、銅基板、彈簧及壓電陶瓷片，
[0008]所述壓力放大器的左、右兩側均依次放置滑塊、梳型安裝座、彈簧，所述壓力放大器的左、右兩側均有兩個梳型安裝座及兩個彈簧，所述兩個梳型安裝座分別安裝在滑塊側面的前、後兩端，所述梳型安裝座通過彈簧與底座連接，所述銅基板為多片，所述多片銅基板的兩端插入到梳型安裝座裡，所述壓電陶瓷片數量為銅基板的兩倍，每一片銅基板的兩側各貼有一片壓電陶瓷片；
[0009]所述壓電陶瓷片與整流穩壓電路連接，整流穩壓電路、GPS模塊及GSM模塊順次連接。
[0010]所述壓力放大器的左、右兩側斜面與水平方向所成角度的範圍是tarT1 μ _90度，其中μ是滑塊與底座之間的摩擦係數。
[0011]所述滑塊採用聚四氟乙烯材料製成。
[0012]所述底座的兩邊豎直側壁中間具有凸起。
[0013]一種可自供電的定位裝置的定位方法，包括:[0014]將該定位裝置安裝在鞋底，人步行時，壓力放大器接收人體腳跟的周期性壓力，並通過壓力放大器將壓力放大，並轉換為水平力推動滑塊，滑塊驅動梳型安裝座使得壓電陶瓷片實現變形從而獲得電能；彈簧在壓力放大器受壓或者釋放的過程中獲得收縮或者釋放狀態，從而使得壓電陶瓷片實現雙向變形，進而使得壓電陶瓷片在雙向變形時均產生電能，達到機械能轉換為電能的目的，產生的電能經整流穩壓電路後，給GPS模塊和GSM模塊供電，GSM模塊用於發射信號，GPS模塊用於定位，兩者結合實現定位功能。
[0015]本實用新型的有益效果:
[0016]本實用新型收集外界的壓力動能並轉化為電能，並利用電能進行裝置定位功能，能夠以簡單的、厚度薄、容易製造的結構捕獲外界的壓力動能進行利用，實現了定位裝置的自供電，同時也擴展了可利用能量的來源。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型的主視結構示意圖，
[0018]圖2是圖1的俯視圖。
[0019]圖中示出:
[0020]1-梳型安裝座，2-壓力放大器，3-滑塊，4-底座，5-彈簧，6_銅基板，7_壓電陶瓷片，8-整流穩壓電路，9-GPS模塊，10-GSM模塊。
【具體實施方式】
[0021]下面結合實施例及附圖，對本實用新型作進一步地詳細說明，但本實用新型的實施方式不限於此。
[0022]實施例
[0023]如圖1所示，一種可自供電的定位裝置，是一種安裝在鞋底，並利用人步行時腳部的壓力動能產生電能以供電給GPS和GSM模塊工作進行定位的裝置；
[0024]包括底座4、壓力放大器2、滑塊3、梳型安裝座1、銅基板6、彈簧5、壓電陶瓷片7、整流穩壓電路8、GPS模塊9及GSM模塊10，所述壓力放大器2、滑塊3、梳型安裝座1、銅基板6、彈簧5及壓電陶瓷片7安裝在底座上；
[0025]所述壓力放大器2的左、右兩側均依次放置滑塊3、梳型安裝座1、彈簧5，所述壓力放大器2的左、右兩側均有兩個梳型安裝座I及兩個彈簧5，如圖2所示，所述兩個梳型安裝座I分別安裝在滑塊3側面的前、後兩端，所述梳型安裝座I通過彈簧5與底座4連接，所述銅基板6為多片，所述多個銅基板6的兩端插入到梳型安裝座I裡，在受到外力時，所有銅基板能夠發生相同的變形，所述壓電陶瓷片7數量為銅基板的兩倍，每一片銅基板的兩側各貼有一片壓電陶瓷片7;
[0026]所述銅基板6的兩端在梳型安裝座的驅動下產生位移，且由於銅基板中部受到底座中間凸起的支撐，使得銅基板6受到變形，從而使得銅基板上的壓電陶瓷片也獲得變形而產生電能輸出；
[0027]所述壓電陶瓷片7與整流穩壓電路8連接，整流穩壓電路8、GPS模塊9及GSMlO模塊順次連接。
[0028]所述滑塊3採用聚四氟乙烯材料製成。聚四氟乙烯材料滑動係數小，可極大程度上減少滑塊機構的滑動摩擦，可大幅降低摩擦力導致的機械能消耗。
[0029]所述的壓力放大器2的推力斜面與水平方向成tarT1 μ -90度的角度範圍，其中μ是滑塊與底座之間的摩擦係數，可對輸入的外部壓力進行放大，並以水平方向推動滑塊，達到提聞機械效率的目的。
[0030]所述壓力放大器2接收人體腳跟的周期性壓力，並將豎直方向的壓力放大傳遞給滑塊；所述的滑塊3受力面接受來自壓力放大器的推力，將其轉換為水平方向的推力作用在所述的梳型安裝座I上；所述的彈簧5連接著梳型安裝座和底座，可在外力撤銷後迅速回彈，使機構恢復初始的工作狀態；所述的壓電陶瓷片7貼在銅基板6兩面，多片銅基板6的兩端安裝在梳型安裝座I裡面，並使相鄰銅基板6上的壓電陶瓷片7充分接觸在一起。在滑塊3的作用力下銅基板發生變形，使貼於銅基板上的壓電陶瓷片出現均勻的應變產生機電轉換效應，並將壓力動能轉換為電能；產生的電能通過整流穩壓電路後，給GPS模塊和GSM模塊供電；GPS模塊可以用於定位，GSM模塊可用於發射信號；GPS模塊和GSM模塊結合起來，可以用於在遠處定位裝置的位置。
[0031]一種可自供的定位裝置的定位方法，包括:
[0032]將該定位裝置安裝在鞋底，人步行時，壓力放大器接收人體腳跟的周期性壓力，並通過壓力放大器將壓力放大，並轉換為水平力推動滑塊，滑塊驅動梳型安裝座使得壓電陶瓷片實現變形從而獲得電能；彈簧在壓力放大器受壓或者釋放的過程中獲得收縮或者釋放狀態，從而使得壓電陶瓷片實現雙向變形，進而使得壓電陶瓷片在雙向變形時均可以產生電能，達到機械能轉換為電能的目的，產生的電能經整流穩壓電路後，給GPS模塊和GSM模塊供電，GSM模塊用於發射信號，GPS模塊用於定位，兩者結合實現定位功能。
[0033]本實用新型並利用人步行時腳部的壓力動能產生電能以供電給GPS和GSM模塊工作進行定位的裝置。該裝置利用步行時腳跟的周期性壓力驅動裝置中壓電陶瓷片，利用壓電陶瓷片的機電轉換功能實現將壓力動能轉換為電能，並經過整流調壓電路滿足GPS和GSM模塊的供電需求。
[0034]上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式並不受所述實施例的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種可自供電的定位裝置，安裝在鞋底，其特徵在於，包括底座、整流穩壓電路、GPS模塊及GSM模塊，所述底座上設有壓力放大器、滑塊、梳型安裝座、銅基板、彈簧及壓電陶瓷片， 所述壓力放大器的左、右兩側均依次放置滑塊、梳型安裝座、彈簧，所述壓力放大器的左、右兩側均有兩個梳型安裝座及兩個彈簧，所述兩個梳型安裝座分別安裝在滑塊側面的前、後兩端，所述梳型安裝座通過彈簧與底座連接，所述銅基板為多片，所述多片銅基板的兩端插入到梳型安裝座裡，所述壓電陶瓷片數量為銅基板的兩倍，每一片銅基板的兩側各貼有一片壓電陶瓷片，所述壓電陶瓷片與整流穩壓電路連接，整流穩壓電路、GPS模塊及GSM模塊順次連接。
2.根據權利要求1所述的一種可自供電的定位裝置，其特徵在於，所述壓力放大器的左、右兩側斜面與水平方向所成角度的範圍是tarT1 μ-90度，其中μ是滑塊與底座之間的摩擦係數。
3.根據權利要求1所述的一種可自供電的定位裝置，其特徵在於，所述滑塊採用聚四氟乙烯材料製成。
4.根據權利要求1所述的一種可自供電的定位裝置，其特徵在於，所述底座的兩邊豎直側壁中間具有凸起。
【文檔編號】G01S19/14GK203827217SQ201420135053
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年3月24日 優先權日:2014年3月24日
【發明者】謝龍漢, 李傑鴻, 李曉傑, 蔡明京 申請人:華南理工大學