基於壓電材料的發電地板的製作方法
2023-11-08 02:42:27 1
基於壓電材料的發電地板的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基於壓電材料的發電地板，包括蓋板、底座、壓電片、電路板、密封墊和密封框，所述底座上設有若干壓電片支撐單元和導電槽，電路板置於導電槽內，壓電片以簡支支撐方式固定在支撐單元上，蓋板的底面間隔設置有傳力體，密封墊上設有與傳力體相適配的沉孔，在沉孔對應處密封墊的底面設有凸起，凸起與壓電片接觸，密封墊與底座固定連接，壓電片與電路板通過導線連接，底座四周通過密封框與蓋板連接。該發電地板適用於車站、商場、步行街、公交站點等人流、車流量較大的場所，收集人踩踏、步行、跳躍以及各種車輛行駛產生的機械能，將機械能轉換成電能用於各類電子負載的自助供電。其優點是：結構簡單，製作方便，造價低，具有廣泛的應用前景。
【專利說明】基於壓電材料的發電地板
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及發電地板，具體是一種基於壓電材料的發電地板。
【背景技術】
[0002]發電地板是一種提供電力的裝置，其原理是利用人踩踏地板產生的作用力來發電。
[0003]中國發明專利CN102409833A —種基於壓電材料的發電地板，該發電地板是基於高性能壓電單晶材料製作的發電地板，其造價較高，很難大面積推廣應用。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的是針對現有技術的不足，而提供一種結構簡單、成本低、發電能力強的發電地板，通過在地板上表面施加力使發電地板內的壓電片發生彎曲變形而產生電能，這些電能經後續處理後為負載供電。本發明地板適用於車站、商場、步行街、公交站點等人流、車流量較大的場所，收集人踩踏、步行、跳躍以及各種車輛行駛產生的機械能，並可將收集的機械能轉換成電能用於各類電子負載的自助供電。
[0005]實現本實用新型目的的技術方案是:
[0006]一種基於壓電材料的發電地板，包括蓋板、底座、壓電片、電路板、密封墊和密封框，所述底座上設有若干壓電片支撐單元和導電槽，電路板置於導電槽內，壓電片以簡支支撐方式固定在支撐單元上，蓋板的底面間隔設置有傳力體，密封墊上設有與傳力體相適配的沉孔，在沉孔對應處密封墊的底面設有凸起，凸起與壓電片接觸，密封墊與底座固定連接，壓電片與電路板通過導線連接，底座四周通過密封框與蓋板連接。
[0007]傳力體和密封墊共同起到將外界作用在蓋板上的力傳遞至壓電片上，使其變形發電的作用，密封墊也起到緩衝保護壓電片的作用。
[0008]所述蓋板可內置LED發光板，其外設有保護罩，保護罩與蓋板通過粘結劑固定連接，LED發光板與電路板通過導線連接。
[0009]所述壓電片支撐單元呈階梯式設置。
[0010]所述壓電片由彈性金屬基板和壓電材料粘結而成，其形狀為圓形或矩形，其結構為單晶片或雙晶片。壓電片是發電地板的核心元件，起到將機械能轉化成電能的作用。
[0011 ] 所述壓電片的厚度為0.2?5mm。
[0012]所述彈性金屬基板採用鈹銅、磷青銅、錫磷青銅或紫銅。
[0013]所述壓電材料採用壓電陶瓷或者壓電複合材料。
[0014]所述蓋板和底座採用聚乙烯、BMC、聚丙烯、聚醯胺、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABS或有機玻璃材料。
[0015]所述密封墊和密封框採用橡膠、矽膠、發泡橡膠或者發泡矽膠材料。
[0016]本實用新型發電地板，利用收集作用到蓋板上的外力，使底座內的壓電片產生彎曲變形，進而在壓電片的兩極產生交流電，所述交流電經電路處理後輸出至電路板的電能輸出埠，用於各類電子負載的自助供電。
[0017]本實用新型的優點在於:既可作為一種自發電系統為低功耗負載供電或為電池充電，又可在地板內加裝LED板成為一種發光裝飾板，通過大面積鋪設發電地板，可以將環境中的閒散能量收集起來用於為各類電子負載供電，實現能量的循環再利用，符合國家目前倡導的低碳環保、節能減排理念，且該地板結構簡單、成本低、響應迅速、發電能力強，具有廣泛的應用前景。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型的剖視圖；
[0019]圖2為本實用新型的結構示意圖；
[0020]圖3為實施例1發電地板的底座結構示意圖；
[0021]圖4為實施例1發電地板的底座內支撐單元的剖視圖；
[0022]圖5為實施例1發電地板的蓋板底面結構示意圖；
[0023]圖6為實施例1發電地板的壓電片結構示意圖；
[0024]圖7為實施例1發電地板的密封墊剖視圖；
[0025]圖8為實施例2發電地板的底座結構示意圖；
[0026]圖9為實施例2發電地板的底座剖視圖；
[0027]圖10為實施例2發電地板的蓋板底面結構示意圖；
[0028]圖11為實施例2發電地板的壓電片結構示意圖；
[0029]圖12為實施例2發電地板的密封墊剖視圖；
[0030]圖13為實施例3發電地板的蓋板剖視圖。
[0031]圖中:1.蓋板1-1.傳力體 2.密封框 3.底座 3-1.支撐單元 3-2.導線槽 3-3.定位栓 4壓電片 4-1.彈性金屬基板 4-2.壓電材料 5.密封墊5-1.沉孔 6.定位孔7.支撐臺階8.凸臺9.電路板10.LED發光板11.發光
板保護罩。
【具體實施方式】
[0032]下面結合附圖和實施例對本實用新型結構及原理作進一步詳細描述。
[0033]實施例1
[0034]參照圖1至圖7，一種基於壓電材料的發電地板，包括蓋板1、底座3、壓電片4、電路板9、密封墊5和密封框2，底座3上設有若干壓電片支撐單元3-1和導電槽3-2，電路板9置於導電槽3-2內，壓電片4以簡支支撐方式固定在支撐單元3-1上，蓋板I底面間隔設置有傳力體1-1，密封墊5上設有與傳力體1-1相適配的沉孔5-1，在沉孔5-1對應處密封墊5的底面設有凸起，凸起與壓電片4接觸，密封墊5與底座3固定連接，壓電片4與電路板9通過導線連接，底座3四周通過密封框2與蓋板I連接。
[0035]支撐單元3-1呈階梯式設有支撐臺階7，還設有凸臺8。當壓電片4受力發生變形時，凸臺8起到支撐保護壓電片4的作用。
[0036]密封墊5與壓電片4緊密接觸，傳力體1-1和密封墊5共同起到將外界作用在蓋板I上的力傳遞至壓電片4上，使其變形發電的作用，密封墊5也起到緩衝保護壓電片4的作用。
[0037]壓電片4由彈性金屬基板4-1和壓電材料4-2粘結而成，其形狀為圓形或矩形，本例為圓形，其結構為單晶片或雙晶片。
[0038]彈性金屬基板4-1可採用鈹銅、磷青銅、錫磷青銅或紫銅。
[0039]壓電材料4-2可採用壓電陶瓷或者壓電複合材料。
[0040]壓電片4的厚度為0.2?5mm。
[0041]蓋板I和底座3採用聚乙烯、BMC、聚丙烯、聚醯胺、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABS或有機玻璃材料。
[0042]底座3的四角設有定位栓3-3與密封框2四角設有的定位孔6匹配配裝。
[0043]安裝時，將壓電片4置於底座3的支撐單元3-1上，將電路板9置於底座3的導線槽3-2內，通過導線將壓電片4與電路板9相連接，密封框2和密封墊5粘結固定到底座3上，將蓋板I蓋在底座3上，即獲得了本實用新型所述的發電地板，當有外力施加到蓋板I時，置於底座3的壓電片4發生變形而發電。
[0044]實施例2
[0045]本實施例與實施例1中相同的部分不再贅述，區別僅在於:壓電片4結構為矩形，相應的底座3、蓋板1、安全密封墊5的結構與其相適配，參照圖8至圖12。
[0046]實施例3
[0047]本實施例與實施例2和實施例3中相同的部分不再贅述，區別僅在於:蓋板I內設置有LED發光板10，其外設有保護罩11，保護罩11與蓋板I通過粘結劑固定連接，LED發光板10與電路板9通過導線連接，參照圖13。
[0048]最後說明的是:本實用新型是基於壓電材料的正壓電效應原理設計構造的，以上實施例旨在說明本實用新型的設計思路及實施方案，並非對本實用新型的限定，只要是涉及單雙晶片薄膜型壓電片變形發電應用於地板的其它實施例均落在本實用新型的保護範圍內。
【權利要求】
1.一種基於壓電材料的發電地板，包括蓋板、底座、壓電片、電路板、密封墊和密封框，其特徵在於:所述底座上設有若干壓電片支撐單元和導電槽，電路板置於導電槽內，壓電片以簡支支撐方式固定在支撐單元上，蓋板的底面間隔設置有傳力體，密封墊上設有與傳力體相適配的沉孔，在沉孔對應處密封墊的底面設有凸起，凸起與壓電片接觸，密封墊與底座固定連接，壓電片與電路板通過導線連接，底座四周通過密封框與蓋板連接。
2.根據權利要求1所述的發電地板，其特徵在於:所述蓋板內置有LED發光板，其外設有保護罩，保護罩與蓋板通過粘結劑固定連接，LED發光板與電路板通過導線連接。
3.根據權利要求1所述的發電地板，其特徵在於:所述壓電片支撐單元呈階梯式設置。
4.根據權利要求1所述的發電地板，其特徵在於:所述壓電片由彈性金屬基板和壓電材料粘結而成，其形狀為圓形或矩形，其結構為單晶片或雙晶片。
5.根據權利要求1或4所述的發電地板，其特徵在於:所述壓電片的厚度為0.2?5mm。
6.根據權利要求4所述的發電地板，其特徵在於:所述彈性金屬基板採用鈹銅、磷青銅、錫磷青銅或紫銅。
7.根據權利要求4所述的發電地板，其特徵在於:所述壓電材料採用壓電陶瓷或者壓電複合材料。
8.根據權利要求1所述的發電地板，其特徵在於:所述蓋板和底座採用聚乙烯、BMC、聚丙烯、聚醯胺、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABS或有機玻璃材料。
9.根據權利要求1所述的發電地板，其特徵在於:所述密封墊和密封框採用橡膠、矽膠、發泡橡膠或者發泡矽膠材料。
【文檔編號】H01L41/187GK203602981SQ201320480339
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年8月8日 優先權日:2013年8月8日
【發明者】閆世偉, 齊姍姍 申請人:閆世偉