本实用新型专利技术的一种高效脚踏式发电装置，包括上端开口的长方形底箱和可扣合在底箱开口上的踏板，底箱内并排有若干组发电单元，发电单元包括支撑架和横向连接在支撑架上的铜极片，铜极片上下表面均粘贴有压电陶瓷片，支撑架连接有位于铜极片上方的弹性压片，靠近支撑架的弹性压片上方设置有上压块，弹性压片末端下方设置有下压块。本实用新型专利技术的有益效果是：人踩上去无踩空等不适的感觉，成本低、压电转换效率高，对环境无污染，使用寿命长。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术的一种高效脚踏式发电装置，包括上端开口的长方形底箱和可扣合在底箱开口上的踏板，底箱内并排有若干组发电单元，发电单元包括支撑架和横向连接在支撑架上的铜极片，铜极片上下表面均粘贴有压电陶瓷片，支撑架连接有位于铜极片上方的弹性压片，靠近支撑架的弹性压片上方设置有上压块，弹性压片末端下方设置有下压块。本技术的有益效果是：人踩上去无踩空等不适的感觉，成本低、压电转换效率高，对环境无污染，使用寿命长。【专利说明】一种高效脚踏式发电装置
本技术涉及一种高效脚踏式发电装置。
技术介绍
随着能源的日趋紧张和人们环保意识的日趋增强，节能环保等问题以及环保无污 染新能源的开发和利用倍受世界各国的关注和重视。利用压电陶瓷正压电效应进行发电的 装置因其具有环保节能、结构简单、无电磁干扰、易于实现、成本低等优点，成为世界各国研 究人员的关注热点。利用人体动能进行压电发电，符合当前节能环保的要求，并具有较高的 经济效益。 目前的压电发电存在以下几个缺点：1.发电分散，发电量小，压电转化效率低，经 济实用性差；2.对压电陶瓷材料形成的敲击力很小，影响了压电陶瓷片的发电转换效率， 人体踩踏的行程大于2mm，有踩空等不适感：3.人体踩踏后直接冲击压电陶瓷片，易导致压 电陶瓷片脆性破裂损坏。
技术实现思路
为解决以上技术上的不足，本技术提供了一种易于安装，压电转化效率高，压 电陶瓷片不易损坏的高效脚踏式发电装置。 本技术是通过以下措施实现的： 本技术的一种高效脚踏式发电装置，包括上端开口的长方形底箱和可扣合在 底箱开口上的踏板，所述底箱内并排有若干组发电单元，所述发电单元包括支撑架和横向 连接在支撑架上的铜极片，铜极片上下表面均粘贴有压电陶瓷片，压电陶瓷片的长度小于 铜极片的长度并且铜极片的末端悬空，支撑架连接有位于铜极片上方的弹性压片，靠近支 撑架的弹性压片上方设置有上压块，弹性压片末端下方设置有下压块，所述下压块为中部 设置有缺口的C形结构，所述缺口为弧形并且表面设置有若干行凸起，所述铜极片的末端 延伸入下压块的缺口内并与凸起相碰触；下压块底部设置有辅助弹簧，底箱底部与踏板之 间设置有主弹簧，铜极片上下表面的压电陶瓷片电连接有电能转换电路和电能存储装置。 上述上压块的顶部为弧形，所述踏板的底部设置有可卡在上压板上的弧形定位 板。 上述支撑架包括三个上下叠加并通过贯穿的螺栓紧固在一起的支撑块，所述铜极 片夹在下支撑块和中支撑块之间，弹性压片夹在中支撑块和上支撑块之间。 本技术的有益效果是：人踩上去无踩空等不适的感觉，且避免了人体踩踏对 压电陶瓷片的直接冲击，保证压电陶瓷片不被冲击破裂或损坏，结构简单、功率容量大、便 于安装、整机制造装配容易、成本低、压电转换效率高，对环境无污染，使用寿命长。 【专利附图】【附图说明】 图1为本技术装配后的结构示意图。 图2为本技术的发电单元的结构示意图。 图3为本技术的底箱的结构示意图。 图4为本技术的踏板的结构示意图。 其中：1底箱，2发电单元，3踏板，4主弹簧，5弧形定位板，6凸起，2-1铜极片，2-2 压电陶瓷片，2-3弹性压片，2-4上压块，2-5下压块，2-6辅助弹簧，2-7上支撑块，2-8中支 撑块，2-9下支撑块。 【具体实施方式】 如图1所示，本技术的一种高效脚踏式发电装置，包括上端开口的长方形底 箱1和可扣合在底箱1开口上的踏板3,底箱1内并排有若干组发电单元2。在人员走动比 较频繁的地方的地面上挖好长方形的坑，将底箱1整体放入坑内，底箱1的开口上安放踏板 3就安装完成了。人员走动时脚踩在踏板3上带来的压力和震动使发电单元2产生电量，实 现发电的目的。 如图2、3、4所示，发电单元2的具体结构为，包括支撑架、铜极片2-1和弹性压片 2-3。支撑架主要起到支撑作用。支撑架包括三个上下叠加并通过贯穿的螺栓紧固在一起 的支撑块，同时通过螺栓将发电单元2固定在底箱1内。铜极片2-1横向夹在下支撑块2-9 和中支撑块2-8之间，铜极片2-1上下表面均粘贴有压电陶瓷片2-2,电陶瓷片的长度小于 铜极片2-1的长度并且铜极片2-1的末端悬空。 弹性压片2-3夹在中支撑块2-8和上支撑块2-7之间，弹性压片2-3位于铜极片 2-1上方，靠近支撑架的弹性压片2-3上方设置有上压块2-4,弹性压片2-3末端下方设置 有下压块2-5,下压块2-5为中部设置有缺口的C形结构，缺口为弧形并且表面设置有若干 行凸起6,铜极片2-1的末端延伸入下压块2-5的缺口内并与凸起6相碰触。下压块2-5底 部设置有辅助弹簧2-6,底箱1底部与踏板3之间设置有主弹簧4,铜极片2-1上下表面的 压电陶瓷片2-2电连接有电能转换电路和电能存储装置。上压块2-4的顶部为弧形，踏板 3的底部设置有可卡在上压板上的弧形定位板5,可以防止踏板3滑移。 当人踩踏板3时，踏板3下压弹性压片2-3,弹性压片2-3向下移动很小的距离，人 体踩踏向下位移距离较短，无踩空等不适感，根据杠杆原理，下压块2-5向下移动距离几倍 于弹性压片2-3下移距离，下压块2-5下移碰撞挤压铜极片2-1，压电陶瓷片2-2发生形变 和振动产生电量。当人体踩踏结束脚抬起后，底箱1内上的主弹簧4和辅助弹簧2-6由于 踏板3压缩产生的势能开始释放，弹起踏板3和下压板到原来位置，下压板的缺口下部上移 也会碰撞挤压铜极片2-1，压电陶瓷片2-2发生形变和振动产生电量。而且在下压板下移和 上移的过程中，铜极片2-1末端会碰触下压块2-5缺口表面的凸起6,产生振动，压电陶瓷 片2-2也会产生电量。三个阶段都能实现人体动能到电能的能量转换，最大限度的利用了 人体踩踏产生的动能，提高了压电发电板的压电转换效率。多个发电单元2进行发电，使用 示波器对压电陶瓷片2-2的输出电压进行测量，发电性能良好。 以上所述仅是本专利的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人 员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换 也应视为本专利的保护范围。【权利要求】1. 一种高效脚踏式发电装置，其特征在于：包括上端开口的长方形底箱和可扣合在底 箱开口上的踏板，所述底箱内并排设置有若干组发电单元，所述发电单元包括支撑架和横 向连接在支撑架上的铜极片，铜极片上下表面均粘贴有压电陶瓷片，压电陶瓷片的长度小 于铜极片的长度并且铜极片的末端悬空，支撑架连接有位于铜极片上方的弹性压片，靠近 支撑架的弹性压片上方设置有上压块，弹性压片末端下方设置有下压块，所述下压块为中 部设置有缺口的C形结构，所述缺口为弧形并且表面设置有若干行凸起，所述铜极片的末 端延伸入下压块的缺口内并与凸起相碰触；下压块底部设置有辅助弹簧，底箱底部与踏 板之间设置有主弹簧，铜极片上下表面的压电陶瓷片电连接有电能转换电路和电能存储装 置；所述上压块的顶部为弧形，所述踏板的底部设置有可卡在上压板上的弧形定位板。2. 根据权利要求1所述高效脚踏式发电装置，其特征在于：所述支撑架包括三个上下 叠加并通过贯穿的螺栓紧固在一起的支撑本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高效脚踏式发电装置，其特征在于：包括上端开口的长方形底箱和可扣合在底箱开口上的踏板，所述底箱内并排设置有若干组发电单元，所述发电单元包括支撑架和横向连接在支撑架上的铜极片，铜极片上下表面均粘贴有压电陶瓷片，压电陶瓷片的长度小于铜极片的长度并且铜极片的末端悬空，支撑架连接有位于铜极片上方的弹性压片，靠近支撑架的弹性压片上方设置有上压块，弹性压片末端下方设置有下压块，所述下压块为中部设置有缺口的C形结构，所述缺口为弧形并且表面设置有若干行凸起，所述铜极片的末端延伸入下压块的缺口内并与凸起相碰触； 下压块底部设置有辅助弹簧，底箱底部与踏板之间设置有主弹簧，铜极片上下表面的压电陶瓷片电连接有电能转换电路和电能存储装置；所述上压块的顶部为弧形，所述踏板的底部设置有可卡在上压板上的弧形定位板。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：石磊，张勇，魏光，吴彬，张天冉，王海霞，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网山东禹城市供电公司，
类型：新型
国别省市：北京;11
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