本发明专利技术公开了一种压电式人体步行能俘获装置，包括：踏板、压块、压簧、配重物、压电俘能振子、支撑弹簧和固定体；所述配重物和压电俘能振子安装在固定体内；所述踏板设置在固定体上。通过上述方式，本发明专利技术能够将人体步行的低频激励转化为高频振动，并激发出压电材料的压电效应，将振动能转化为电能，具有结构简单、压电俘能效率高的特点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及压电俘能
，特别是涉及一种压电式人体步行能俘获装置。
技术介绍
利用压电材料的压电效应，俘获环境中机械能且转化为电能，已成为热门研究领域之一。人体步行能，分布极广，是可持续开发利用的能源。对采用压电效应俘获人体能装置的研究开发，已公开多项专利。比较典型的有: 国内专利公开号CN101728975A所专利技术的一种基于人体动能激励的压电发电装置及其发电方法，是将一种Rainbow形的压电俘能振子安装于鞋垫或鞋底来使用，将人们日常行走运动的部分能量转换为电能。但这种压电发电鞋或鞋垫纯属个人行为，发电分散，发电量小。专利公开号201110443698.0所专利技术的步行能收集系统，是将人体步行压力通过扩力组件作用于压电叠堆块，实现发电量数十倍甚至数百倍的增大。专利公开号201120047018.9所专利技术的利用频繁人体踏走的压电发电装置，通过杠杆作用将人体压力作用于压电元件(压电叠堆块或单压电晶体片)，实现能量的俘获。上述两种压电发电装置都适宜于安装在轨道交通、商场等大流量场合，将人体行走过程中的动能转化为电能。但采用压电叠堆或压电晶体，其系统的固有频率不宜被激发，从而影响了其发电能力。利用人体能进行压电发电，符合当前节能环保的要求。如果所提出的装置既能应用于人体大流量的场合，又将低频的人体运动转化为高频的压电发电装置振动，则可以极大地增强压电发电能力，发挥更大的经济效益。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种压电式人体步行能俘获装置，能够将人体步行的低频激励转化为高频振动，提高了俘获效率和压电发电装置的发电量。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是:提供一种压电式人体步行能俘获装置，包括:踏板、压块、压簧、配重物、压电俘能单元、支撑弹簧和固定体；所述固定体为上端开口的框体，固定体内安装有过压电俘能单元，压电俘能单元的下端与固定体的内端面之间设有支撑弹簧，所述踏板对应设置在固定体的上方，踏板的边缘通过压簧连接固定，所述踏板的下端面还设有与压电俘能单元对应的压块。优选的是，所述压电俘能单元包括配重物和压电俘能振子，所述固定体和配重物上纵横两个方向上均开有一定数量的用于固定压电俘能振子(5)的槽；所述压电俘能振子排列在固定体和配重物之间。优选的是，所述压电俘能振子由悬臂板、压电材料层和粘结剂层构成；所述压电材料层通过粘结剂层粘结于悬臂板的侧面。优选的是，所述压电俘能振子上的压电材料层可为压电薄膜PVDF、PZT。优选的是，所述压块与配重物间有间隙。优选的是，所述压电俘能振子可通过串联或并联后与后续的电路连接 本专利技术的有益效果是:本专利技术能够将人体步行的低频激励转化为高频振动，具有较高的俘获效率和发电量。附图说明图1是本专利技术压电式人体步行能俘获装置一较佳实施例的立体结构示意 图2是所示压电式人体步行能俘获装置的压电俘能振子的结构示意 图3是所示压电式人体步行能俘获装置的固定体的剖视结构示意 图4是所示压电式人体步行能俘获装置的配重物的剖视结构示意附图中各部件的标记如下:1、踏板；2、压块；3、压簧；4、配重物；5、压电俘能振子；6、支撑弹簧；7、固定体；51、悬臂板；52、压电材料；53、粘结剂。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。请参阅图1至图4,本专利技术实施例包括: 一种压电式人体步行能俘获装置，包括:踏板1、压块2、压簧3、配重物4、压电俘能振子5、支撑弹簧6和固定体7 ;所述配重物4和压电俘能振子5安装在固定体内7 ;所述压簧3设置在所述踏板I和固定体7之间；所述支撑弹簧6固定在所述固定体7和配重物4之间；所述踏板I设置在固定体7上；所述压块2固定在对应配重物4位置的踏板I上，且压块2与配重物4间有一定的间隙；所述固定体7和配重物4上纵横两个方向上均开有一定数量的槽，用于固定压电俘能振子5 ;所述压电俘能振子5排列在固定体7和配重物4之间；所述压电俘能振子5由悬臂板51、压电材料52和粘结剂53构成；所述压电材料52通过粘结剂53粘结于悬臂板51的侧面；所述压电俘能振子5上的压电材料52可为压电薄膜PVDF，也可为PZT。在使用中，当人踩踏本专利所专利技术的压电式人体能俘获装置时，将发生加力和撤力两个过程。在加力过程中，步行压力通过踏板I作用于压块2上，产生向下的运动，撞击配重物4。由于固定体7处于固定状态，迫使固定在配重物4和固定体7上的多个压电俘能振子5发生形变，产生电荷。在撤力的过程中，步行压力从踏板I上被撤去，加力过程中处于紧张状态的压簧3恢复形变，使踏板I和压块2回复原位。而此时，配重物4在与之相连接的支撑弹簧6的弹性作用下，带动压电俘能振子5，一起产生多次的上下反复运动。每一次上下运动，压电俘能振子5就完成一次电荷的释放。所俘获的电荷可被传送到后续的电路，进行电能的整流、稳定、存储或直接应用于最终用户。能够将人体步行的低频激励转化为高频振动，提高了俘获效率和压电发电装置的发电量。以上所述仅为本专利技术的实施例，并非因此限制本专利技术的专利范围，凡是利用本专利技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的
，均同理包括在本专利技术的专利保护范围内。权利要求1.一种压电式人体步行能俘获装置，其特征在于，包括:踏板(I)、压块(2)、压簧(3)、配重物(4)、压电俘能单元、支撑弹簧(6)和固定体(7);所述固定体(7)为上端开口的框体，固定体(7)内安装有过压电俘能单元，压电俘能单元的下端与固定体的内端面之间设有支撑弹簧(6 )，所述踏板(I)对应设置在固定体(7 )的上方，踏板(I)的边缘通过压簧(3 )连接固定，所述踏板(I)的下端面还设有与压电俘能单元对应的压块(2 )。2.根据权利要求1所述的压电式人体步行能俘获装置，其特征在于:所述压电俘能单元包括配重物(4)和压电俘能振子(5)，所述固定体(7)和配重物(4)上纵横两个方向上均开有一定数量的用于固定压电俘能振子(5)的槽；所述压电俘能振子(5)排列在固定体(7)和配重物(4)之间。3.根据权利要求2所述的压电式人体步行能俘获装置，其特征在于:所述压电俘能振子(5)由悬臂板(51)、压电材料层(52)和粘结剂层(53)构成；所述压电材料层(52)通过粘结剂层(53)粘结于悬臂板(51)的侧面。4.根据权利要求3所述的压电式人体步行能俘获装置，其特征在于:所述压电俘能振子(5 )上的压电材料层(52 )可为压电薄膜PVDF、PZT。5.根据权利要求1所述的压电式人体步行能俘获装置，其特征在于:所述压块(2)与配重物(4)间有间隙。6.根据权利要求1所述的压电式人体步行能俘获装置，其特征在于:所述压电俘能振子(5)可通过串联或并联后与后续的电路连接。全文摘要本专利技术公开了一种压电式人体步行能俘获装置，包括踏板、压块、压簧、配重物、压电俘能振子、支撑弹簧和固定体；所述配重物和压电俘能振子安装在固定体内；所述踏板设置在固定体上。通过上述方式，本专利技术能够将人体步行的低频激励转化为高频振动，并激发出压电材料的压电效应，将振动能转化为电能，具有结构简单、压电俘能效率高的特点本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种压电式人体步行能俘获装置，其特征在于，包括：踏板（1）、压块（2）、压簧（3）、配重物（4）、压电俘能单元、支撑弹簧（6）和固定体（7）；所述固定体（7）为上端开口的框体，固定体（7）内安装有过压电俘能单元，压电俘能单元的下端与固定体的内端面之间设有支撑弹簧（6），所述踏板（1）对应设置在固定体（7）的上方，踏板（1）的边缘通过压簧（3）连接固定，所述踏板（1）的下端面还设有与压电俘能单元对应的压块（2）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：孙春华，尚广庆，朱学超，张永康，杜建红，
申请(专利权)人：苏州市职业大学，
类型：发明
国别省市：
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