基于压电材料的发电地板的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于压电材料的发电地板，包括盖板、底座、压电片、电路板、密封垫和密封框，所述底座上设有若干压电片支撑单元和导电槽，电路板置于导电槽内，压电片以简支支撑方式固定在支撑单元上，盖板的底面间隔设置有传力体，密封垫上设有与传力体相适配的沉孔，在沉孔对应处密封垫的底面设有凸起，凸起与压电片接触，密封垫与底座固定连接，压电片与电路板通过导线连接，底座四周通过密封框与盖板连接。该发电地板适用于车站、商场、步行街、公交站点等人流、车流量较大的场所，收集人踩踏、步行、跳跃以及各种车辆行驶产生的机械能，将机械能转换成电能用于各类电子负载的自助供电。其优点是：结构简单，制作方便，造价低，具有广泛的应用前景。
【专利说明】基于压电材料的发电地板
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及发电地板，具体是一种基于压电材料的发电地板。
【背景技术】
[0002]发电地板是一种提供电力的装置，其原理是利用人踩踏地板产生的作用力来发电。
[0003]中国发明专利CN102409833A —种基于压电材料的发电地板，该发电地板是基于高性能压电单晶材料制作的发电地板，其造价较高，很难大面积推广应用。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的是针对现有技术的不足，而提供一种结构简单、成本低、发电能力强的发电地板，通过在地板上表面施加力使发电地板内的压电片发生弯曲变形而产生电能，这些电能经后续处理后为负载供电。本发明地板适用于车站、商场、步行街、公交站点等人流、车流量较大的场所，收集人踩踏、步行、跳跃以及各种车辆行驶产生的机械能，并可将收集的机械能转换成电能用于各类电子负载的自助供电。
[0005]实现本实用新型目的的技术方案是:
[0006]一种基于压电材料的发电地板，包括盖板、底座、压电片、电路板、密封垫和密封框，所述底座上设有若干压电片支撑单元和导电槽，电路板置于导电槽内，压电片以简支支撑方式固定在支撑单元上，盖板的底面间隔设置有传力体，密封垫上设有与传力体相适配的沉孔，在沉孔对应处密封垫的底面设有凸起，凸起与压电片接触，密封垫与底座固定连接，压电片与电路板通过导线连接，底座四周通过密封框与盖板连接。
[0007]传力体和密封垫共同起到将外界作用在盖板上的力传递至压电片上，使其变形发电的作用，密封垫也起到缓冲保护压电片的作用。
[0008]所述盖板可内置LED发光板，其外设有保护罩，保护罩与盖板通过粘结剂固定连接，LED发光板与电路板通过导线连接。
[0009]所述压电片支撑单元呈阶梯式设置。
[0010]所述压电片由弹性金属基板和压电材料粘结而成，其形状为圆形或矩形，其结构为单晶片或双晶片。压电片是发电地板的核心元件，起到将机械能转化成电能的作用。
[0011 ] 所述压电片的厚度为0.2?5mm。
[0012]所述弹性金属基板采用铍铜、磷青铜、锡磷青铜或紫铜。
[0013]所述压电材料采用压电陶瓷或者压电复合材料。
[0014]所述盖板和底座采用聚乙烯、BMC、聚丙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABS或有机玻璃材料。
[0015]所述密封垫和密封框采用橡胶、硅胶、发泡橡胶或者发泡硅胶材料。
[0016]本实用新型发电地板，利用收集作用到盖板上的外力，使底座内的压电片产生弯曲变形，进而在压电片的两极产生交流电，所述交流电经电路处理后输出至电路板的电能输出端口，用于各类电子负载的自助供电。
[0017]本实用新型的优点在于:既可作为一种自发电系统为低功耗负载供电或为电池充电，又可在地板内加装LED板成为一种发光装饰板，通过大面积铺设发电地板，可以将环境中的闲散能量收集起来用于为各类电子负载供电，实现能量的循环再利用，符合国家目前倡导的低碳环保、节能减排理念，且该地板结构简单、成本低、响应迅速、发电能力强，具有广泛的应用前景。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型的剖视图；
[0019]图2为本实用新型的结构示意图；
[0020]图3为实施例1发电地板的底座结构示意图；
[0021]图4为实施例1发电地板的底座内支撑单元的剖视图；
[0022]图5为实施例1发电地板的盖板底面结构示意图；
[0023]图6为实施例1发电地板的压电片结构示意图；
[0024]图7为实施例1发电地板的密封垫剖视图；
[0025]图8为实施例2发电地板的底座结构示意图；
[0026]图9为实施例2发电地板的底座剖视图；
[0027]图10为实施例2发电地板的盖板底面结构示意图；
[0028]图11为实施例2发电地板的压电片结构示意图；
[0029]图12为实施例2发电地板的密封垫剖视图；
[0030]图13为实施例3发电地板的盖板剖视图。
[0031]图中:1.盖板1-1.传力体 2.密封框 3.底座 3-1.支撑单元 3-2.导线槽 3-3.定位栓 4压电片 4-1.弹性金属基板 4-2.压电材料 5.密封垫5-1.沉孔 6.定位孔7.支撑台阶8.凸台9.电路板10.LED发光板11.发光
板保护罩。
【具体实施方式】
[0032]下面结合附图和实施例对本实用新型结构及原理作进一步详细描述。
[0033]实施例1
[0034]参照图1至图7，一种基于压电材料的发电地板，包括盖板1、底座3、压电片4、电路板9、密封垫5和密封框2，底座3上设有若干压电片支撑单元3-1和导电槽3-2，电路板9置于导电槽3-2内，压电片4以简支支撑方式固定在支撑单元3-1上，盖板I底面间隔设置有传力体1-1，密封垫5上设有与传力体1-1相适配的沉孔5-1，在沉孔5-1对应处密封垫5的底面设有凸起，凸起与压电片4接触，密封垫5与底座3固定连接，压电片4与电路板9通过导线连接，底座3四周通过密封框2与盖板I连接。
[0035]支撑单元3-1呈阶梯式设有支撑台阶7，还设有凸台8。当压电片4受力发生变形时，凸台8起到支撑保护压电片4的作用。
[0036]密封垫5与压电片4紧密接触，传力体1-1和密封垫5共同起到将外界作用在盖板I上的力传递至压电片4上，使其变形发电的作用，密封垫5也起到缓冲保护压电片4的作用。
[0037]压电片4由弹性金属基板4-1和压电材料4-2粘结而成，其形状为圆形或矩形，本例为圆形，其结构为单晶片或双晶片。
[0038]弹性金属基板4-1可采用铍铜、磷青铜、锡磷青铜或紫铜。
[0039]压电材料4-2可采用压电陶瓷或者压电复合材料。
[0040]压电片4的厚度为0.2?5mm。
[0041]盖板I和底座3采用聚乙烯、BMC、聚丙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABS或有机玻璃材料。
[0042]底座3的四角设有定位栓3-3与密封框2四角设有的定位孔6匹配配装。
[0043]安装时，将压电片4置于底座3的支撑单元3-1上，将电路板9置于底座3的导线槽3-2内，通过导线将压电片4与电路板9相连接，密封框2和密封垫5粘结固定到底座3上，将盖板I盖在底座3上，即获得了本实用新型所述的发电地板，当有外力施加到盖板I时，置于底座3的压电片4发生变形而发电。
[0044]实施例2
[0045]本实施例与实施例1中相同的部分不再赘述，区别仅在于:压电片4结构为矩形，相应的底座3、盖板1、安全密封垫5的结构与其相适配，参照图8至图12。
[0046]实施例3
[0047]本实施例与实施例2和实施例3中相同的部分不再赘述，区别仅在于:盖板I内设置有LED发光板10，其外设有保护罩11，保护罩11与盖板I通过粘结剂固定连接，LED发光板10与电路板9通过导线连接，参照图13。
[0048]最后说明的是:本实用新型是基于压电材料的正压电效应原理设计构造的，以上实施例旨在说明本实用新型的设计思路及实施方案，并非对本实用新型的限定，只要是涉及单双晶片薄膜型压电片变形发电应用于地板的其它实施例均落在本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1.一种基于压电材料的发电地板，包括盖板、底座、压电片、电路板、密封垫和密封框，其特征在于:所述底座上设有若干压电片支撑单元和导电槽，电路板置于导电槽内，压电片以简支支撑方式固定在支撑单元上，盖板的底面间隔设置有传力体，密封垫上设有与传力体相适配的沉孔，在沉孔对应处密封垫的底面设有凸起，凸起与压电片接触，密封垫与底座固定连接，压电片与电路板通过导线连接，底座四周通过密封框与盖板连接。
2.根据权利要求1所述的发电地板，其特征在于:所述盖板内置有LED发光板，其外设有保护罩，保护罩与盖板通过粘结剂固定连接，LED发光板与电路板通过导线连接。
3.根据权利要求1所述的发电地板，其特征在于:所述压电片支撑单元呈阶梯式设置。
4.根据权利要求1所述的发电地板，其特征在于:所述压电片由弹性金属基板和压电材料粘结而成，其形状为圆形或矩形，其结构为单晶片或双晶片。
5.根据权利要求1或4所述的发电地板，其特征在于:所述压电片的厚度为0.2?5mm。
6.根据权利要求4所述的发电地板，其特征在于:所述弹性金属基板采用铍铜、磷青铜、锡磷青铜或紫铜。
7.根据权利要求4所述的发电地板，其特征在于:所述压电材料采用压电陶瓷或者压电复合材料。
8.根据权利要求1所述的发电地板，其特征在于:所述盖板和底座采用聚乙烯、BMC、聚丙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABS或有机玻璃材料。
9.根据权利要求1所述的发电地板，其特征在于:所述密封垫和密封框采用橡胶、硅胶、发泡橡胶或者发泡硅胶材料。
【文档编号】H01L41/187GK203602981SQ201320480339
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年8月8日 优先权日:2013年8月8日
【发明者】闫世伟, 齐姗姗 申请人:闫世伟