一种城市客车上下车踏板压电发电装置的制作方法

本实用新型属于城市交通工具自发电技术领域，具体涉及一种城市客车上下车踏板压电发电装置。

背景技术：

城市公交车辆作为公共出行交通工具，具有乘客流动量大、乘客上下车频繁的特点。在乘客流动时，尤其是上、下车时，乘客通常都有上、下车门的行为，进行踩踏上客区、下客区踏板的动作。若能将乘客频繁踩踏上、下车踏板的动能进行转化、收集并利用起来，作为灯具的能量或作为城市公交车辆能量的补充，亦是一种节能环保的案例。众所周知，压电材料在外力作用下可以产生电荷（或电压），例如在日常生活中见到的电子打火机、燃气点火器等产品都是用了压电发电原理。而且，随着压电发电技术的日益成熟，现有的技术完全可以将这部分电荷进行收集、转换并存储起来，用于驱动城市交通工具上的功率设备。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是将乘客踩踏上、下车踏板的动能转换为电能，利用超级电容器容量大、充放电效率高的特点作为电荷的初级存储，当积累到一定量的电荷时，再通过稳压充电电路为可充电电池进行充电或直接供灯具使用，以实现动能到电能的转换与利用。

本实用新型通过以下技术方案解决上述技术问题，

一种城市客车上下车踏板压电发电装置，包括压电发电装置和超级电容器，其特征在于，

所述压电发电装置包括上层绝缘框架、下层绝缘底板、pvdf发电膜、压电发电控制板和电气接口，

所述下层绝缘底板为承重体，起支撑与固定压电发电装置作用；

所述上层绝缘框架为中间镂空的框体，固定安装在所述下层绝缘底板的上层，起固定和保护pvdf发电膜作用；

所述pvdf发电膜将动能转换为电信号，并固定在所述上层绝缘框架中间镂空处，起转换电信号作用；

所述压电发电控制板将所述pvdf发电膜输出的电信号转化为适合车辆存储和使用的电能信号；

所述电气接口与所述压电发电控制板连接，向外输出所述压电发电控制板获得的电能信号；

所述超级电容器与所述电气接口连接，用于所述压电发电装置发出的电能信号的初级存储。

为了获得更好的技术效果，所述压电发电装置还包括防压弹簧，所述防压弹簧安装在所述pvdf发电膜和所述下层绝缘底板中间，起所述pvdf发电膜未受外力时进行复位作用。

为了获得更好的技术效果，所述pvdf发电膜为至少两层pvdf发电膜，至少两层pvdf发电膜由上至下叠加排布并联连接，至少两层pvdf发电膜并联后输出的电信号发送至所述压电发电控制板转为电能信号，由所述超级电容器初级存储。

为了获得更好的技术效果，所述压电发电控制板包括桥式整流电路和滤波电容，所述桥式整流电路的输入端与所述pvdf发电膜的正极和负极连接，其输出端先连接滤波电容后，再与所述超级电容器的正极和负极连接；

为了获得更好的技术效果，还包括稳压二极管，所述稳压二极管与所述超级电容器的正极和负极连接，保护超级电容；

为了获得更好的技术效果，所述压电发电装置固定在城市客车的前、中、后门的上/下客区的踏步处。

为了获得更好的技术效果，还包括地板革，所述地板革覆盖在所述pvdf发电膜上部，保护所述pvdf发电膜。

本实用新型结构简单，在上下车踏板区域安装后,利用乘客上下车踩踏对本实用新型进行连续激励,作用在本实用新型的pvdf发电膜的压电振子上,pvdf发电膜受激励瞬间产生瞬态和交替低压交流电压,电流微弱,再通过压电发电控制板将pvdf发电膜输出的电信号转化为适合车辆存储和使用的电能信号，并通过超级电容器进行初级存储，当积累到一定量的电量时，再通过稳压充电电路为可充电电池进行充电或直接供灯具使用，以实现动能到电能的转换与利用。

附图说明

图1为本实用新型实施例结构示意图；

图2为本实用新型实施例局部剖视图；

图3为本实用新型实施例电路图；

图4为本实用新型实施例布置图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例，进一步详细阐述本实用新型的内容。

一种城市客车上下车踏板压电发电装置，包括压电发电装置10、超级电容器c2、稳压二极管d2、地板革15，

所述压电发电装置10包括上层绝缘框架1、下层绝缘底板2、pvdf发电膜3、防压弹簧6、压电发电控制板5和电气接口4，

所述下层绝缘底板2为承重体，起支撑与固定压电发电装置10作用；

所述上层绝缘框架1为中间镂空的框体，固定安装在所述下层绝缘底板2的上层，起固定和保护pvdf发电膜3作用；

所述pvdf发电膜3将动能转换为电信号，并固定在所述上层绝缘框架1中间镂空部位，起转换电信号作用；

所述防压弹簧6安装在所述pvdf发电膜3和所述下层绝缘底板2中间，起所述pvdf发电膜3未受外力时进行复位作用；

所述压电发电控制板5将所述pvdf发电膜3输出的电信号转化为适合车辆存储和使用的电能信号；

所述压电发电控制板5包括桥式整流电路d1和滤波电容c1，所述桥式整流电路d1的输入端与所述pvdf发电膜3的正极和负极连接，其输出端先连接滤波电容c1后，再与所述超级电容器c2的正极和负极连接；

所述电气接口4与所述压电发电控制板5连接，向外输出所述压电发电控制板5获得的电能信号；

所述超级电容器c2与所述电气接口4连接，用于所述压电发电装置10发出的电能信号的初级存储；

所述稳压二极管d2与所述超级电容器c2的正极和负极连接，保护超级电容器c2。

作为一种改进的实施方法，如图2所示，所述pvdf发电膜3为至少两层pvdf发电膜3，至少两层pvdf发电膜3由上至下叠加排布且并联连接，见图3，至少两层pvdf发电膜3并联后输出的电信号发送至所述压电发电控制板5转为电能信号，再通过电气接口4与超级电容器c2连接，由所述超级电容器c2进行电能的初级存储。

为提高发电能力，在上层绝缘框架1的中间镂空部位铺设多层pvdf发电膜3，在pvdf发电膜3的底层为矩阵式布置的复位弹簧，能使发电膜有效回位。多层铺设的pvdf压电膜并联，当pvdf压电膜的压电振子发生形变极化时，将负电荷集中在负电极上，正电荷在正电极上，其总输出电压不变，但是输出电荷翻倍。

在本实用新型的每个压电发电装置10均配有一块压电发电控制板5，起收集、调节、转换电流作用。

本发明设计的压电发电装置10可并联使用，所述压电发电装置10固定在城市客车的前门11、中门12、后门13的上/下客区的踏步处；所述地板革15覆盖在所述pvdf发电膜3上部，保护所述pvdf发电膜3。所述压电发电装置10通过连接电缆14连接后，再与车辆储能装置e连接，当超级电容器c2达到一定值后为车辆储能装置e充电，提高发电能力和能量利用效率。

本实用新型将乘客踩踏上、下车踏板的动能转换为电能，利用超级电容器容量大、充放电效率高的特点作为电荷的初级存储，当积累到一定量的电荷时，再通过稳压充电电路为可充电电池进行充电或直接供灯具使用，以实现动能到电能的转换与利用。