專利名稱：形變發電裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型是關于一種利用車輪的轉動，連續對壓電材料施以外力， 將機械能轉換為電能的形變發電裝置。
背景技術：
自從車輪發明以來，人類的生活進入了一個新的時期，各式各樣的交 通工具應運而生，而用來驅動該車輪的力量也從過去的人力、獸力，在工 業革命時期轉為煤炭，乃至于今天的石油燃料，為人類的生活帶來了革命 性的進步，但地球上的資源有限，尋找可替代石油燃料的能源，以及設計 可重復利用資源的方法， 一 直是人們多年來努力的目標之一。
其中，有人會在腳踏車或健身車上裝設一小型發電機，將車輪的轉動 傳動至發電機上以產生電能，該電能可儲存起來供日后使用，或是直接使 腳踏車上的車燈發亮，以維持夜晚時的行車安全，甚至也可供健身車上顯 示相關設定的屏幕所需的電力。
但由于該裝設于腳踏車上的小型發電機與車輪連動，使得騎乘者更費 力，同時其將機械能轉換為電能的效率低，因此多用于耗電量小的設備上，
一般并不普及，此外，也只用于以人力驅動的腳踏車或健身車上。然而其 它具有車輪的汽車或機車等交通工具上所使用較大型的發電機，也有同樣 的狀況，不但大量增加驅動裝置的負荷進而消耗更多的能源，發電效率也 不好。因此，現有技術的發電裝置確有其需要進一步改進之處。
發明內容
針對前述現有技術的不足，本實用新型提供一形變發電裝置，借此設
計達到重復且有效率利用驅動具有車輪設備前進的能量的目的。
為了達到上述的發明目的，本實用新型所使用的技術手段是利用壓電
材料具有可使機械能與電能互換的壓電效應的現象，在一車輪旁側裝設有 至少一壓電材料，該車輪中央交錯設有復數根輪輻，該壓電材料的一端抵 靠于車輪的輪輻，另外復數根電線的一端分別與壓電材料的表面相接。上述車輪可為腳踏車、健身車、機車、汽車等設備上的車輪，當車輪 轉動時，其輪輻會連續拍打該壓電材料，使其彎曲變形，進而產生電能，
而通過本實用新型的設計，不論是踩踏腳踏車或健身車所耗費的人力，或 是如燃燒汽油、太陽能等來帶動機車、汽車前進的能量，都能由其車輪處 通過本實用新型的形變發電裝置再轉換為電能以供利用，不但不會增加騎 乘者或原驅動裝置的負荷，更能有效達到重復利用能量、減少浪費地球資 源的目的。


圖1為本實用新型的實施狀態示意圖2為本實用新型的部份組件放大示意圖；以及
圖3為本實用新型另一實施狀態的部份組件放大示意圖。
具體實施方式
所謂壓電效應是指物質中一種可使機械能與電能互換的現象，其可分 為正壓電效應及逆壓電效應，而可用以產生壓電效應的物質一^:稱為'壓 電材料'，其中
正壓電效應是指當 一機械應力施加到該壓電材料上時，壓電材料內部 的電偶極矩會因壓縮而變短，此時為了抵抗此變化，壓電材料會在其兩端 的表面上分別出現電性相反的束縛電荷，該束縛電荷大小與該機械應力的 大小成正比，且當該才幾械應力方向相反時，束縛電荷的才及性也會隨之逆反；
逆壓電效應是指當在該壓電材料表面施加一電場而產生一電壓時，會 使其電偶極矩被拉長，而壓電材料為了抵抗變化，則會沿電場方向變形伸 長。
因此，本實用新型的形變發電裝置就是利用壓電材料所具有的正壓電 效應的特性，將機械能轉換為電能，再進一步儲存或直接利用該電能，其 中，參見圖l及圖3所示，該形變發電裝置包括一車輪10、至少一壓電材 料20、復數條電線30及一負載單元40,其中
該車輪10可為腳踏車、健身車、機車、汽車等設備上的車輪，其中 央交錯設有復數根輪輻11;
配合參見圖2所示，在本實用新型的較佳實施例中，包含有一壓電材 料20,其可以是聚偏二氟乙棒(polyvinylidene fluoride, PVDF),將此壓電材料20設在車輪10旁側，且相對設在輪輻11的移動位置處，以 該壓電材料20的一端抵靠在車輪10的輪輻11,當車輪10轉動時，其各
輪輻11會依序連續拍打該壓電材料20，使該壓電材料2 0朝 一側彎曲變形， 因此壓電材料20會在兩相對的表面上出現不同極性的電荷，進而產生電
壓；
該電線30的一端分別與前述壓電材料20的表面相接； 該負載單元40設在電線30的另一端，其是由電阻、電容、電感等電 子組件所組成，該壓電材料20上所產生的電壓可通過電線30在負載單元 40上形成可供利用的電能，例如將該電壓轉換為110伏特或22 0伏特等可 供一般電器使用的大小，或是形成穩定的電壓，再進一步連接并應用于儲 存單元41、指示單元、發光單元42、動力單元等電子裝置上，也可直接 連接并應用于前述各電子裝置上，其中，該儲存單元41為一種可儲存該 電能，以于日后再進一步利用該電能的裝置，該指示單元是如汽、機的儀 表板，或是健身車上的顯示相關設定的屏幕，該發光單元42是如車燈等 照明設備，該動力單元則是可將該電能再進一步轉換為動能，來帶動車輛 前進的設備，特別可用于電動腳踏車或是油電混合車上。
參見圖3所示，本實用新型的形變發電裝置也可設有復數個壓電材料 20A、 20B,其是相互迭置且相互固設，并以其中一壓電材泮牛20A的一端4氐 靠于車輪10的輪輻11，當車輪10轉動時，其各輪輻11會依序連續拍打 該壓電材料20A,使各壓電材料20A、 20B彎曲變形，因此于每一壓電材料 20A、 20B的兩相對的表面上出現不同才及性的電荷，進而產生電壓。
權利要求1. 一種形變發電裝置，其特征在于包括至少一車輪、至少一壓電材料、復數條電線，其中車輪中央交錯設有復數根輪輻；壓電材料設在車輪旁側，且相對設在輪輻的移動位置處，并將其一端抵靠于車輪的輪輻；電線的一端分別與壓電材料相接。
2. 如權利要求1所述的形變發電裝置，其特征在于進一步包含有 一負載單元，該負載單元設在電線的另一端。
3. 如權利要求1或2所述的形變發電裝置，其特征在于其包含有 復數片壓電材料，其相互迭置且相互固設。
4. 如權利要求1或2所述的形變發電裝置，其特征在于其中該壓 電材料為聚偏二氟乙烯。
5. 如權利要求3所述的形變發電裝置，其特征在于其中該壓電材 料為聚偏二氟乙烯。
6. 如權利要求1所述的形變發電裝置，其特征在于進一步包含有 一儲存單元，該儲存單元設于電線的另一端。
7. 如權利要求1所述的形變發電裝置，其特征在于進一步包含有 一指示單元，該指示單元設于電線的另一端。
8. 如權利要求1所述的形變發電裝置，其特征在于進一步包含有 一發光單元，該發光單元設于電線的另一端。
9. 如權利要求1所述的形變發電裝置，其特征在于進一步包含有 一動力單元，該動力單元設于電線的另一端。
專利摘要本實用新型是一種形變發電裝置，其利用壓電材料具有可使機械能與電能互換的壓電效應的現象，在一車輪旁側裝設有至少一壓電材料，該車輪中央交錯設有復數根輪輻，該壓電材料的一端抵靠車輪的輪輻，另以復數根電線的一端分別與壓電材料的表面相接，通過車輪的轉動，使其輪輻連續拍打該壓電材料，使其彎曲變形，進而產生電能，將踩踏車輛所消耗的人力，或是如燃燒汽油、太陽能等方式所帶動車輛前進的能量，轉為電能以供利用，有效達到重復利用能量、減少浪費地球資源的目的。
文檔編號H02N2/18GK201290074SQ20082015126
公開日2009年8月12日 申請日期2008年7月25日 優先權日2008年7月25日
發明者俞建安, 陳佩真 申請人:俞建安;陳佩真