一種應用曲線l形質量塊壓電發電裝置的鞋子的制作方法
【專利摘要】本發明是一種應用曲線L形質量塊壓電發電裝置的鞋子，屬于振動能量回收發電【技術領域】，本發明將曲線L形質量塊壓電發電裝置裝在鞋子之中，曲線L形質量塊結構在一定程度上均勻化了懸臂梁上的應變分布，提高了壓電能量回收裝置的能量密度，使得振動能量的回收效率提高，同時，將整流電路及電容或電池置于質量塊內部，使整個裝置結構緊湊，可靠性提高，所儲存的電能通過轉換能夠為電子設備提供充電。
【專利說明】—種應用曲線L形質量塊壓電發電裝置的鞋子【技術領域】
[0001]本發明涉及一種新型壓電能量收集裝置，特別是一種經過優化的曲線L形質量塊壓電發電裝置。
【背景技術】
[0002]隨著手機、平板電腦等移動設備的性能的提升與屏幕尺寸的增大，動設備的耗電量與日俱增，如何對這些設備補充電能，成為了一個急需結局的問題。目前，主要的解決方式是使用移動電源，這種方式受到了移動電源容量的限制，而且也需要消耗電網電能，不利于節能環保。另外，一些發電鞋子往往利用機械方式帶動小型發電機的發電方式存在舒適度較低、體積過大，不利于發電模塊移植等諸多問題，也不便于推廣。環境中廣泛存在著振動能量，壓電材料利用這種振動發電具有體積小、無噪聲及廣泛地頻率匹配性，通過壓電發電是一個不錯的選擇。傳統的懸臂梁結構是壓電振動能量回收中最常用的結構，其缺點是能量回收效率低，壓電材料的利用不均勻，壓電材料容易損傷。

【發明內容】

[0003]本發明的目的是提供一種應用曲線L形質量塊壓電發電裝置的鞋子，在壓電發電模塊上運用曲線L形質量塊壓電發電裝置，解決上述傳統的懸臂梁式的壓電發電裝置存在的由于應變分布不均勻而導致的能量回收效率低，壓電材料由于長期受到不均勻的應變而產生的損傷,裸露的壓電材料意外損傷,通過本發明把環境的振動能量收集存儲起來,為電子設備供能。
[0004]本發明的技術方案:一種應用曲線L形質量塊壓電發電裝置的鞋子，其特征在于:包括一個曲線L形質量塊壓電發電模塊以及可以與本模塊配合的鞋子。所述的曲線L形質量塊壓電發電模塊包括幾個L形質量塊壓電發電單元，分別于特定的幾個頻率相匹配，多個L形質量塊壓電發電單元并聯起來收集鞋子上`的振動能量，通過轉化電路及接口為移動設備充電。
[0005]所述的曲線L形質量塊壓電發電單元包括固定在底座上的懸臂梁，在懸臂梁上的曲線L形質量塊，內置于曲線L形質量塊整流裝置及能量存儲裝置。
[0006]所述懸臂梁一端固定一端上曲線L形質量塊，在懸臂梁上固定有壓電材料，壓電材料在懸臂梁與曲線L形質量塊之間，壓電材料通過電極及導線將電流送至整流裝置及能
量存儲裝置。
[0007]所述的曲線L形質量塊的形狀是曲線L形，曲線L形質量塊內部有空腔，空腔內安裝有整流裝置及儲能裝置。
[0008]所述的壓電材料為壓電陶瓷或壓電高分子復合材料。
[0009]所述的鞋子在鞋根部開有槽，可以與曲線L形質量塊壓電發電模塊配合，作為一個能收集步行時的振動能量隨時發電的移動電源，也可以在發電模塊拆卸后與替換材料配合成為一個普通的鞋子。[0010]與現有的技術相比，本發明使用了一種新型的曲線L形質量塊壓電發電模塊，這種模塊在結構上使得懸臂梁除了受彎矩外還受到了扭矩，懸臂梁上的應變分布趨于均勻，進而也使得壓電材料所受的應變均勻合理，更加充分的利用了壓電材料的發電能力，提高裝置的整體效率，曲線L形質量塊與直線L形質量塊相比，使質量塊末端的行程增大，適應更高強度的振動環境，防止質量塊末端損上壓電材料，曲線L形質量塊位于懸臂梁上方的這種結構也像保護傘一樣保護了壓電材料，使之適合與安裝在鞋子底部有效的收集并轉換振動能量。
[0011]整流電路和儲能裝置置于曲線L形質量塊中，使得裝置整體質量減輕，體積減小，結構更加緊湊，本發明結構設計合理，能高效的將鞋子穿著過程中的振動能量轉化為電能，為移動設備充電。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發明的中的整體結構示意圖。
[0013]圖2為本發明的中的俯視結構示意圖。
[0014]圖3為本發明的中的曲線L形質量塊壓電發電模塊截面結構示意圖。
[0015]圖4為本發明的中的曲線L形質量塊壓電發電模塊整體結構示意圖。
[0016]附圖中的標記為:1-曲線L形質量塊壓電發電模塊，2-曲線L形質量塊，3-整流裝置及儲能裝置，4-懸臂梁，5-壓電材料，6-發電鞋子，7-鞋跟槽。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】進行描述，以便本領域的技術人員更好地理解本發明。需要特別提醒注意的是，在以下的描述中，當已知功能和設計的詳細描述也許會淡化本發明的主要內容時，這些描述在這里將被忽略，如圖1所示，本發明整體包括發電鞋子6和形狀如圖4所示的曲線L形質量塊壓電發電模塊I ;如圖2所示，曲線L形質量塊壓電發電模塊I安裝在發電鞋子6鞋跟處的鞋跟槽7中，可以拆卸替換；如圖3所示，曲線L形質量塊壓電發電模塊包括外殼、曲線L形質量塊2、整流裝置及儲能裝置3、懸臂梁4，壓電材料5，模塊上還具有電能輸出接口。
[0018]本發明原理如下:曲線L形質量塊壓電發電模塊安裝在鞋子根部的鞋跟槽中，鞋子在穿著行走過程中產生振動，振動使得曲線L形質量塊壓電發電模塊中的懸臂梁振動，在曲線L形質量塊的作用下，懸臂梁既受到彎矩又受到扭矩，使得懸臂梁發生相對均勻的應變，固定于懸臂梁上的壓電材料同樣受到應變，從而產生一定的電動勢，在回路中形成電流，變化的應變產生變化的電流，這些電流經過整流電路后可以被儲能裝置存儲起來；該曲線L形質量塊壓電發電模塊中還包括幾個對應不同振動頻率的壓電發電單元，以匹配不同的行走頻率提升發電效率，各個壓電發電單元的儲能裝置連接起來，經過轉換電路后共同為移動設備充電。
【權利要求】
1.一種應用曲線L形質量塊壓電發電裝置的鞋子，包括安裝于鞋子跟部的發電模塊，其特點是，本壓電發電模塊運用的是曲線L形質量塊壓電發電裝置。
2.根據權利要求1所述的一種應用曲線L形質量塊壓電發電裝置的鞋子，其特征在于:包括固定在底座上的懸臂梁，在懸臂梁上的曲線L形質量塊，內置于曲線L形質量塊整流裝置及能量存儲裝置。
3.根據權利要求1所述的一種應用曲線L形質量塊壓電發電裝置的鞋子，其特征在于:所述懸臂梁一端固定一端上曲線L形質量塊，在懸臂梁上固定有壓電材料，壓電材料在懸臂梁與曲線L形質量塊之間，壓電材料通過電極及導線將電流送至整流裝置及能量存儲裝置。
4.根據權利要求1所述的一種應用曲線L形質量塊壓電發電裝置的鞋子，其特征在于:所述的曲線L形質量塊的形狀是曲線L形，曲線L形質量塊內部有空腔，空腔內安裝有整流裝置、儲能裝置。
5.根據權利要求1所述的一種應用曲線L形質量塊壓電發電裝置的鞋子，其特征在于:本發電模塊包含多個發電單元以匹配不同的振動頻率。
6.根據權利要求1所述的一種應用曲線L形質量塊壓電發電裝置的鞋子，其特征在于:本發電模塊可以拆卸下來，并且擁有輸出電路及接口，可以為移動電子設備充電。
【文檔編號】H02N2/18GK103815610SQ201410068440
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年2月27日 優先權日:2014年2月27日
【發明者】程祥, 王盼, 潘瑞 申請人:潘瑞