一种踩踏式地面铺设自动发电多用装置
时间：2020-05-20 05:17:01 来源：千叶帆 本文已影响人
【摘 要】近年来，随着世界工业经济的发展、人口的巨增、人类欲望的无限上升和生产生活方式的无节制，全世界面临着越发严重的能源问题，各个国家都在采取积极地措施以面对能源紧张的局面。本设计踩踏式地面铺设自助发电多用装置可收集人们走路时所浪费的机械能，并利用这些机械能通过压电陶瓷转化为电能，进而将电能应用于铺设装置的发光、报警、蓄电等其他功能中。该装置具有多种应用，适用范围极广，现实意义较强。
【关键词】能量回收；地面铺设；发光；报警；蓄电
一、背景
“节能减排”出自于我国“十一五”规划纲要。它是贯彻落实科学发展观、构建社会主义和谐社会的重大举措；是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择；是推进经济结构调整，转变增长方式的必由之路；是维护中华民族长远利益的必然要求。因此，节能环保的产品就成为科学研究的重要方向，而节能环保的科技发明也成为市场上的新宠。
二、设计思路
本设计一种踩踏式地面铺设自助发电多用装置由装置底座、压电陶瓷支架、压电陶瓷、弹簧、三相开关及导线、内置警铃、LED彩灯、蓄电池、钢化玻璃及表面的耐磨图层组成。
该装置单位面积为30cm€?0cm，大小和普通地面瓷砖相似，单位面积较小，便于铺设并且可以很容易使每一单位装置单独震动发电。其内部通过导线与LED彩灯、警铃以及蓄电池并联，当人踩到该装置表面时，其内置压电陶瓷受压产生电动势，可以利用该电能点亮LED彩灯起装饰作用或者引鸣警铃报警，如果不需要其工作时，可以将电能导入蓄电池中以供以后留用。
三、创新点
该一种踩踏式地面铺设自助发电多用装置是现今首个利用压电陶瓷受压产生电动势的原理将人走路时闲置的机械能转化为电能的地面铺设装置，符合节能环保的理念。其首次将多种功能集于一身，具有较强的实用价值。
当其接通LED彩灯作为发光装置时，可运用于舞台、大型景观地面，表演者在表演过程中可通过踩踏，接触发光地板，及时发出各种效果的地面灯光，并不用接通外界电源。灯光强度和频率随着表演者的接触强度频率变化，而且灯的亮灭运动效果也是随着表演者而动，把表演的动感美和灯光的炫彩完美结合。
当其接通警铃作为报警装置时，可运用于各种严禁人员进入而需要安装报警系统的场所，擅自闯入者会通过踩踏，接触该铺设装置，及时引鸣警铃，并不用接通外界电源。该装置具有良好的隐蔽性，不易察觉。
当其接通蓄电池作为蓄电装置时，可运用于火车站、地铁、商场这些人流量大的地方，利用人流运动对地面的作用力，是压电陶瓷上下表面产生电势差，继而在闭合的回路内产生电流而发电，使人运动的力量得到充分利用，可以得到清洁能源。并且该装置还可以开发为为其他用电设备如手机等充电的铺设装置或者在车站为自动检票机供电的设备等，有助于缓解能源危机，其应用前景不可限量。
四、先进性
查知现有技术如下：
发电地板，专利号：200710053081.1。该装置是利用永磁铁和线圈的电磁感应而发电，装置较为复杂，不便于维修，而且装置内部不便于固定。
与传统的地面铺设装置相比，本装置首次采用压电陶瓷提供能源，有以下优势：
1．它将人平时走路时闲置浪费掉的机械能转化为光能、声波和化学能，无需外界能量，清洁环保，节能减排。
2．当作为发光装置时，它可以达到灯光随人走动而亮的效果，可以较好的渲染舞台气氛，适用于铺设舞台等表演场地，同时也可以铺设于博物馆、展览馆以及其他大型场馆的通道中。
3．当作为报警装置时，由于压电陶瓷受压灵敏，它可以灵敏地感应到铺设装置上的压力，达到监视报警的作用。可运用于各种严禁人员进入而需要安装报警系统的场所，擅自闯入者会通过踩踏，接触该铺设装置，即时引鸣警铃，并不用接通外界电源。
4．当作为发电蓄电装置时，可运用于火车站、地铁、商场这些人流量大的地方，利用人流运动对地面的作用力，是压电陶瓷上下表面产生电势差，继而在闭合的回路内产生电流而发电，使人运动的力量得到充分利用，可以得到清洁能源，缓解能源危机。并且该装置还可以开发为为其他用电设备如手机等充电的铺设装置或者在车站为自动检票机供电的设备等。应用前景不可限量。
参考文献
[1]杨波．发光地板．专利申请号：200520049845.6
[2]承全兴，王开东，方再荣，孙晓华，朱以栋．彩点发光地板革的制备方法．专利申请号：200610161645.9
[3]吴传团．塑胶防滑发光地板、地砖．专利申请号：97241807.5
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