一种机械发电地板的制作方法

本发明涉及发电装置领域，具体地说，特别涉及到一种机械发电地板。

背景技术：

现有的发电地板达到发电的目的的核心是压电材料。压电材料受到压力产生形变后，会在两端产生电位差从而产生电流达到发电的目的，现有的发电地板正是利用压电材料的这种性质。人们在地板上行走、踩踏、跳跃时，产生的压力会使压电材料形变产生电能，而人们离开后压电材料恢复原状，再次施与压力时又会产生电能。

现有的“发电地板”实现机械能到电能的转换主要依靠压电材料，自然界存在的压电单晶压电性弱，介电常数很低，受到切型限制存在尺寸局限。而人工合成的压电材料虽然能在一定程度上解决这些问题，但其原料昂贵、制作工艺复杂，会导致发电地板成本很高。而且压电材料的电压会随使用次数的增加而降低，也就是说一块压电材料使用一定次数后将失去发电能力，从而使发电地板失效。压电材料一般形变限度小，而且断裂后需要整体更换，维护较麻烦。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种机械发电地板，以解决现有技术中存在的问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种机械发电地板，包括外壳、以及安装于所述外壳上的地板；

所述地板的顶面设为踩踏面，地板的背面设为传动面，所述传动面具有四棱锥结构，在所述四棱锥结构上开设有环形限位槽，在所述四棱锥结构的锥尖处连接有传动齿条，所述传动齿条包括与锥尖连接的柱体，在所述柱体的顶部设有与锥尖配合的锥面，在所述柱体的一侧开设有传动齿；

在所述外壳内安装有弹簧底座，在所述弹簧底座上设有弹簧，所述弹簧的底端与弹簧底座固定连接，弹簧的顶端位于地板背面的环形限位槽内，在所述弹簧底座内还安装有传动组件，所述传动组件包括第一齿轮轴，在所述第一齿轮轴上安装有与所述传动齿条配合的一级齿轮，所述一级齿轮与位于其一侧的二级齿轮齿合，在所述二级齿轮的中间位置通过同心轴连接有传动齿轮，二级齿轮具有与其配合的三级齿轮，所述三级齿轮通过第二齿轮轴安装在外壳的内底板上，三级齿轮具有与其配合的四级齿轮，所述四级齿轮通过第三齿轮轴安装在外壳的内侧板上；

在所述外壳内还安装有发电机和储电箱，在所述发电机的转子上固定安装有五级齿轮，所述五级齿轮与四级齿轮齿合，所述发电机的电机分别通过导线与储电箱的电机连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明可以更大限度的利用人车等的重力及行人走过时的踩踏力，将其转化为电能，同时其结构简单，生产成本低可大规模使用且便于维护更换。其次，本发明还可用于工业、环境、交通等许多高技术领域，节约资源的同时又可以让城市变得智能。

附图说明

图1为本发明所述的机械发电地板的外部结构示意图。

图2为本发明所述的机械发电地板的内部结构示意图。

图3为本发明所述的机械发电地板的传动结构示意图。

图4为本发明所述的机械发电地板的传动结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

参见图1-图4，本发明所述的一种机械发电地板，主要包括如下几个部分：

1、地板：本发明的受力部分，上部为立方体形状的地板，可根据装饰及使用效果使用不同材料和不同外观；下部整体为四棱锥状，且有一圆环状凹槽。锥尖处与传动齿条9.1刚性连接(如图4)，用于传递地板受压后所带来的能量；圆环状凹槽用于配合弹簧4支撑地板1本身的重量，且当地板1受力上下移动时，保证地板1的位置处于装置整体的正中位置，避免地板1受力不均匀时偏移而导致设备损坏。

2、外壳：主要用于保护内部构造，并防止地板1过度下降，或因长时间受压而导致的弹簧4或传动机构造9的破坏。使用强度较高的材料铸造而成，能够承受较大的压力，且使用油漆或镀层进行适当的保护，防治铺设于地面并长时间使用后腐蚀所带来的危害。与底板5相连并在必要时可通过简单地方式进行拆解。

3、弹簧底座：用于支撑弹簧4，为传动齿条9.1提供足够的运动空间并保护其内部的传动机构9。使用强度较大的材料铸造而成(可与外壳类似)。下部固定于底板上并在必要时可拆卸，上部与弹簧4刚性连接，防止弹簧4移位。

4、弹簧：可根据该发明地板的不同使用环境而使用不同劲度系数的型号。其下端与弹簧底座3刚性连接，上端套于地板1的环形凹槽中。当地板1受压超过一定力度时弹簧被压缩，同时地板1和传动齿条9.1一起向下运动，当压力消失后弹簧4的弹力向上推动地板1和传动齿条9.1恢复初始位置。

5、底板：和外壳一同形成一个半封闭的环境用于保护其内部的传动机构9、发电机6、储电箱8等，该装置的所有机构均以适当的方式在底板5上，当该装置应用于实际的环境下，底板与地面直接接触，具有一定的抗腐蚀性能和一定的强度。

6、发电机：根据该发明地板的使用环境选择相应级别的发电机即可。其通过前端与发电机转子相连的齿轮9.2与传动机构相接触。发出的电能由另一端的电极6.1通过导线7传递至储电箱8.

7、导线：连接发电机6与储电箱8的电极

8、储电箱：其接收到导线穿来的电能后，先利用其内部的电路对电流进行调整之后充入其内部的蓄电池中。亦可根据使用的需要加装输出模块，将充入蓄电池中的电能以更加统一、稳定的电流输出至其他设备上。其上端的密封盖8.2起到防尘、防潮等作用，不但可以保护储电箱内部的电路、蓄电池等，还可自由拆装，以便于对其内部个部件的维修、更换。

传动机构：主要分为传动齿条9.1、传动齿轮9.2、齿轮轴9.3。传动齿条9.1与地板1刚性连接，跟随地板1运动(当地板1受压时，跟随地板1向下运动，当地板1所受到的压力消除时受弹簧4的弹力与地板1共同向上运动)。传动齿条9.1运动的同时带动传动齿轮9.2转动，可将动能传递至发电机6产生电能。齿轮轴9.3架于该装置的外壳2或弹簧座3上用于支撑传动齿轮9.2转动。

当有人或车辆通过铺设有本发明的区域时(脚踏在上面或车轮压在上面)，如人行道、机动车道的减速路段、高速公路的防滑或用于提醒疲劳驾驶的路段、过街天桥或地下通道等多种路段，其本身的重力将会对本发明中的地板施加一定的压力，此时本地板受到的压力若是达到一定程度，就会使弹簧压缩，同时地板和与其刚性连接的传动齿条共同下降，而后传动齿条又将同能通过各级齿轮传递、变速等作用最终使发电机的转子进行速度合适的转动，从而产生电能并由发电机的电极传出。经导线传递到储电箱的电能先经过储电箱内的电路进行调成使其相对稳定后充入其内置的蓄电池。根据使用的需求不同可对储电箱进行调整，若需要本发明单独工作则可使用容量较大的蓄电池，以储存较多的电能，保证正常使用；若使用多个本发明铺设为一定的区域成规模的对某指定设备(电路)供电，可使用容量相对较小的蓄电池，电流充入蓄电池后，再由蓄电池输出较统一、稳定的电流至指定的用电设备(电路)中。

实施例1:

在高速公路特定路段铺设一定规模的本发明机械式绿色发电地板，此时由于在高速公路上行驶的车辆速度快，质量重，应当选用劲度系数较高的弹簧、强度较大的外壳和弹簧底座。铺设后可将地板顶面涂抹一定样式的涂料或在地板上不立方部分在保证强度的情况下安装一定数量的灯组成特定的样式,以此在夜晚提醒司机道路状况，舒缓驾驶人员的视觉疲劳，当车辆通过本发明所铺设的区域时，地板受压下降而后收弹力回复位置，此过程可产生一定的电能，可将电能存储用于前文中所述灯光的供电，若不使用前文所述灯光可将电能整合用于高速公路的监控或电子提示板的供电。同时在车辆经过该区域时由于部分地板受压位置下降，部分地板未受压位置略高而导致的道路不平会使车辆产生一定的振动，此时可减缓驾驶人员长时间在高速公路行驶所带来的疲劳感。提高道路安全指数。

实施例2：

使用此种地板铺设于人行道或公园小路，此种情况下可使用劲度系数较低的弹簧，也可根据实际情况减小整体体积，以达到便于维修，更换的效果。当有行人通过此区域时，行人的重力对地板产生压力是地板运动产生机械能并传递至发电机产生电能。此电能和实例一相比较弱可应用于路边的景观装饰的供电或通过整合集中用于某一路段的路灯供电。

实施例3：

由私人购买用于自家健身器材，或铺设于跳舞毯之下，在互动娱乐、锻炼身体的同时可产生部分电能，此种电能可使用具有较大容量的蓄电池存储，并应用于手机、便携手电、普通充电电池等小型用电设备的充电。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。