一种发电地毯的制作方法

本实用新型涉及发电设备领域，尤其涉及一种发电地毯。

背景技术：

随着世界经济的发展，各国对能源需求量不断增长，然而新能源技术及产业的发展一直较为缓慢。近年来人类通过设计出太阳能、热电、压电、静电和磁电等各类设备分别对环境中的光能、热能、机械能、磁能等转化为可供负载使用的电能，实现对能源进行采集进而进行发电的目的，以节省传统能源和保护生态环境。

传统发电方式对环境的污染日益加重，有些资源是不可再生，低碳环保的发电方式是时代的要求。利用压电陶瓷的压电效应将被忽略的人行走的机械能转化为电能就是“绿色发电地毯”的基本想法。将其放置在人流量较大的场合，经发电和蓄能，即可用于应急瞬间照明，也可作为稳定的移动电源。然而现有压电材料价格昂贵，体积和占用空间大，而导致投入成本高，运输不方便，严重影响了发电地板的发展和使用范围。

中国专利申请号201120247510.0公开了一种发电地毯，尤其是采用了压电材料的发电地毯。可以为商场超市灯充电，为人们的生活带来了方便，并且可以节约能源,特征是：在地毯中安装压电发电器，气囊，伸缩头，阀门开关和导管，通过气囊传动，将人脚落地的机械能传递给压电发电器，压电发电器将此机械能转化为电能，并存储在地毯的储电装置中。这种发电地毯结构大，地毯容易出现变形，踩上去感到不舒服，且发电功率低。

中国专利申请号201510385439.5公开了一种发电地毯，特别是一种压电发电地毯，提供人们利用压电材料发电装置，整体结构简单，发电效率高，发电功率大，可以对节能灯供电，可以节约能源，特征是：在地毯本体内设置发电装置，发电装置包括依次连接的发电单元、电能转换电路和存储电池，发电单元包括固定端和弹性条，固定端设置在弹性条两端，弹性条内设有压电材料，所述压电材料电极分别设置在弹性条两端并与电能转换电路相连；所述发电单元通过固定端固定在地毯本体上，所述弹性条呈向上弓形设置，地毯被踩踏时，弹性条变形进而使得其内部压电材料挤压产生电能。这种发电地毯发电量小，发电效率低，且弹性条容易损坏，不利于频繁使用。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种制造成本低、发电效率高、发电功率大、可靠性高的发电地毯。

为了实现本实用新型的目的，本实用新型所采用的技术方案为：

设计一种发电地毯，它包括包括依下而上间隔设置的底板、安装板、层板和毯面，所述安装板和层板之间横向间隔设置有若干个气缸组件、方向控制阀、气动马达和发电机，所述气缸组件包括缸体、活塞及活塞杆，所述层板上设置有若干个通孔，所述气缸组件的活塞杆穿过层板上的通孔与毯面接触，若干个所述气缸组件的输出端并联，且通过方向控制阀与气动马达连接，气动马达的转子与发电机的转子连接，通过踩踏毯面，活塞杆推动气缸组件缸体内的活塞往复运动，以一定压力的气体驱动气动马达转子旋转，从而带动发电机转子旋转，产生电能。

优选的，所述气缸组件的有杆腔和无杆腔均设置有一通孔，所述气缸组件的无杆腔的通孔与金属气管连接，且无杆腔的通孔与金属气管之间设置有单向流通反向截止的单向阀。

优选的，所述缸体内的活塞的端面设置有通孔，在活塞的端面的通孔内，且由有杆腔向无杆腔方向设置有单向流通反向截止的单向阀。

优选的，所述气缸组件的活塞杆的外端部设置有轴承，所述气缸组件的活塞杆的外端部通过轴承与毯面接触。

优选的，在所述毯面和层板之间间隔设置有若干个弹簧，所述弹簧一端与层板固连，另一端与活塞杆的外端部或者毯面连接。

优选的，还包括用于储存气压能的蓄能器，所述蓄能器设置于安装板和底板之间，且与金属气管连接。

优选的，还包括用于储存电能的蓄电池，所述蓄电池与发电机连接。

优选的，所述方向控制阀为二位四通电磁换向阀。

本实用新型的有益效果在于：

本设计其结构设计新颖，整体结构简单，成本低廉，易于实现；其通过踩踏毯面，设置在毯面下方的气缸组件内的活塞杆及活塞在缸体内运动，输出一定气压驱动气动马达旋转，从而带动发电机旋转，产生电能。通过设置多个气缸组件，即可提高发电效率，增大发电功率，应用于商场等人流量较大的场所，可以对场所内的用电设备供电，节约能源。

附图说明

图1为本实用新型的总体结构示意图；

图2为本实用新型中的气缸组件的结构示意图；

图3为本实用新型中的气压传动系统原理示意图；

图中：1.底板；2.安装板；3.金属气管；4.气缸组件；5.弹簧；6.毯面；7.方向控制阀；8.气动马达；9.发电机；10.蓄能器；11.层板；41.缸体；42.活塞杆；43.轴承；44.通孔；45.单向阀；46.活塞；47.有杆腔；48.无杆腔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：

实施例1：一种发电地毯，参见图1至图3；它包括依下而上间隔设置的底板1、安装板2、层板11和毯面6，底板1、安装板2、层板11均可采用铝合金材料制成，毯面6由一定弹性的塑料材料制成，在毯面6上方可铺盖毛毯，安装板2和层板11之间横向间隔设置有若干个气缸组件4、方向控制阀7、气动马达8和发电机9，方向控制阀7为二位四通电磁换向阀，二位四通电磁换向阀的滑阀机能为“P”型，气缸组件4以单杆活塞缸作为改进，气缸组件4包括缸体41、活塞46及活塞杆42，活塞46与活塞杆42垂直设置，活塞46设置于缸体41内，并将缸体41分隔成有杆腔47和无杆腔48，所述层板11上设置有若干个通孔，气缸组件4的活塞杆42穿过层板11上的通孔与毯面6接触，若干个气缸组件4的输出端并联，优选地，气缸组件4之间的间隔距离以150～250mm内为宜，且通过方向控制阀7与气动马达8连接，气动马达8的转子与发电机9的转子连接，通过踩踏毯面6，活塞杆42推动气缸组件4内的活塞46往复直线运动，以一定压力的气体驱动气动马达8转子旋转，从而带动发电机9转子旋转，产生电能。

需要说明的是：气缸组件4以单杆活塞缸作为改进，单杆活塞缸为现有技术，二位四通电磁换向阀也是现有技术。

进一步的，气缸组件4的有杆腔47和无杆腔48均设置有一通孔44，气缸组件4的无杆腔48的通孔与金属气管3连接，金属气管3为铝材料制成的管道通路，且无杆腔48的通孔与金属气管3之间设置有单向流通反向截止的单向阀45，即使具有一定压力的气体单向流向金属气管3。

进一步的，缸体41内的活塞46的端面设置有通孔，通孔的数量为1～2个，在活塞46的端面的通孔内，且由有杆腔47向无杆腔48方向设置有单向流通反向截止的单向阀45，这样设置，当活塞46在缸体41内由有杆腔47向无杆腔48方向运动时，有杆腔47空间增大，处于吸气状态，从有杆腔47的通气通孔吸入，同时，无杆腔48空间减小，无杆腔48内压力增大，处于压气状态，通过无杆腔48的通孔向金属气管3压出气体；当活塞46在缸体41内由无杆腔48向有杆腔47方向运动时，有杆腔47的空间减小，气体从有杆腔47的通气通孔44排出，无杆腔48的空间增大，压力减小，形成负压，此时活塞46上设置的单向阀45打开，从有杆腔47内吸入气体，如果活塞46处没有设置单向阀45，气缸组件4将无法工作。

进一步的，气缸组件4的活塞杆42的外端部设置有轴承43，优选的，所述轴承43采用深沟球轴承，气缸组件4的活塞杆42的外端部通过轴承43与毯面6接触，当毯面6下压时，毯面6与轴承43形成滚动摩擦，有利于活塞杆42的移动，如果活塞杆42的外端部没有设置轴承43，活塞杆42与毯面6的摩擦力较大，不利于气缸组件4的高效工作。

进一步的，在毯面6和层板11之间间隔设置有若干个弹簧5，弹簧5采用压缩弹簧，弹簧5一端与层板11固连，另一端与活塞杆42的外端部或者毯面6固定连接，具体地，毯面6和层板11之间横向每隔150～250mm的距离设置弹簧5，这样设置，更有利于对毯面6的支撑；气缸组件4可根据需求量设定数量，气缸组件4间隔设置，活塞杆42可穿过弹簧5的中间的空心与毯面6接触，此时，弹簧5的一端与层板11固定连接，另一端与活塞杆42的外端部固定连接，这样设置便于活塞杆42自动复位。

进一步的，还包括用于储存气压能的蓄能器10，蓄能器10设置于安装板2和底板1之间，且与金属气管3连接，当气管组件4压出的气体进入金属气管3，蓄能器10进行蓄能，并可以对气压起到稳压保压的作用，电磁换向阀的阀芯换向右位时，气动马达8的连接方式变为差动连接，差动连接是指气动马达8的出气口与进气口相连，差动连接方式具有提高气动马达8转子转速的作用，同时蓄能器10进行补压，以增大气动马达8转子的转速及转矩。

需要说明的是：上述蓄能器10、电磁换向阀、以及换向阀与气动马达8的连接方式皆为现有技术，本领域技术人员应当知晓。

进一步的，还包括用于储存电能的蓄电池(附图中未示出)蓄电池与发电机9电性连接。

本设计在使用中，如图1所示，本装置可以放在大型室内商场、车站等人流量较多的场所，当行人踩踏毯面6，层板11与毯面6间的弹簧5被压缩，活塞杆42向下运动带动活塞46在缸体41内由有杆腔47向无杆腔48运动，无杆腔48内压力增大，将一定压力的气体压入金属气管3，由于设置多个气缸组件4，并且多个气缸组件4并联，多个气缸组件4产生的气体经换向阀进入气动马达8，气动马达8转子旋转带动发电机9转子旋转，产生电能并由蓄电池进行储存电能。

本设计结构新颖，成本低廉，易于实现，可以对场所内的用电设备供电，节约能源。

本实用新型的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本实用新型的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本实用新型的精神，都在本实用新型的保护范围内。