一种基于双向机械式整流装置的发电地砖

1.本发明涉及发电设备领域，具体是一种基于双向机械式整流装置的发电地砖。


背景技术：

2.近年来，随着电子信息技术以及物联网的快速发展，小型电子设备数量不断上升，尤其是在人口密集的公共场所，如市中心、商业街等，其分布密度往往较大。但伴随着公共场所小型用电设备数量上的增长，其供电电源不足的问题也逐渐暴露出来；针对上述问题，国外学者提出了发电地砖的构想并进行了相关研究。发电地砖旨在利用公共场所人流量大的特点，将人体行走时产生的一部分生物动能回收转化为电能，并为周围的小型用电设备进行供电，从而为用电设备提供一个全新的可再生能源，并最终达到节能减排的目的。
3.现有的发电地砖主要可分为三类：压电式、液压式以及机械电磁式，其中机械电磁式发电地砖是一种直接将人体行走的生物动能通过一定的机械结构传递给电机从而带动电机旋转发电的地砖，但是现有的机械电磁式发电地砖在发电时电机的转轴是在两个方向上反复转动的，因此对电机产生的电能进行存储时还需要增加一个整流电路，而增加整流电路就会存在电能损耗的问题，会降低电能的回收率。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种基于双向机械式整流装置的发电地砖，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种基于双向机械式整流装置的发电地砖，包括底板和顶板，所述底板和顶板之间固定连接有若干支撑腿，所述支撑腿具有伸缩功能，所述支撑腿的外部套设有复位弹簧，所述底板的上端固定连接有传动装置，所述顶板的下端固定连接有齿条。
7.作为本发明进一步的方案，所述支撑腿包括下支撑柱和上支撑柱，所述下支撑柱固定在底板的上端，所述上支撑柱固定在顶板的下端，所述上支撑柱的下端固定连接有插杆，所述下支撑柱的上端开设有滑孔，所述插杆插设在滑孔内。
8.作为本发明再进一步的方案，所述传动装置包括电机，所述电机固定在底板的上端，所述电机的输出轴上设有增速箱。
9.作为本发明再进一步的方案，所述增速箱远离电机的一端连接有输入轴，所述输入轴远离增速箱的一端固定连接有传输齿轮，所述传输齿轮远离增速箱的一侧设有转动杆，所述转动杆的前后两端均活动连接有第一固定耳，所述转动杆的外壁上活动连接有第一锥齿轮和第二锥齿轮，所述第一锥齿轮和第二锥齿轮均与传输齿轮啮合，所述第一锥齿轮的内部固定连接有第一单向轴承，所述第一锥齿轮通过第一单向轴承与转动杆连接，所述第二锥齿轮内部固定连接有第二单向轴承，所述第二锥齿轮通过第二单向轴承与转动杆连接。
10.作为本发明再进一步的方案，所述第一单向轴承与第二单向轴承的安装方向相
反。
11.作为本发明再进一步的方案，所述转动杆的外壁上位于第二锥齿轮的前侧套设有动力齿轮，所述齿条与动力齿轮啮合。
12.作为本发明再进一步的方案，所述底板上位于动力齿轮的左侧固定连接有限位块，所述齿条插设在限位块内，且所述齿条与限位块滑动连接。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
14.本发明，当行人踩到顶板时，顶板会带动齿条向下移动，齿条下移时会通过动力齿轮带动转动杆转动，而此时第二单向轴承处于锁死状态，第一单向轴承处于可转动状态，转动杆转动会带动第二锥齿轮转动，第二锥齿轮转动时会通过传输齿轮带动电机转动，从而通过电机进行发电，当行人离开顶板时，顶板在复位弹簧的作用下会带动齿条向上移动，齿条向上移动时会通过动力齿轮带动转动杆反转，转动杆反转时第一单向轴承会处于锁死状态，第二单向轴承处于可转动状态，此时转动杆会带动第一锥齿轮转动，第一锥齿轮会带动传输齿轮转动，从而使电机发电，而第一锥齿轮带动传输齿轮转动的方向与第二锥齿轮带动传输齿轮转动的方向相同，通过此种方式可使顶板在下移和上移动过程中都能带动电机的输出轴向一个方向转动，通过此种方式在存储电能时无需在添加整流电路，从而减少了在对电能进行存储时带来的电能损耗。
附图说明
15.图1为一种基于双向机械式整流装置的发电地砖的结构示意图。
16.图2为一种基于双向机械式整流装置的发电地砖的前视图。
17.图3为一种基于双向机械式整流装置的发电地砖的拆分图。
18.图4为一种基于双向机械式整流装置的发电地砖中传动装置的示意图。
19.图5为一种基于双向机械式整流装置的发电地砖中传动结构的拆分图。
20.图中：1、底板；2、顶板；3、下支撑柱；4、上支撑柱；5、复位弹簧；6、第一固定耳；7、转动杆；8、动力齿轮；9、第一锥齿轮；10、第二锥齿轮；11、第一单向轴承；12、第二单向轴承；13、限位块；14、齿条；15、传输齿轮；16、第二固定耳；17、增速箱；18、电机；19、第三固定耳；400、插杆。
具体实施方式
21.实施例一：
22.请参阅图1～2，本发明实施例中，一种基于双向机械式整流装置的发电地砖，包括底板1和顶板2，底板1和顶板2的长度和宽度均相同，底板1的尺寸为40cm*40cm，底板1和顶板2之间固定连接有若干支撑腿，支撑腿的数量设置为四个，四个支撑腿均匀的分布在底板1的四个拐角处，支撑腿具有伸缩功能，支撑腿的外部套设有复位弹簧5，支撑腿的行程为10mm，即支撑腿能被下压的最大距离为10mm，支撑腿包括下支撑柱3和上支撑柱4，下支撑柱3固定在底板1的上端，上支撑柱4固定在顶板2的下端，下支撑柱3和上支撑柱4相互对应，上支撑柱4的下端固定连接有插杆400，下支撑柱3的上端开设有滑孔，滑孔与插杆400对应，插杆400插设在滑孔内，且插杆400与下支撑柱3滑动连接，底板1的上端固定连接有传动装置，顶板2的下端固定连接有齿条14。
23.实施例二：
24.请参阅图3-5，结合实施例1的基础，传动装置包括电机18，电机18固定在底板1的上端，电机18的外部套设有第三固定耳19，第三固定耳19通过螺栓与底板1连接，电机18的输出轴上设有增速箱17，增速箱17远离电机18的一端连接有输入轴，输入轴的外部套设有第二固定耳16，输入轴与第二固定耳16转动连接，第二固定耳16通过螺栓与底板1连接，输入轴远离增速箱17的一端固定连接有传输齿轮15，传输齿轮15远离增速箱17的一侧设有转动杆7，转动杆7的前后两端均活动连接有第一固定耳6，转动杆7分别与第一固定耳6转动连接，第一固定耳6通过螺栓与底板1连接，转动杆7的外壁上活动连接有第一锥齿轮9和第二锥齿轮10，第一锥齿轮9和第二锥齿轮10均与传输齿轮15啮合，第一锥齿轮9位于传输齿轮15的后端，第二锥齿轮10位于传输齿轮15的前端，第一锥齿轮9的内部固定连接有第一单向轴承11，第一锥齿轮9通过第一单向轴承11与转动杆7连接，第二锥齿轮10内部固定连接有第二单向轴承12，第二锥齿轮10通过第二单向轴承12与转动杆7连接，第一锥齿轮9的后端开设有安装槽，第一单向轴承11安装在第一锥齿轮9后端的安装槽内，第二锥齿轮10的前端也开设有安装槽，第二单向轴承12安装在第二锥齿轮10前端的安装槽内，第一单向轴承11与第二单向轴承12的安装方向相反，转动杆7的外壁上位于第二锥齿轮10的前侧套设有动力齿轮8，齿条14与动力齿轮8啮合，底板1上位于动力齿轮8的左侧固定连接有限位块13，齿条14插设在限位块13内，且齿条14与限位块13滑动连接，限位块13靠近动力齿轮8的一端开设有滑槽，齿条14位于滑槽内，通过限位块13可对齿条14进行限位，避免齿条14在工作过程中发生偏移。
25.本发明的工作原理是：
26.本发明使用前将多个发电地砖安装到指定的位置，然后将发电地板砖与存电设备连接(存电设备可以是蓄电池或者其他可以存储电能的装置)，当行人踩到顶板2时，顶板2会带动齿条14向下移动，齿条14下移时会带动动力齿轮8转动，动力齿轮8转动时会带动转动杆7转动，而此时第二单向轴承12处于锁死状态(由于第一单向轴承11与第二单向轴承12的装方向相反，当第二单向轴承12处于锁死状态的情况下第一单向轴承11就处于可转动的状态)，第一单向轴承11处于可转动状态，第二单向轴承12处于锁死状态时会跟随转动杆7一起转动，第二单向轴承12跟随转动杆7转动时会带动第二锥齿轮10转动，第二锥齿轮10转动时会带动传输齿轮15转动，传输齿轮15转动时会通过输入轴带动电机18转动，从而通过电机18进行发电，传输齿轮15转动时还会带动第一锥齿轮9转动，由于此时第一单向轴承11处于可转动状态，因此当第一锥齿轮9转动时会带动第一单向轴承11在转动杆7上转动，从而避免第一锥齿轮9影响第二锥齿轮10转动，当行人离开顶板2时，顶板2在复位弹簧5的作用下会带动齿条14向上移动，齿条14向上移动时会通过动力齿轮8带动转动杆7反转，转动杆7反转时第一单向轴承11会处于锁死状态，第二单向轴承12处于可转动状态，此时转动杆7会带动第一锥齿轮9转动，第一锥齿轮9会带动传输齿轮15转动，从而使电机18发电，而第一锥齿轮9带动传输齿轮15转动的方向与第二锥齿轮10带动传输齿轮15转动的方向相同，通过此种方式可使顶板2在下移和上移动过程中都能带动电机18的输出轴向一个方向转动。