自发电发光头盔的制作方法
【专利摘要】本实用新型提出了一种自发电发光头盔，包括：头盔本体；设置于头盔本体内的输出接口和发光器件；设置于头盔本体上的风能发电器件，风能发电器件在风力作用下发生形变时，输出电能；设置于头盔本体内的储能模块，以对风能发电器件输出的电能进行存储；开关模块，用于控制储能模块为发光器件供电和/或通过输出接口输出电能。该头盔可以利用骑行过程中的风能发电，从而为发光器件供电，有效地保证用户骑行安全，并且能够将电能输出给移动设备使用，提高了清洁能源的利用率，具有结构简单、使用方便、能源利用率高、成本低和环保等优点。
【专利说明】
自发电发光头盔
技术领域
[0001]本实用新型涉及人体防护装备技术领域，特别涉及一种自发电发光头盔。
【背景技术】
[0002]头盔是人们在骑行过程中的常用防护装备，在骑行过程中会产生风力，但是风能作为一种清洁能源易被人们忽略而浪费。因此，通过头盔将骑行过程中产生的风能收集起来将在一定程度上为骑行的人们提供必要的电力需求。另外，在视线比较受限的环境中，例如在大雾环境下或夜间骑行时，由于骑行速度慢，目标小，不易被发现，导致骑行存在一定的危险性。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0004]为此，本实用新型的目的在于提出一种自发电发光头盔，该头盔可以提高清洁能源的利用率，保证骑行安全，简单易实现。
[0005]为达到上述目的，本实用新型提出了一种自发电发光头盔，包括:
[0006]头盔本体；
[0007]设置于所述头盔本体内的输出接口和发光器件；
[0008]设置于所述头盔本体上的风能发电器件，所述风能发电器件在风力作用下发生形变时，输出电能；
[0009]设置于所述头盔本体内的储能模块，所述储能模块与所述风能发电器件相连，以对所述风能发电器件输出的电能进行存储；以及
[0010]开关模块，所述开关模块分别与所述储能模块、所述输出接口和发光器件相连，以控制所述储能模块为所述发光器件供电和/或通过所述输出接口输出电能。
[0011 ]进一步地，所述储能模块包括:
[0012]整流电路，所述整流电路的输入端与所述风能发电器件相连；
[0013]滤波电路，所述滤波电路的输入端与所述整流电路的输出端相连；
[0014]稳压电路，所述稳压电路的输入端与所述滤波电路的输出端相连；
[0015]变压电路，所述变压电路的输入端与所述稳压电路的输出端相连；以及
[0016]储能元件，所述储能元件的输入端与所述变压电路的输出端相连，所述储能元件的输出端分别与所述输出接口和发光器件相连。
[0017]进一步地，所述自发电发光头盔还包括:
[0018]太阳能发电器件，所述太阳能发电器件与所述储能元件相连，以采集太阳能进而输出电能至所述储能元件。
[0019]可选地，所述风能发电器件包括至少一个摩擦发电机和/或至少一个压电发电机。
[0020]进一步地，当所述风能发电器件包括所述至少一个摩擦发电机时，还包括:
[0021]设置于所述头盔本体上的风道，其中，所述摩擦发电机设置于所述风道上。
[0022]进一步地，所述摩擦发电机包括:
[0023 ]第一发电部件，所述第一发电部件设置于所述风道的内壁表面上；
[0024]第二发电部件，所述第二发电部件的一端位于进风口且固定，所述第二发电部件的另一端位于出风口且活动。
[0025]进一步地，所述风道包括:
[0026]风道本体；
[0027]设置于所述风道本体的一端上的进风口格栅；
[0028]设置于所述风道本体的另一端上的出风口格栅。
[0029]进一步地，所述摩擦发电机的类型包括三层结构摩擦发电机、四层结构摩擦发电机或五层结构摩擦发电机中的一种或多种。
[0030]进一步地，所述摩擦发电机至少包含构成摩擦界面的两个表面，并且所述摩擦发电机至少具有构成信号输出端的两个电极。
[0031]进一步地，所述构成摩擦界面的两个表面中的至少一个表面上设有微纳结构。
[0032]根据本实用新型提出的自发电发光头盔，通过风能发电器件发生形变产生电能，进而对电能进行处理，并且可以通过太阳能发电器件采集太阳能，从而有效利用骑行时的风能和太阳能，实现对储能模块充电，提高了清洁能源的利用率，具有结构简单、使用方便、能源利用率高、成本低和环保等优点，以及将存储的电能供给发光器件发光或输出给移动设备使用，不但起到警示作用，有效地保证用户骑行安全，而且方便用户，简单易实现。
[0033]本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
【附图说明】
[0034]本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0035]图1为根据本实用新型一个实施例一的自发电发光头盔的结构示意图；
[0036]图2为根据本实用新型一个实施例一的自发电发光头盔的功能模块示意图；
[0037]图3为根据本实用新型一个实施例一的储能模块的结构示意图；
[0038]图4为根据本实用新型一个实施例二的自发电发光头盔的结构示意图；
[0039]图5为根据本实用新型一个实施例二的具有自由端的风力发电机示意图。
【具体实施方式】
[0040]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0041]下面参照附图对本实用新型实施例的自发电发光头盔进行详细描述。图1为根据本实用新型实施例一的自发电发光头盔的结构示意图。该头盔包括:头盔本体1、输出接口
2、发光器件3、风能发电器件4、储能模块5和开关模块6。
[0042]其中，结合图1和图2所示，输出接口2和发光器件3设置于头盔本体I内。风能发电器件4设置于头盔本体I上，风能发电器件4在风力作用下发生形变时，输出电能。储能模块5设置于头盔本体I内，储能模块5与风能发电器件4相连，以对风能发电器件4输出的电能进行存储。开关模块6分别与储能模块5、输出接口 2和发光器件3相连，以控制储能模块5为发光器件3供电和/或通过输出接口 2输出电能。本实用新型实施例的头盔可以利用骑行过程中的风能发电，从而为发光器件3供电，有效地保证用户骑行安全，并且能够将电能输出给移动设备使用，提高了清洁能源的利用率，具有结构简单、使用方便、能源利用率高、成本低和环保等优点。
[0043]举例而言，如图1所示，头盔本体I可以为现有技术中的头盔，本领域技术人员可根据需要进行选择，此处不做限定。风能发电器件4可以设置在头盔本体I的正面表面。储能模块5、开关模块6和输出接口2均可以嵌入头盔本体I内，其中，开关模块6可以位于头盔本体I侧面靠下的位置，以便于用户操作。发光器件3可以采用嵌入或表贴的方式设置。
[0044]具体而言，开关模块6与储能模块5相连，开关模块6用于控制储能模块5为发光器件3供电或将电能由输出接口 2输出。输出接口 2用于输出电能给移动设备使用。发光器件3可以有很多种选择，例如选用普通发光二极管、高亮度发光二极管、超高亮度发光二极管，以及其它可用于发光的器件等，发光器件3可以选用多种颜色。另外，储能模块5可以采用可拆卸的方式设置，从而便于电能的灵活使用。
[0045]进一步地，在本实用新型的一个实施例中，如图3所示，储能模块5包括:整流电路51、滤波电路52、稳压电路53、变压电路54和储能元件55。
[0046]其中，整流电路51的输入端与风能发电器件4相连。滤波电路52的输入端与整流电路51的输出端相连。稳压电路53的输入端与滤波电路52的输出端相连。变压电路54的输入端与稳压电路53的输出端相连。储能元件55的输入端与变压电路54的输出端相连，储能元件55的输出端分别与输出接口 2和发光器件3相连。
[0047]具体而言，储能模块5与风能发电器件4相连，储能模块5用于对风能发电器件4产生的电能进行存储并向用电器件供电。其中，整流电路51用于将风能发电器件4产生的交流的脉冲电流转换为单相脉动的直流电;滤波电路52用于将整流电路51输出的单相脉动的直流电进行滤波处理;稳压电路53用于将滤波电路52输出的滤除杂波干扰后的直流电进行稳压;变压电路54将稳压电路53输出的直流电进行变压;储能元件55用于将变压电路54输出的直流电进行存储。
[0048]可选地，在本实用新型的实施例中，储能元件55可以为锂电池、镍氢电池、超级电容等储能元件。也可以理解为，储能元件55可以包括锂电池、镍氢电池、超级电容等储能元件中的一个或多个。
[0049]另外，在本实用新型的一个实施例中，本实用新型实施例的头盔还可以包括:太阳能发电器件(图中未具体标识)。其中，太阳能发电器件与储能元件55相连，以采集太阳能进而输出电能至储能元件55。
[0050]具体而言，在本实用新型的实施例中，还可以在头盔表面设置太阳能发电器件，从而可以同时利用风能和太阳能发电。太阳能发电器件可以为太阳能电池板或薄膜太阳能电池等。需要说明的是，由于太阳能发电器件采集太阳能而产生的电能为直流电，因此可直接由储能模块5所包括的储能元件55存储，而不需要其它的预处理操作。
[0051]在本实用新型的一个具体实施例中，风能发电器件4可以包括至少一个摩擦发电机和/或至少一个压电发电机。其中，摩擦发电机可以为采用三层、四层或五层结构，压电发电机可以为氧化锌、PZT、PVDF等压电材料制作的压电发电机。风能发电器件4可以将骑行过程中风在其表面的作用力转换为交流的脉冲电流输出。
[0052]其中，在本实用新型的一个实施例中，摩擦发电机的类型包括三层结构摩擦发电机、四层结构摩擦发电机或五层结构摩擦发电机中的一种或多种，摩擦发电机至少包含构成摩擦界面的两个表面，并且摩擦发电机至少具有构成信号输出端的两个电极，可选地，构成摩擦界面的两个表面中的至少一个表面上设有微纳结构，本实施例对此不作具体限定，举例说明如下:
[0053]作为一个示例，三层结构摩擦发电机包括:依次层叠设置的第一电极层，第一高分子聚合物绝缘层以及摩擦电极层。其中，第一高分子聚合物绝缘层与摩擦电极层相对的两个表面构成摩擦界面;第一电极层和摩擦电极层为摩擦发电机的输出端;可选地，第一高分子聚合物绝缘层和摩擦电极层相对设置的两个面中的至少一个面上设置有微纳结构。
[0054]作为一个示例，四层结构的摩擦发电机包括:依次层叠设置的第一电极层、第一高分子聚合物绝缘层、第二高分子聚合物绝缘层以及第二电极层。其中，第一高分子聚合物绝缘层与第二高分子聚合物绝缘层相对的两个表面构成摩擦界面;第一电极层和第二电极层为摩擦发电机的输出端。可选地，第一高分子聚合物绝缘层和第二高分子聚合物绝缘层相对设置的两个面中的至少一个面上设置有微纳结构。
[0055]作为一个示例，五层结构的摩擦发电机包括:依次层叠设置的第一电极层、第一高分子聚合物绝缘层、居间薄膜层、第二高分子聚合物绝缘层以及第二电极层。其中，第一高分子聚合物绝缘层与居间薄膜层和/或第二高分子聚合物绝缘层与居间薄膜层相对的两个表面构成摩擦界面。可选地，第一高分子聚合物绝缘层与居间薄膜层和/或第二高分子聚合物绝缘层与居间薄膜层相对设置的两个表面中的至少一个面上设置有微纳结构。
[0056]作为另一个示例，五层结构的摩擦发电机包括:依次层叠设置的第一电极层、第一高分子聚合物绝缘层、居间电极层、第二高分子聚合物绝缘层以及第二电极层。其中，第一高分子聚合物绝缘层与居间电极层和/或第二高分子聚合物绝缘层与居间电极层相对的两个表面构成摩擦界面。可选地，第一高分子聚合物绝缘层与居间电极层和/或第二高分子聚合物绝缘层与居间电极层相对设置的两个表面中的至少一个面上设置有微纳结构。
[0057]下面对实施例一的自发电发光头盔的工作原理进行详细的介绍。
[0058]佩戴者在骑行过程中的风力作用在位于头盔正面表面的摩擦发电机或压电发电机，摩擦发电机或压电发电机将风在其表面的作用力转换为交流的脉冲电流进行输出，储能模块5将交流的脉冲电流进行处理后存储，通过开关模块6的切换，可将电能输出给发光器件3发光或通过输出接口2输出。发光器件3发光使佩戴者在骑行时目标更明显，起到安全警示作用，而电能通过输出接口2输出，则可为移动设备提供必要的电能。
[0059]图4为根据本实用新型一个实施例二的自发电发光头盔的结构示意图。如图4所示，本实用新型实施例的头盔与实施例一的不同点在于，还包括:风道7。其中，风道7设置于头盔本体I上。
[0060]在本实用新型的一个实施例中，当风能发电器件4包括至少一个摩擦发电机时，风道7可以设置在头盔本体I的顶端，至少一个摩擦发电机设置于风道7上，即风能发电器件4设置在风道内。[0061 ]进一步地，在本实用新型的一个实施例中，风道7包括:风道本体71、进风口格栅72和出风口格栅73。其中，至少一个摩擦发电机可以设置于风道本体71上。进风口格栅72设置于风道本体71的一端上。出风口格栅73设置于风道本体71的另一端上。进风口格栅72和出风口格栅73可以用于阻挡异物。
[0062]其中，在本实用新型的一个实施例中，至少一个摩擦发电机包括:第一发电部件41和第二发电部件42。第一发电部件41设置于风道7的内壁表面上;第二发电部件42的一端位于进风口且固定，第二发电部件42的另一端位于出风口且活动。
[0063]具体地，风能发电器件4包括至少一个摩擦发电机。如图5所示，摩擦发电机具体包括第一发电部件41和第二发电部件42，第一发电部件41可以设置于风道7的全部或部分内壁表面;第二发电部件42位于进风口的一端与第一发电部件41位于进风口的一端固定，另一端为自由端，第二发电部件42的覆盖的面积与第一发电部件41对应。第一发电部件41和第二发电部件42之间留有间隙，第一发电部件41与第二发电部件42的相对面构成摩擦发电机摩擦界面的两个表面并且至少一个表面上设有微纳结构，第一发电部件41与第二发电部件42包含构成信号输出端的两个电极。
[0064]在本实用新型的实施例中，当风进入风道7时，第二发电部件42随风飘动并与第一发电部件41不断地接触分离，从而产生感应电荷，进而将风力转换为交流的脉冲电流输出。另外，本实用新型实施例的输出接口 2、发光器件3、储能模块5和开关模块6的设置方式和功能与实施例一相同，为减少冗余，此处不再赘述。
[0065]根据本实用新型提出的自发电发光头盔，通过风能发电器件发生形变产生脉冲电流，进而对脉冲电流进行处理，并且可以通过太阳能发电器件采集太阳能，从而有效利用骑行时的风能和太阳能，实现对储能模块充电，提高了清洁能源的利用率，具有结构简单、使用方便、能源利用率高、成本低和环保等优点，以及将存储的电能供给发光器件发光或输出给移动设备使用，不但起到警示作用，有效地保证用户骑行安全，而且方便用户，简单易实现。
[0066]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0067]在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0068]在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0069]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0070]尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
【主权项】
1.一种自发电发光头盔，其特征在于，包括: 头盔本体； 设置于所述头盔本体内的输出接口和发光器件； 设置于所述头盔本体上的风能发电器件，所述风能发电器件在风力作用下发生形变时，输出电能； 设置于所述头盔本体内的储能模块，所述储能模块与所述风能发电器件相连，以对所述风能发电器件输出的电能进行存储；以及 开关模块，所述开关模块分别与所述储能模块、所述输出接口和发光器件相连，以控制所述储能模块为所述发光器件供电和/或通过所述输出接口输出电能。2.根据权利要求1所述的自发电发光头盔，其特征在于，所述储能模块包括: 整流电路，所述整流电路的输入端与所述风能发电器件相连； 滤波电路，所述滤波电路的输入端与所述整流电路的输出端相连； 稳压电路，所述稳压电路的输入端与所述滤波电路的输出端相连； 变压电路，所述变压电路的输入端与所述稳压电路的输出端相连；以及储能元件，所述储能元件的输入端与所述变压电路的输出端相连，所述储能元件的输出端分别与所述输出接口和发光器件相连。3.根据权利要求2所述的自发电发光头盔，其特征在于，还包括: 太阳能发电器件，所述太阳能发电器件与所述储能元件相连，以采集太阳能进而输出电能至所述储能元件。4.根据权利要求1所述的自发电发光头盔，其特征在于，所述风能发电器件包括至少一个摩擦发电机和/或至少一个压电发电机。5.根据权利要求4所述的自发电发光头盔，其特征在于，当所述风能发电器件包括所述至少一个摩擦发电机时，还包括: 设置于所述头盔本体上的风道，其中，所述至少一个摩擦发电机设置于所述风道上。6.根据权利要求5所述的自发电发光头盔，其特征在于，所述摩擦发电机包括: 第一发电部件，所述第一发电部件设置于所述风道的内壁表面上； 第二发电部件，所述第二发电部件的一端位于进风口且固定，所述第二发电部件的另一端位于出风口且活动。7.根据权利要求5所述的自发电发光头盔，其特征在于，所述风道包括: 风道本体； 设置于所述风道本体的一端上的进风口格栅； 设置于所述风道本体的另一端上的出风口格栅。8.根据权利要求4所述的自发电发光头盔，其特征在于，所述摩擦发电机的类型包括三层结构摩擦发电机、四层结构摩擦发电机或五层结构摩擦发电机中的一种或多种。9.根据权利要求4所述的自发电发光头盔，其特征在于，所述摩擦发电机至少包含构成摩擦界面的两个表面，并且所述摩擦发电机至少具有构成信号输出端的两个电极。10.根据权利要求9所述的自发电发光头盔，其特征在于，所述构成摩擦界面的两个表面中的至少一个表面上设有微纳结构。
【文档编号】A42B3/04GK205624683SQ201620313101
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年4月14日
【发明人】徐传毅
【申请人】纳智源科技（唐山）有限责任公司