专利名称：一种利用行人发电的电磁感应地砖的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种地砖，特别是一种利用行人发电的电磁感应地砖，属于节能环保领域。
背景技术：
随着人们节能环保意识的不断增强，一种利用行人发电的地砖将会受到人们的普遍欢迎，目前存在的发电地砖要么结构复杂不易制造，要么采用压电材料，造价较高，而且性能单一，仅有发电功能，因此发明结构简单、成本低廉、发电效率高，且集成发电、照明等功能的一种利用行人发电的地砖将有巨大市场前景。因此发明一种发电效率高、造价低廉、可靠性高、实用性强的利用行人发电的电磁感应地砖将具有广阔应用前景。
发明内容本实用新型的目的是提供一种利用行人发电的电磁感应地砖，本地砖内部设计一个固定磁极(S极朝下)和一个活动磁极(N朝上)，并在两磁极之间放置发电线圈板，当行人踩踏地砖时，活动磁极(N朝上)将受力转动，改变通过发电线圈板上的线圈内的磁场，利用电磁感应原理，将行人脚步的动能转换成电能储存在聚合物锂电池中，并将存储的电能用于照明、警报、灯箱广告等低耗能领域；同时本地砖自带LED彩灯、LED照明灯和光敏传感器开关，当有人踩踏地砖时，地砖内部把人踩踏的能量转换为电能的同时其LED彩灯自动点亮；当夜幕来临时，其光敏传感器开关自动接通使LED照明灯点亮直至天明。解决本实用新型的技术方案是如图I和2所示，设计一种利用行人发电的电磁感应地砖，其主体部分由透光地砖I、上护框2和下护箱3组成，上护框2的上表面有阶梯台，阶梯台上安装透光地砖1、下方固定踩踏开关30，护框2的阶梯台与透光地砖I之间安装光敏传感器开关4 ;下护箱3套入上护框2内通过弹簧固定连接，下护箱3的底板有支柱14，支柱上有卡槽，卡槽分别水平固定有LED灯板、锂电池7、固定磁极(S极朝下)9和发电线圈板11 ;下护箱3的底板上固定有护板15，活动磁极(N朝上)11的两边有均有轴，轴穿过护板15上的孔且可以在孔内自由转动；上护框2上的阶梯台底端连接有推杆，推杆末端插入偏心摇块16，活动磁极(N朝上)11的轴穿过护板15后连接到偏心摇块16上；发电线圈板11产生的交流电通过整流后连接锂电池7充电，锂电池7正极和线圈整流后的公共正端共同接入电源稳压系统，电流经过电源稳压系统稳压后，分别连接光敏开关4和踩踏开关30，光敏开关4和踩踏开关30连接有LED灯板。所述下护箱3的底部固定有弹簧下支座10，上护框2的阶梯台下方固定弹簧上支座6，弹簧通过弹簧下支座10和弹簧上支座6固定连接。所述下护箱3的弹簧下支座10和上护框2的阶梯台下方固定的弹簧上支座6均优选为4个。所述下护箱3的底板的支柱优选为4个，四个立柱对应的位置有卡槽，依次为一号卡槽25、二号卡槽26、三号卡槽27、四号卡槽28，一号卡槽25内安装LED灯板，二号卡槽26安装锂电池7,三号卡槽27安装固定磁极(S极朝下)9,四号卡槽28安装发电线圈板11。所述偏心摇块16的结构为偏心摇块16的上面有一个偏心滑槽22 ;安装时，其通过安装在护板15上的孔29内的轴23和N朝上的活动磁极12连接，同时让支柱17穿过偏心滑槽22，并把上凸块18和下凸块19分别固定在偏心摇块16上下表面的支柱17上并保证上凸块18、下凸块19和偏心摇块16之间有一定间隙；利用杠杆原理，当支柱17上下运动的时候，偏心遥块16上的轴23将能在护板15上的孔29内做来回运动，和轴23连接的活动磁极(N朝上)12也将随轴23的转动而左右上下翻转。所述LED灯板5，其上有LED照明灯21和LED彩灯20，其中LED彩灯20布置在LED照明灯21四周，当有人踩踏地砖时，地砖内部把人踩踏的能量转换为电能的同时，踩踏开关30接通，使LED彩灯20自动点亮；当夜幕来临时，其光敏传感器开关4自动接通使LED照明灯21点亮直至天明。所述踩踏开关30由阴极31、阳极35和绝缘材料32组成，如图7所示，阴极31和·绝缘材料32组成一个内部中空的圆柱体，截面为倒U字型，阴极31为上部分，绝缘材料32为下部分，阳极35由两个不同截面直径的圆柱体组成，大的圆柱体置于圆柱体内部，小的置于圆柱体外部，绝缘材料的下端有将大圆柱体卡入圆柱体内部的凸台33;阴极31连接LED灯板5上的彩灯20上，阳极35接入锂电池7提供的电源。当行人人踩踏透光地砖时，踩踏开关随上护框向下运动，使其阳极受到LED灯板的挤压而向上运动和阴极接触让电路导通；当行人踩踏透光地砖完毕后，阳极受重力作用向下移动和阴极分离使电路断开，直至阳极上略大的圆柱形导体碰到绝缘材料上的凸台而不能向下运动为止。如图8所示,所述发电线圈板11上有多个线圈，线圈发电后通过二极管Dl D2n整流之后为锂电池7充电，锂电池7正极和线圈整流后的公共正端共同接入芯片7805，电流经过芯片7805稳压后，供给LED照明灯21和LED彩灯20。所述锂电池7为5V，LED照明灯21和LED彩灯20额定电压也均为5V。所述的光敏传感器开关为市售原件，其由光敏传感器和其他部件组成，当光敏电阻受到一定光照后其电阻减小使光敏开关断开，当光敏电阻受到的光照小于一定照度后其电阻增加使光敏开关接通。所述活动磁极(N朝上)12，是由一块很大的普通磁极板分割为许多小的活动磁极板，安装时每个活动磁极(N朝上)的N极朝上，相应的，每一块活动磁极对应一个偏心摇块16和推杆17。在每个活动磁极(N朝上)两边各有轴，轴穿过护板上的孔连接到偏心摇块上，且轴可以在孔内自由转动；每偏心摇块上有一个偏心滑槽；在上护框上的阶梯台底端连接有许多推杆，每个推杆末端均插入偏心摇块上的偏心滑槽；在偏心摇块的上方和下方分别有一个上凸块和下凸块连接到推杆上。本地砖的工作原理是当透光地砖未被踩压时，活动磁极(N朝上)全在一平面上，此时在固定磁极(S极朝下)和活动磁极(N朝上)之间的发电线圈板上的线圈内通过的磁通量最大；当行人踩踏透光地砖时，由于力的作用，和透光地砖连接的上护框压缩弹簧向下运动，同时和下护框连接的推杆向下运动，并推动偏心摇块旋转，由于活动磁极(N朝上)通过轴连接到偏心摇块上，活动磁极(N朝上)也跟着一起旋转，使得在固定磁极(S极朝下)和活动磁极(N朝上)之间的发电线圈板上的线圈内通过的磁通量逐渐减小；当行人踩踏透光地砖完毕时，由于弹簧回位作用，上护框向上缓慢上升，使推杆向上运动，并带动偏心摇块往相反方向旋转，最终使活动磁极(N朝上)也跟着向相反方向一起旋转,直至活动磁极(N朝上)旋转到同一平面，使得在固定磁极(S极朝下)和活动磁极(N朝上)之间的发电线圈板上的线圈内通过的磁通量逐渐增大；在活动磁极(N朝上)旋转的过程中，通过发电线圈板上的线圈内的磁场不断发生变化，使线圈内产生了电流，电流通过整流电路转换为稳定的直流电流进入锂电池内进行储存或者供给用电原件；当夜幕来临时，光敏传感器开关由于受到的光照减小而自动接通使LED照明灯点亮直至天明光敏传感器开关由于受到的光照增加而自动断开使LED照明灯断开，当行人踩踏透光地砖时，踩踏开关受力使阴极和阳极接通，LED彩灯被点亮直至行人踩踏后透光地砖回到平衡位置后因踩踏开关不在受力使其阴极和阳极断开才熄灭。本实用新型的有益效果是采用超薄设计，其结构紧凑，有发电效率高、制造简单、造价低廉、可靠性高、实用性强等特点，同时其集合了发电、照明等功能，尤其是其自带的LED彩灯设计，给人们带来趣味的同时，还能唤醒人们的环保意识。
图I为本实用新型总体外观示意图；图2为本实用新型的内部视示意图；图3为本实用新型的内部剖视示意图A ;图4为本实用新型的内部剖视示意图B ;图5为本实用新型中LED灯板的安装示意图；图6为本实用新型中下护箱内部结构示意图；图7为本实用新型中偏心摇块的结构及安装图；图8为本实用新型中踩踏传感器原理图；图9为本实用新型中电路简图。图I 8中各标号依次表不透光地砖I、上护框2、下护箱3、光敏传感器开关4、LED灯板5、弹簧上支座6、锂电池7、弹簧8、固定磁极(S极朝下)9、弹簧下支座10、发电线圈板11、活动磁极(N朝上)12、底板13、支柱14、护板15、偏心摇块16、推杆17、上凸块18、下凸块19、LED彩灯20、LED照明灯21、偏心滑槽22、轴23、阶梯台24、一号卡槽25、二号卡槽26、三号卡槽27、四号槽28、孔29、踩踏开关30、阴极31、绝缘材料32、凸台33、凸出部位34、阳极35。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。实施例I :本实用新型的利用行人发电的电磁感应地砖的结构为主体部分由透光地砖I、上护框2和下护箱3组成，上护框2的上表面有阶梯台，阶梯台上安装透光地砖I、下方固定踩踏开关30，护框2的阶梯台与透光地砖I之间安装光敏传感器开关4 ;下护箱3套入上护框2内通过弹簧固定连接，下护箱3的底板有支柱14，支柱上有卡槽，卡槽分别水平固定有LED灯板、锂电池7、S极朝下的固定磁极9和发电线圈板11 ;下护箱3的底板上固定有护板15，N朝上的活动磁极11的两边有均有轴，轴穿过护板15上的孔且可以在孔内自由转动；上护框2上的阶梯台底端连接有推杆，推杆末端插入偏心摇块16，N极朝上的活动磁极11的轴穿过护板15后连接到偏心摇块16上；发电线圈板11产生的交流电通过整流后连接锂电池7充电，锂电池7正极和线圈整流后的公共正端共同接入电源稳压系统，电流经过电源稳压系统稳压后，分别连接光敏开关4和踩踏开关30，光敏开关4和踩踏开关30连接有LED灯板。下护箱3的底部固定有弹簧下支座10，上护框2的阶梯台下方固定弹簧上支座6，弹簧通过弹簧下支座10和弹簧上支座6固定连接。下护箱3的弹簧下支座10和上护框2的阶梯台下方固定的弹簧上支座6均为4个。下护箱3的底板的支柱为4个，四个立柱对应的位置有卡槽,依次为一号卡槽、二号卡槽、三号卡槽、四号卡槽,一号槽内安装LED灯板，二号槽安装锂电池7，三号槽安装S极朝下的固定磁极9，四号槽安装发电线圈板11。偏心摇块16可以是一个长方体部件，其上面有一个偏心滑槽22 ;安装时，其通过安装在护板15上的孔29内的轴23和活动磁极(N朝上)12连接，同时让支柱17穿过偏 心滑槽22，并把上凸块18和下凸块19分别固定在接近偏心摇块16上下表面的支柱17上并保证上凸块18、下凸块19和偏心摇块16之间有一定间隙LED灯板5，其上有LED照明灯21和LED彩灯20，其中LED彩灯20布置在LED照明灯21四周。踩踏开关30由阴极31、阳极35和绝缘材料32组成，阴极31和绝缘材料32组成一个内部中空的圆柱体，截面为倒U字型，阴极31为上部分，绝缘材料32为下部分，阳极35由两个不同截面直径的圆柱体组成，大的圆柱体置于圆柱体内部，小的置于圆柱体外部，绝缘材料的下端有将大圆柱体卡入圆柱体内部的凸台33 ;阴极31连接LED灯板5上的彩灯20上，阳极35接入锂电池7提供的电源。发电线圈板11上有8个线圈，线圈发电后通过二极管Dl D2n整流之后为锂电池7充电，锂电池7正极和线圈整流后的公共正端共同接入芯片7805，电流经过芯片7805稳压后，供给LED照明灯21和LED彩灯20。N极朝上的活动磁极12由多块活动磁极板组成，相应的，每一块活动磁极对应一个偏心摇块16和推杆17。实施例2 :本实用新型的利用行人发电的电磁感应地砖的结构为主体部分由透光地砖I、上护框2和下护箱3组成，上护框2的上表面有阶梯台，阶梯台上安装透光地砖I、下方固定踩踏开关30，护框2的阶梯台与透光地砖I之间安装光敏传感器开关4 ;下护箱3套入上护框2内通过弹簧固定连接，下护箱3的底板有支柱14，支柱上有卡槽，卡槽分别水平固定有LED灯板、锂电池7、S极朝下的固定磁极9和发电线圈板11 ;下护箱3的底板上固定有护板15，N朝上的活动磁极11的两边有均有轴，轴穿过护板15上的孔且可以在孔内自由转动；上护框2上的阶梯台底端连接有推杆，推杆末端插入偏心摇块16，N极朝上的活动磁极11的轴穿过护板15后连接到偏心摇块16上；发电线圈板11产生的交流电通过整流后连接锂电池7充电，锂电池7正极和线圈整流后的公共正端共同接入电源稳压系统，电流经过电源稳压系统稳压后，分别连接光敏开关4和踩踏开关30，光敏开关4和踩踏开关30连接有LED灯板。下护箱3的底部固定有弹簧下支座10，上护框2的阶梯台下方固定弹簧上支座6，弹簧通过弹簧下支座10和弹簧上支座6固定连接。下护箱3的弹簧下支座10和上护框2的阶梯台下方固定的弹簧上支座6均为4个。下护箱3的底板的支柱为4个，四个立柱对应的位置有卡槽,依次为一号卡槽、二号卡槽、三号卡槽、四号卡槽,一号槽内安装LED灯板，二号槽安装锂电池7，三号槽安装S极朝下的固定磁极9，四号槽安装发电线圈板11。偏心摇块16可以是一个长方体部件，其上面有一个偏心滑槽22 ;安装时，其通过安装在护板15上的孔29内的轴23和活动磁极(N朝上)12连接，同时让支柱17穿过偏心滑槽22，并把上凸块18和下凸块19分别固定在接近偏心摇块16上下表面的支柱17上并保证上凸块18、下凸块19和偏心摇块16之间有一定间隙LED灯板5，其上有LED照明灯21和LED彩灯20，其中LED彩灯20布置在LED照明灯21四周。踩踏开关30由阴极31、阳极35和绝缘材料32组成，阴极31和绝缘材料32组成一个内部中空的圆柱体，截面为倒U字型，阴极31为上部分，绝缘材料32为下部分，阳极35由两个不同截面直径的圆柱体组成，大的圆柱体置于圆柱体内部，小的置于圆柱体外部，绝缘材料的下端有将大圆柱体卡入圆柱体内部的凸台33 ;阴极31连接LED灯板5上的彩灯20上，阳极35接入锂电池7提供的电源。发电线圈板11上有10个线圈，线圈发电后通过二极管Dl D2n整流之后为锂电池7充电，锂电池7正极和线圈整流后的公共正端共同接入芯片7805，电流经过芯片7805稳压后，供给LED照明灯21和LED彩灯20。N极朝上 的活动磁极12由多块活动磁极板组成，相应的，每一块活动磁极对应一个偏心摇块16和推杆17。
权利要求1.一种利用行人发电的电磁感应地砖，其特征在于主体部分由透光地砖(I)、上护框(2)和下护箱(3)组成，上护框(2)的上表面有阶梯台，阶梯台上安装透光地砖(I)、下方固定踩踏开关(30)，护框(2)的阶梯台与透光地砖(I)之间安装光敏传感器开关(4);下护箱(3)套入上护框(2)内通过弹簧固定连接，下护箱(3)的底板有支柱(14)，支柱上有卡槽，卡槽分别水平固定有LED灯板、锂电池(7)、S极朝下的固定磁极(9)和发电线圈板(11);下护箱(3 )的底板上固定有护板(15 )，N朝上的活动磁极(11)的两边有均有轴，轴穿过护板(15 )上的孔且可以在孔内自由转动；上护框(2)上的阶梯台底端连接有推杆，推杆末端插入偏心摇块(16)，N极朝上的活动磁极(11)的轴穿过护板(15)后连接到偏心摇块(16)上；发电线圈板(11)产生的交流电通过整流后连接锂电池(7 )充电，锂电池(7 )正极和线圈整流后的公共端共同接入电源稳压系统，电流经过电源稳压系统稳压后，分别连接光敏开关(4)和踩踏开关(30)，光敏开关(4)和踩踏开关(30)连接有LED灯板。
2.根据权利要求I所述的利用行人发电的电磁感应地砖，其特征在于所述下护箱(3)的底部固定有弹簧下支座(10)，上护框(2)的阶梯台下方固定弹簧上支座(6)，弹簧通过弹簧下支座(10)和弹簧上支座(6)固定连接。
3.根据权利要求I或2所述的利用行人发电的电磁感应地砖，其特征在于所述下护箱(3)的弹簧下支座(10)和上护框(2)的阶梯台下方固定的弹簧上支座(6)均为4个。
4.根据权利要求I所述的利用行人发电的电磁感应地砖，其特征在于所述下护箱(3)的底板的支柱为4个，四个立柱对应的位置有卡槽,依次为一号卡槽(25)、二号卡槽(26)、三号卡槽(27)、四号卡槽(28)，一号卡槽(25)内安装LED灯板，二号卡槽(26)安装锂电池(7)，三号卡槽(27)安装S极朝下的固定磁极(9),四号卡槽(28)安装发电线圈板(11)。
5.根据权利要求I所述的利用行人发电的电磁感应地砖，其特征在于所述偏心摇块(16)的上表面有一个偏心滑槽(22)，偏心滑块(16)通过安装在护板(15)上的孔(29)内的轴(23)和N朝上的活动磁极(12)连接，同时让支柱(17)穿过偏心滑槽(22)，并把上凸块(18)和下凸块(19)分别固定在偏心摇块(16)上下表面的支柱(17)上并保证上凸块(18)、下凸块(19)和偏心摇块(16)之间有间隙。
6.根据权利要求I所述的利用行人发电的电磁感应地砖，其特征在于所述LED灯板(5 )，其上有LED照明灯(21)和LED彩灯(20 )，其中LED彩灯(20 )布置在LED照明灯(21)四周。
7.根据权利要求I所述的利用行人发电的电磁感应地砖，其特征在于所述踩踏开关(30)由阴极(31)、阳极(35)和绝缘材料(32)组成，阴极(31)和绝缘材料(32)组成一个内部中空的圆柱体，截面为倒U字型，阴极(31)为上部分，绝缘材料(32)为下部分，阳极(35)由两个不同截面直径的圆柱体组成，大的圆柱体置于圆柱体内部，小的置于圆柱体外部，绝缘材料的下端有将大圆柱体卡入圆柱体内部的凸台(33 );阴极(31)连接LED灯板(5 )上的彩灯(20)，阳极(35)接入锂电池(7)提供的电源。
8.根据权利要求I所述的利用行人发电的电磁感应地砖，其特征在于所述发电线圈板(11)上有多个线圈，线圈发电后通过二极管Dl D2n整流之后为锂电池(7)充电，锂电池(7)正极和线圈整流后的公共正端共同接入芯片7805，电流经过芯片7805稳压后，供给LED照明灯(21)和LED彩灯(20 )。
9.根据权利要求I所述的利用行人发电的电磁感应地砖，其特征在于所述N极朝上的活动磁极(12)由多块活动磁极板组成，相应的，每一块活动磁极对应一个偏心摇块(16)和推杆(17)。·
专利摘要一种利用行人发电的电磁感应地砖，属于节能环保领域。主体部分由透光地砖、上护框和下护箱组成，上护框安装透光地砖、下方固定踩踏开关，护框与透光地砖之间安装光敏传感器开关；下护箱套入上护框内通过弹簧固定连接，下护箱的底板有支柱，支柱上有卡槽，卡槽分别水平固定有LED灯板、锂电池、固定磁极和发电线圈板；发电线圈板产生的交流电通过整流后连接锂电池充电，锂电池正极和线圈整流后的公共正端共同接入电源稳压系统，电流经过电源稳压系统稳压后，分别连接光敏开关和踩踏开关，光敏开关和踩踏开关连接有LED灯板。本装置结构紧凑，发电效率高、制造简单、造价低廉、可靠性高、实用性强。
文档编号E01C15/00GK202787026SQ201220504919
公开日2013年3月13日 申请日期2012年9月29日 优先权日2012年9月29日
发明者龙纹强, 龙文凯, 陈蜀乔 申请人:昆明理工大学