一种楼梯发电装置及发电楼梯的制作方法

本实用新型涉及楼梯发电，具体涉及一种楼梯发电装置及发电楼梯。

背景技术：

电能是现代社会最主要的能源之一。发电机是将其他形式的能源转换成电能的机械设备，最早产生于第二次工业革命时期，由德国工程师西门子于1866年制成，它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动，将水流，气流，燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化成机械能传给发电机，再由发电机转换成电能。发电机在工农业生产、国防、科技及日常生活中具有广泛的用途。

随着社会现代化的高速发展，电能消耗过快的问题已成为全世界密切关注的问题。在目前全球电力资源越发紧张的背景下，如何充分利用身边的各种资源创造出新的能源是全球都在急切关注的问题。风力发电和太阳能发电已作为各种新能源发展的前列。近年来通过将人行走时对地板产生的压力与振动转换成电能的发电方式获得大家的高度关注。

授权公告号为CN204186542U的实用新型专利公开了一种集成发电和储能功能的楼梯装置，该楼梯装置包括梯面势能转换部分、储能水箱和双层水箱，通过转动梯面和连杆将行人的踩踏运动转换成活塞杆的直线运动，再通过双层水箱将气压转换成液压，双层水箱可以带动小型水轮机转动从而发电。此专利的想法独特新颖，但实际生活中，此结构显得较为复杂，并且经济效益不高，整体稳定性欠佳。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种楼梯发电装置，该楼梯发电装置结构简单，能够实现将能量积聚后一并转换成电能储存。

本实用新型的第二个目的在于提供一种发电楼梯。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种楼梯发电装置，包括压缩单元、储能单元、发电单元；所述压缩单元包括柱塞泵，所述柱塞泵包括活塞筒、活塞、活塞杆，所述活塞杆伸出所述活塞筒筒体的部分套设有弹性件；所述储能单元包括液压缸和储能结构；所述液压缸通过出油通道与所述柱塞泵相连通以使柱塞泵内的液体流向所述液压缸；所述储能结构内设有储能弹簧，所述储能弹簧与所述液压缸中的连接杆的一端连接；所述液压缸的下方设有液压马达及与所述液压马达连接的发电机，所述液压马达与所述液压缸之间通过输出管道连通，以使所述液压缸内的液体流出驱动液压马达带动发电机发电。

所述活塞杆上位于所述弹性件的上方设有限制所述弹性件的挡板。

所述挡板与楼梯踏板之间通过滚子连接。所述滚子通过销子与活塞杆的顶端连接。所述滚子与楼梯水平踏板相接触。所述楼梯水平踏板依靠重力与滚子之间保持自由接触。所述滚子的设置，可以减少活塞杆和楼梯水平踏板之间的磨损，避免由于摩擦而发出声响。

所述弹性件为弹簧。

所述储能结构由套筒与所述液压缸的右端盖围成；所述液压缸的连接杆穿过所述液压缸的右端盖延伸至所述储能结构中并连接所述储能弹簧。

所述连接杆的一端设有一个基板，用来支撑并连接所述储能弹簧。

所述楼梯发电装置还包括与所述发电机连接的电瓶。

所述输出管道上设有电控阀，所述输出管道位于所述电控阀与所述液压马达之间的部分设有出油口。

所述储能弹簧的设定位置上设有位置传感器以控制所述电控阀打开所述出油口。当储能弹簧压缩到设定位置时，位置传感器控制电控阀打开出油口，使液压油从液压缸流出。

所述出油通道上设有第一单向阀。所述单向阀的设置，只能实现液压油从柱塞泵到液压缸的单向流动。

所述柱塞泵的一侧设有液压油箱，所述液压油箱与所述柱塞泵通过进油通道连通。当行人离开楼梯水平踏板时，压力消除，弹性件复位，借助弹性件的复位能使液压油箱中的油自动吸入柱塞泵中。

所述进油通道上设有第二单向阀。第二单向阀的设置实现液压油从液压油箱到柱塞泵的单向流动。

本实用新型的液压马达有进口和出口，液压油由进口进入，出口流出后接入液压油回收箱，液压油可以重复循环利用。

本实用新型的柱塞泵可以有两个以上。

一种发电楼梯，包括楼梯踏板及上述楼梯发电装置。

所述发电楼梯还包括与所述楼梯踏板铰接的楼梯垂直面。楼梯踏板与楼梯垂直面的铰接，可以保证楼梯踏板的稳定性，进一步减缓对行人带来的不适感。

本实用新型的楼梯发电装置的工作原理为：当行人踏上楼梯水平踏板时，在重力作用下，楼梯水平踏板压下柱塞泵的活塞杆，活塞将活塞筒内的液体通过第一单向阀压进液压缸的进油口内，通过液压缸内的活塞和连接杆将储能弹簧压缩，当储能弹簧被压缩到设定位置时，由位置传感器控制电控阀，打开出油口，液压缸内的液压油在储能弹簧的作用下利用液压马达带动发电机进行发电，发出的电能在电控模块的管理下储存到电瓶内。储能弹簧释放完后在行人的踩踏下再次被压缩，再次释放，如此不断反复，就获得了绿色能源。

本实用新型的楼梯发电装置，结构简单，能够实现将能量积聚后一并转换成电能储存，方便经济，具有好的应用前景。

当一个人在上下楼梯时他的重力势能将发生变化，而这变化的势能可以利用本实用新型的楼梯发电装置进行收集，转变为电能储存起来，成为绿色能源。在人流量较大的公共场合，设置安装有本发电装置的专用楼梯，既可以向大众普及发电原理知识，又可以获得源源不断的绿色能源，可谓一举两得。

附图说明

图1为本实用新型实施例1中的楼梯发电装置的结构示意图。

图中零部件名称及编号分别为：

水平踏板1 垂直面2 压缩单元4

柱塞泵41 复位弹簧42 活塞筒411

活塞杆412 活塞头413 挡板421

储能单元5 发电单元6 滚子7

液压缸8 储能结构9 出油通道10

第一单向阀11 进油口12 液压油箱13

进油通道14 第二单向阀15 连接杆82

活塞81 套筒92 储能弹簧91

基板16 输出管道17 电控阀18

出油口19 液压马达61

发电机62 右端盖83

具体实施方式

如图1所示为本实用新型较优的一个实施例楼梯发电装置，应用于楼梯上，楼梯包括水平踏板1及与水平踏板1铰接的楼梯垂直面2，水平踏板1和楼梯垂直面2之间的空间为楼梯踏板内部空间。

上述楼梯发电装置包括设置在楼梯踏板内部空间内的压缩单元4、储能单元5、发电单元6。所述压缩单元4包括柱塞泵41和设置于柱塞泵41一端的复位弹簧42，柱塞泵41包括活塞筒411和活动设置于活塞筒内的活塞杆412，活塞杆412的一端设置有活塞头413，活塞杆412的另一端伸出活塞筒411筒体的部分套设有复位弹簧42；靠近活塞杆412的顶端处套设有一个限制复位弹簧的挡板421，该限制复位弹簧的挡板421与复位弹簧42的顶端相连；活塞杆412的顶端通过销子连接有滚子7，该滚子7与楼梯水平踏板1相接触，楼梯水平踏板1依靠重力与滚子7之间保持自由接触，滚子的设置可以减少活塞杆412与楼梯水平踏板1之间的磨损，避免由于摩擦而发出声响。

上述储能单元5包括液压缸8及储能结构9。

所述液压缸8与柱塞泵41通过出油通道10连通，该出油通道10上设有第一单向阀11、进油口12，第一单向阀11设于进油口12与柱塞泵41之间，第一单向阀11使柱塞泵41中的液压油单向流往液压缸8；柱塞泵41的一侧设有液压油箱13，柱塞泵41通过进油通道14与液压油箱13相通，进油通道14上设有第二单向阀15，只能实现液压油从液压油箱13向柱塞泵41的单向流通。当行人踏上楼梯水平踏板1时，在重力作用下，楼梯水平踏板1压下柱塞泵41的活塞杆412，将柱塞泵活塞筒411内的液压油通过第一单向阀11压进液压缸8；当行人离开水平踏板1时，复位弹簧42恢复原状，利用弹簧复位的吸力将液压油箱13中的液压油吸进柱塞泵41。

上述液压缸8包括设置于液压缸8内的连接杆82，以及连接在连接杆82一端的活塞81；储能结构9由套筒92及液压缸8的右端盖83围成，储能结构9中设有储能弹簧91。连接杆82的另一端穿过右端盖83延伸至储能结构9中，连接杆82位于储能结构9中的一端设有一个基板16用来支撑并连接储能弹簧91，储能弹簧91的另一端与套筒92弹性抵持，实现储能弹簧91的定位；当液压油由进油口12流向液压缸8内时，液压油对活塞81施加压力推动活塞81及连接杆82压缩储能弹簧91，储能弹簧91的设定位置设有位置传感器(图中未示出)。

上述发电单元6包括液压马达61、与液压马达61相连的发电机62，液压马达61设于液压缸8的下方并通过输出管道17与液压缸8连通，输出管道17上设有电控阀18，输出管道17位于电控阀18与液压马达61之间部分设有出油口19。当储能弹簧91被压缩到设定位置时，位置传感器控制电控阀18打开出油口19，液压缸8内的液压油在储能弹簧的作用下流出并驱动液压马达61带动与液压马达61相连的发电机62进行发电，发出的电能在控制模块的管理下存储到电瓶内。所述液压马达61上设有进口和出口(图中未示出)，液压油由进口进入液压马达61，之后由出口流向液压油箱13，供后续循环使用。

本实施例的楼梯发电装置的工作原理为：当行人踏上楼梯水平踏板1时，在重力作用下，楼梯水平踏板1压下柱塞泵41的活塞杆412，将柱塞泵41活塞筒411内的液压油通过第一单向阀11压进液压缸8的进油口12内，通过液压缸8内的活塞81和连接杆82将储能弹簧91压缩，当储能弹簧91被压缩到设定位置时，由位置传感器控制电控阀18，打开出油口19，液压缸8内的液压油在储能弹簧91的作用下流出并驱动液压马达61带动发电机62进行发电，发出的电能在控制模块的管理下储存到电瓶内。储能弹簧91释放完后在行人的踩踏下再次被压缩，再次释放，如此不断反复，就获得了绿色能源。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。