本发明公开由公交站台想到的一种基于pvdf压电材料的减速带发电装置，属于压电发电技术领域。
背景技术：
在全球经济发展的带动下，世界能源消费总量从1965年的53.8亿吨标准煤增加到2013年的181.9亿吨标准煤，增加2.4倍。未来，世界能源消费量仍将保持增长态势，化石能源储量有限，具有不可再生性，大规模开发会造成资源加速枯竭。现在最常见的就是水力发电和火力发电了，水利发电会破坏地球的水循环，影响气候变迁，容易形成极端天气，还容易引发地震以及生态平衡受到破坏，而火力发电烟尘粉尘污染大，使用燃料，能源消耗巨大，但能源的利用率低，机组运行成本高，能源浪费严重，还会排出so2等酸性气体，水作为冷却物质，1000mw火电厂每日消耗水约十万吨，可持续发展前景暗淡。而风力发电虽清洁却成本很高，普及率也不高，影响鸟类生活。太阳能虽是最清洁的能源，但是非常受地理位置和天气因素的影响。而压力发电不会产生有害气体，利用率也很高，且受外界影响很小，可以采用压力发电来作为发电形式。
公交站指示牌后有电线裸露出来，存在一定的安全隐患，威胁着过往行人和乘客的安全，而且需要大量的维护。因此有很多的指示牌并不亮灯，这也造成了乘客在光线不好的时候看不清楚。在公交车站旁车辆应该要减速慢行，应当布置一个减速带，并且中国有几千万个公交车站，每天晚上如都亮起，积累起来也是很庞大的数量。并且全国的公路的每天的车流量巨大，合理地将车辆开过减速带的机械能转换成电能，并为晚上的指示牌供电，将会节省大量的电。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种基于pvdf材料的压力发电减速带装置，它解决了现有公交站存在的浪费能源和安全隐患等问题，达到资源的可持续发展。
本发明中减速带材质选用pvdf材料，当前压电发电材料大多为压电陶瓷和发电橡胶，但是压电陶瓷易损坏、发电陶瓷成本高昂且技术相对不是很成熟。
pvdf是目前压电性能最优的压电材料之一，作为一种新型薄膜状换能材料具有质地轻软、可绕性好、压电特性好等特点。与目前常用的无机物压电材料(如石英、压电陶瓷类)相比，它还具有声阻抗小、频率响应宽、介电常数小、耐冲击性强，便于加工成任意形状等优点。
电器控制
压电原件产生的电量主要用于：1、灯箱供电；2、移动设备充电应急插口；3、电池储存。
机械部分
单一减速带上设用多个相同的发电单元，减速带嵌在凹槽中，减速带下端与压力扩增器相连，压力扩增器下方是压电材料，压电材料与地面相连接(如图3、4)。多个减速带采用并联的方式组成整体压电发电设备，避免了一个短路造成的整体电路瘫痪(如图5)。
储能电路设计
压电元件产生的电荷是瞬间和交替的，是以不规则的随机突发形式提供能量，而且在电能提取过程中具有阻尼效应。当振动能传递到压电材料时，由于压电材料内部电阻太大(相当于断路)或电阻太小(相当于短路)时，产生的电能未消失，会再次转化为振动能；重复这种过程，振动衰减会持续一段时间。所积聚起来的电荷阻碍电荷的进一步生成，因此必须先在一个超级电容器中积累足够的能量，然后通过转换电路将能量储存于电池中。
发电系统测试流程设计
压电发电装置及试验系统从主体结构设计、电路设计到软件编程组建了一套完整的压电材料发电能力的试验测试系统，这为接下来要进行的对压电材料发电性能参数的测定提供了平台，并且为研究外界激励的频率、振幅对压电材料发电产生电压、电荷量大小的影响提供了分析测试基础。
测试系统的工作原理为：由功率放大器和高能激振器组成的信号发生器输出一个频率及振幅可调的正弦激励，为以压电材料为主体的结构提供激励源。经霍尔位移传感器和电荷放大器分别检测压电材料变形量和压电材料变形所产生的电荷量，并用测试系统工作框图电阻分压的方法把压电材料产生的输出电压调整到采集卡允许的输入电压范围。然后使用数据采集卡对三路信号进行采集，最后利用采集软件进行数据的采集、存储、处理等。
本设计的首先设计方向主要是应用与公路上的减速带上，使汽车的产生的机械能通过压电材料产生电能，然后运用在公交车站的展示牌以及应急移动设备充电插口。在以后技术成熟后也可以考虑将设备运用到一般公共的地面上，这样就能有更大的电量产生以提供公共用电，绿色发电，更方便人们的生活。
与本领域其它发明相比，本发明具有以下有益效果：
本发明利用汽车行驶的重力，免费获得绿色能源。等于把汽车耗费的能源部分回收利用了。
表面采用了高强度的橡胶材质，大大增加了减速带的耐久度，与现有的发电减速带需要机械运动做功不同，压力发电减少了减速带本身的损耗。
除了产生的电量除了供应基本的灯箱用电，公交车站还增加了应急移动设备的充电插口，可满足一般移动电子设备的充电。
附图说明
以下结合附图对本发明作进一步描述。
图1是本发明的具体方案应用设想，将发电减速带装置铺于公交车站前方。
图2说明了压电原件产生电量的三种用途
图3、图4是单一减速带背部剖析图以及产品效果图
有多个减速带组成的整体压电发电设备，每个发电减速带都采用了并联的方式，来避免由于一个短路造成的整体电路瘫痪，如图5所示。
如图6所示，车辆在装置表面上施加压力，使得减速带表面材质产生形变挤压压电材料pvdf，进行一次发电。
完成制作后，作品实物具体场景应用照片图片见图7。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
如图所示，一种基于pvdf压电材料的减速带装置，该装置主要由储能电路和发电系统组成。
本发明的储能系统采用max1811作为主控芯片设计电路对可充电电池进行电能收集。max1811体积小，尺寸为5.00mm*6.20mm*1.35mm，它是一种高集成度电池充电器，所需外围元件很少，易于控制电路体积，而且，它可以用于锂电池充电。
max1811有两个设置端，其中selv设置为高时，对电池的最终充电电压为4.2v；设置为低时，最终充电电压为4.1v，可适应不同最终充电电压的锂电池，max1811最终充电电压的精度可达到0.5％，能安全地对电池进行充电。另一个设置端是seli，开关k闭合设置成高时，充电电流为500ma,
适用于高功率的端口(4.75～5.25v,500ma)；开关断开为低电平时，充电电流为100ma，适用于低功率端口(4.40～5.25v,100ma)，chg一端在充电期间为低电平，可连接一只发光二极管作充电指示。
压电材料振动得到的交流电电压大约为1v,通过升压电路后电容电压达到max1811充电控制端输入电压要求，电路开始工作。max1811的各项参数满足设计要求。
充分利用日常生活中普遍存在的运动压力和空气压力双作用于压电材料pvdf，由其压电效应便可快捷地产生电荷。如图6所示，一方面通过车辆在装置表面上施加压力，使得减速带表面材质产生形变挤压压电材料pvdf，进行一次发电；另一方面利用活塞连杆装置压缩空气，作用于pvdf，产生的压力进行二次发电，大大地提高压电材料的发电效率。然后通过超低输入升压电路，可对外输出较高电压，再通过储能电路，形成稳定的电压对可充电电池充电，最后由密排电池组集中对外供电。压电效应分为正压电效应和逆压电效应。所谓正压电效应，是指某些物质沿一个方向受到外力作用时，在其表面上便产生电荷，当外力去掉后，表面的电荷随之消失。反之，如果将这种物质置于电场中，在电场作用下产生机械变形，当外电场去掉后，变形也随之消失，这种现象称之为逆压电效应。准确地说，压电发电技术是利用压电材料的正压电效应，将机械振动能量转变为电能，实现发电的目的。
实际应用时为了增大输出值，压电材料往往需要用两个或两个以上串联或并联使用。并联时，输出电荷量大、电容大、时间常数大，适宜缓变信号作用和以电荷输出的场合；串联时，输出电压大、电容小、时间常数小，适宜高频信号作用和以电压输出的场合。
上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其它实施例中而不经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。