技術領域

本發明涉及壓電俘能技術領域，特別是涉及一種壓電式人體步行能俘獲裝置。

背景技術

利用壓電材料的壓電效應，俘獲環境中機械能且轉化為電能，已成為熱門研究領域之一。人體步行能，分布極廣，是可持續開發利用的能源。對采用壓電效應俘獲人體能裝置的研究開發，已公開多項專利。比較典型的有：

國內專利公開號CN101728975A所發明的一種基于人體動能激勵的壓電發電裝置及其發電方法，是將一種Rainbow形的壓電俘能振子安裝于鞋墊或鞋底來使用，將人們日常行走運動的部分能量轉換為電能。但這種壓電發電鞋或鞋墊純屬個人行為，發電分散，發電量小。

專利公開號201110443698.0所發明的步行能收集系統，是將人體步行壓力通過擴力組件作用于壓電疊堆塊，實現發電量數十倍甚至數百倍的增大。專利公開號201120047018.9所發明的利用頻繁人體踏走的壓電發電裝置，通過杠桿作用將人體壓力作用于壓電元件（壓電疊堆塊或單壓電晶體片），實現能量的俘獲。上述兩種壓電發電裝置都適宜于安裝在軌道交通、商場等大流量場合，將人體行走過程中的動能轉化為電能。但采用壓電疊堆或壓電晶體，其系統的固有頻率不宜被激發，從而影響了其發電能力。?

利用人體能進行壓電發電，符合當前節能環保的要求。如果所提出的裝置既能應用于人體大流量的場合，又將低頻的人體運動轉化為高頻的壓電發電裝置振動，則可以極大地增強壓電發電能力，發揮更大的經濟效益。

發明內容

本發明主要解決的技術問題是提供一種壓電式人體步行能俘獲裝置，能夠將人體步行的低頻激勵轉化為高頻振動，提高了俘獲效率和壓電發電裝置的發電量。

為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是：提供一種壓電式人體步行能俘獲裝置，包括：踏板、壓塊、壓簧、配重物、壓電俘能單元、支撐彈簧和固定體；所述固定體為上端開口的框體，固定體內安裝有過壓電俘能單元，壓電俘能單元的下端與固定體的內端面之間設有支撐彈簧，所述踏板對應設置在固定體的上方，踏板的邊緣通過壓簧連接固定，所述踏板的下端面還設有與壓電俘能單元對應的壓塊。

優選的是，所述壓電俘能單元包括配重物和壓電俘能振子，所述固定體和配重物上縱橫兩個方向上均開有一定數量的用于固定壓電俘能振子（5）的槽；所述壓電俘能振子排列在固定體和配重物之間。

優選的是，所述壓電俘能振子由懸臂板、壓電材料層和粘結劑層構成；所述壓電材料層通過粘結劑層粘結于懸臂板的側面。

優選的是，所述壓電俘能振子上的壓電材料層可為壓電薄膜PVDF、PZT。

優選的是，所述壓塊與配重物間有間隙。

優選的是，所述壓電俘能振子可通過串聯或并聯后與后續的電路連接

本發明的有益效果是：本發明能夠將人體步行的低頻激勵轉化為高頻振動，具有較高的俘獲效率和發電量。

附圖說明

????圖1是本發明壓電式人體步行能俘獲裝置一較佳實施例的立體結構示意圖；

圖2是所示壓電式人體步行能俘獲裝置的壓電俘能振子的結構示意圖；

圖3是所示壓電式人體步行能俘獲裝置的固定體的剖視結構示意圖；

圖4是所示壓電式人體步行能俘獲裝置的配重物的剖視結構示意圖；

????附圖中各部件的標記如下：1、踏板；2、壓塊；3、壓簧；4、配重物；5、壓電俘能振子；6、支撐彈簧；7、固定體；51、懸臂板；52、壓電材料；53、粘結劑。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發明的優點和特征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本發明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。

請參閱圖1至圖4，本發明實施例包括：

一種壓電式人體步行能俘獲裝置，包括：踏板1、壓塊2、壓簧3、配重物4、壓電俘能振子5、支撐彈簧6和固定體7；所述配重物4和壓電俘能振子5安裝在固定體內7；所述壓簧3設置在所述踏板1和固定體7之間;所述支撐彈簧6固定在所述固定體7和配重物4之間;所述踏板1設置在固定體7上;所述壓塊2固定在對應配重物4位置的踏板1上，且壓塊2與配重物4間有一定的間隙;所述固定體7和配重物4上縱橫兩個方向上均開有一定數量的槽，用于固定壓電俘能振子5；所述壓電俘能振子5排列在固定體7和配重物4之間;所述壓電俘能振子5由懸臂板51、壓電材料52和粘結劑53構成；所述壓電材料52通過粘結劑53粘結于懸臂板51的側面;所述壓電俘能振子5上的壓電材料52可為壓電薄膜PVDF，也可為PZT。