本發(fā)明涉及一種發(fā)光傘，具體涉及一種壓電自供能發(fā)光傘。

背景技術(shù)：

一直以來，行人在雨夜中頻頻發(fā)生交通事故，司機(jī)看不見或看不清行人是其中的一個(gè)重要原因，該問題的一種解決思路就是讓行人能夠在雨夜中醒目的標(biāo)識(shí)自己。針對(duì)行人在雨夜中需要打傘這一情況，能夠示警的雨傘將是一個(gè)較好的解決方案。目前市場(chǎng)可見發(fā)光傘這一產(chǎn)品。

但目前市場(chǎng)上的發(fā)光傘的作用以裝飾美觀為主，且供能方式大多為蓄電池供電。利用蓄電池供電存在的主要問題是電池拆裝麻煩：一、因?yàn)樾铍姵卦谪?fù)載不工作的情況下也會(huì)耗電，長期裝在電池槽中存在浪費(fèi)的問題；二、雨傘只有在雨夜時(shí)才需要供電，而天氣情況很難預(yù)測(cè)，持傘者將會(huì)不能及時(shí)地裝上電池。因此，發(fā)明設(shè)計(jì)一種自供能發(fā)光傘具有重要的意義。

公告號(hào)為CN102485089 A的中國專利文獻(xiàn)公開了一種自發(fā)電LED壓電雨傘，該自發(fā)電傘包括傘面、傘把、上傘柄和下傘柄，上傘柄和下傘柄之間有直線發(fā)電機(jī)，通過上傘柄和下傘柄之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)使直線發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電流給蓄電池充電，到夜間或暗處時(shí)，蓄電池通過電源開關(guān)控制LED燈泡發(fā)光，起到照明、引路和示警的作用。

該自發(fā)電傘的不足在于，采用上下傘柄的設(shè)計(jì)會(huì)導(dǎo)致在行走過程中傘面的振動(dòng)較大，造成持傘者持傘不穩(wěn)的情況；另外上下傘柄的設(shè)計(jì)導(dǎo)致傘柄的強(qiáng)度不夠，使雨傘的使用壽命變短。

公告號(hào)為CN 20425365 U的中國專利文獻(xiàn)公開了一種自發(fā)電傘，該發(fā)電傘，包括磁力發(fā)電裝置，該磁力發(fā)電裝置中設(shè)有萬向球，當(dāng)傘具處于使用狀態(tài)時(shí)，金屬線圈會(huì)不定向地自由搖擺，金屬線圈擺動(dòng)切割磁力線產(chǎn)生電能為可充電電池供電，從而燈具可以發(fā)光照明或起到警示的作用。

該發(fā)電傘的不足在于，其使用的線圈尺寸較小，且金屬線圈擺動(dòng)速率不大，將導(dǎo)致發(fā)電量較小，不一定能滿足蓄電池發(fā)電所需電壓。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種壓電自供能發(fā)光傘，該發(fā)光傘能實(shí)現(xiàn)有效地持續(xù)供電。

一種壓電自供能發(fā)光傘，包括傘把和傘面，傘把內(nèi)設(shè)有電源模塊和控制模塊，傘面上置有發(fā)光裝置，所述電源模塊包括壓電發(fā)電單元以及相連接的儲(chǔ)能單元，所述傘把兩側(cè)設(shè)有擠壓形變區(qū)，所述壓電發(fā)電單元包括：與該擠壓變形區(qū)接觸配合的壓電體和控制發(fā)電單元形變方向的限位體。

所述傘把包括傘把外殼和傘把內(nèi)芯；所述傘把外殼兩側(cè)內(nèi)部設(shè)有固定槽和導(dǎo)向臺(tái)，所述壓電體背部與該固定槽相嚙合，所述導(dǎo)向臺(tái)用于限制壓電體的形變方向。

在持傘過程中，持傘者可以通過擠壓傘把兩側(cè)的形變區(qū)來使壓電體發(fā)生形變，壓電體在變形過程中產(chǎn)生不同的電荷，形成電勢(shì)差，并輸出至儲(chǔ)能單元中存儲(chǔ)起來。如此，在雨天里，持傘者就可以通過間斷地?cái)D壓傘把來將產(chǎn)生的電能儲(chǔ)存于儲(chǔ)能單元中，如果是雨夜，持傘者可以通過閉合位于傘把中上端的開關(guān)來打開發(fā)光裝置，儲(chǔ)能單元向負(fù)載端放電，經(jīng)過整流電路整流后驅(qū)動(dòng)發(fā)光裝置發(fā)光。

在本發(fā)明中，壓電發(fā)電單元在傘把兩側(cè)的安裝方式為：所述傘把內(nèi)芯兩端設(shè)有容置槽，該容置槽兩端各有一凹槽，兩凹槽的一端面上各有兩個(gè)固定孔，所述壓電體兩端各有一限位體，限位體端面也各有兩個(gè)固定孔，凹槽端面與限位體端面的固定孔一一對(duì)應(yīng)，用于放置壓縮彈簧。

在本發(fā)明中，所述壓電體為拱形橋結(jié)構(gòu)，該壓電體中間段為變形體，該壓電體兩端為二級(jí)階梯結(jié)構(gòu)，內(nèi)薄外厚，初始時(shí)變形體的彎曲與壓縮彈簧的變形處于臨界平衡狀態(tài)。

作為優(yōu)選，所述壓電體包括彈性片，所述彈性片的內(nèi)側(cè)粘附有壓電材料層。如此不僅能節(jié)約壓電材料，還可提高壓電體的使用壽命。所述彈性片的背部有一凸臺(tái)，該凸臺(tái)與傘把外殼內(nèi)側(cè)的固定槽接觸配合，用于控制壓電發(fā)電單元的位置以及驅(qū)動(dòng)壓電體變形。

在本發(fā)明中，所述傘把內(nèi)芯內(nèi)部開設(shè)有導(dǎo)線通道和電路腔，該導(dǎo)線通道的入口位于傘把內(nèi)芯兩側(cè)的容置槽中，電路腔分為上下兩個(gè)，分別用于放置整流電路板和儲(chǔ)能電路版。

作為優(yōu)選，所述傘把外殼材料使用剛度小的橡膠結(jié)構(gòu)。

作為優(yōu)選，工作方式可分為以超級(jí)電容為儲(chǔ)能單元的即時(shí)充放電式或以充電蓄電池為儲(chǔ)能單元的預(yù)先充電式，本實(shí)例采用預(yù)先充電式。

作為優(yōu)選，所述傘把和傘柄，傘柄和傘面都采用螺紋連接。

作為優(yōu)選，所述發(fā)光裝置可采用LED燈帶或冷光片。

本發(fā)明壓電自供能發(fā)光傘的工作方式為：

在下雨的時(shí)候，持傘者可以通過間斷地?cái)D壓傘把兩側(cè)的工作區(qū)來驅(qū)動(dòng)壓電體發(fā)生形變，從而壓電體發(fā)生彎曲并在兩彎曲面上產(chǎn)生不同的電荷，形成電勢(shì)差，產(chǎn)生的電能傳輸?shù)絻?chǔ)能單元中存儲(chǔ)起來。如此，持傘者在雨天中行走時(shí)，可以有意識(shí)通過擠壓傘把來儲(chǔ)存電能。到了雨夜，持傘者就可以打開發(fā)光裝置來示警以及照明。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

(1)本發(fā)明的電源模塊中設(shè)有壓電發(fā)電單元，在持傘者擠壓的過程中將產(chǎn)生電能，在下雨的時(shí)候都能存儲(chǔ)電能，只有到雨夜時(shí)才需要釋放電能，存儲(chǔ)的電能可以輕易滿足實(shí)際工作的需求；

(2)本發(fā)明采用彈性片和壓縮彈簧組合作用的方式，可以減少擠壓所需要的力以及能夠產(chǎn)生擠壓一次振動(dòng)多次的效果，從而減小持傘者所需要提供的能量以及提高壓電體的發(fā)電效率和發(fā)電能力。

附圖說明

圖1為本發(fā)明壓電自供能發(fā)光傘的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明壓電自供能發(fā)光傘中電路結(jié)構(gòu)圖；

圖3為圖1中傘把內(nèi)部的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖3中傘把內(nèi)芯的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖1中傘把外殼的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為圖4中壓電發(fā)電單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖1所示，本實(shí)施例一種壓電自供能發(fā)光傘，包括傘面1、發(fā)光裝置2、傘柄3和傘把4，傘把4與傘柄3以及傘柄3與傘面1都采用螺紋聯(lián)接的方式。

傘面1上安置有發(fā)光裝置2，發(fā)光裝置2為冷光片，由圖1可見，發(fā)光裝置2在傘面1上的安裝方法為膠接。

傘把4內(nèi)安裝有電源模塊，如圖2所示，該電源模塊包括壓電發(fā)電單元，儲(chǔ)能單元和穩(wěn)壓整流電路，電源模塊向發(fā)光裝置供電。

由圖3、圖4和圖6可見，傘把內(nèi)芯為橢圓柱狀，傘把內(nèi)芯兩側(cè)開設(shè)有工作區(qū)11，工作區(qū)11用于壓電發(fā)電單元進(jìn)行發(fā)電工作。工作區(qū)11上有凹槽12和容置槽13，凹槽12與壓電發(fā)電單元的階梯狀限位體7的較厚一段相配合，容置槽13用于放置壓電體9。限位體7兩端設(shè)有兩個(gè)固定孔26，分別與凹槽12兩端的兩個(gè)孔15一一對(duì)應(yīng)配合，用于放置壓縮彈簧6。

由圖3和圖4可見，容置槽13上有導(dǎo)線通道入口14，從壓電體上引出的導(dǎo)線從入口14導(dǎo)入傘把內(nèi)芯的內(nèi)部，經(jīng)導(dǎo)線通道17與位于下電路腔19的儲(chǔ)能單元、位于上電路腔18的穩(wěn)壓整流電路相連以及與位于傘把內(nèi)芯一圓柱面上的開關(guān)10相連。

由圖5可見，傘把外殼兩側(cè)上有限位臺(tái)23和固定槽24，其中限位臺(tái)23與限位體7的較薄一段相對(duì)應(yīng)，用于控制壓電發(fā)電單元的形變方向，固定槽24與彈性片8背部的凸臺(tái)接觸配合，用于固定壓電發(fā)電單元。傘把外殼端面設(shè)有空腔20，與圖3中傘把內(nèi)芯的空腔5配合放置傘柄，傘把外殼側(cè)面設(shè)有開關(guān)放置孔22，與圖4中傘把內(nèi)芯的開關(guān)放置孔16配合放置開關(guān)10。

由圖6可見，壓電材料層25位于彈性片8的內(nèi)側(cè)，兩者的連接方式為膠接；壓電發(fā)電單元初始狀態(tài)為拱形橋狀，此時(shí)，彈性片8與壓縮彈簧6的變形長度處于臨界平衡狀態(tài)。

本實(shí)施例壓電自供能發(fā)光傘的工作方式為：

當(dāng)持傘者擠壓傘把4兩側(cè)時(shí)，傘把外殼21驅(qū)動(dòng)與其接觸配合的彈性片8發(fā)生彎曲形變，同時(shí)膠接于彈性片內(nèi)側(cè)的壓電材料25發(fā)生形變，從而產(chǎn)生不同的電荷，產(chǎn)生電勢(shì)差，經(jīng)導(dǎo)線傳輸給儲(chǔ)能單元供其充電。在人釋放壓力的過程中，由于壓縮彈簧6和彈性片8會(huì)發(fā)生振動(dòng)，在振動(dòng)過程中，壓電材料會(huì)持續(xù)不斷地向蓄電池輸出電流，從而提高了發(fā)電效率。當(dāng)需要開啟發(fā)光裝置時(shí)，持傘者可以閉合開關(guān)10，蓄電池開始向發(fā)光裝置2放電，釋放出的電流經(jīng)穩(wěn)壓整流電路整流后，給發(fā)光裝置2提供穩(wěn)定額定的電流。