本發(fā)明屬于發(fā)電與空氣凈化技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種混合發(fā)電路面與空氣凈化一體化系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

公共場(chǎng)所衛(wèi)生安全的四大“元兇”是污水、噪聲、室內(nèi)空氣污染和光污染。其中，室內(nèi)空氣污染具有天然的隱蔽性，由于場(chǎng)所的公共性、人口流量大和暫居性等社會(huì)性特點(diǎn)，公共場(chǎng)所的空氣質(zhì)量問題經(jīng)常游離于公眾的視線范圍之外，特別是當(dāng)公共管理缺失時(shí)。對(duì)于人流量特別大的公共場(chǎng)所，諸如車站、大型商場(chǎng)等，空氣凈化變得越來越有必要。

傳統(tǒng)的空氣凈化器消耗的電能來自于發(fā)電廠，成本高，且發(fā)電過程中往往伴隨著環(huán)境污染。而隨著全球能源的緊缺，尋求無污染，多來源的產(chǎn)電方式逐漸成為發(fā)展重點(diǎn)。在各種產(chǎn)電方式中，太陽(yáng)能來源廣，無污染的優(yōu)勢(shì)深得人們的喜歡，同時(shí)壓電效應(yīng)產(chǎn)電可以將我們?nèi)粘Ｉ钪袩o處不在的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽且环N非常具有前途的再生綠色能源。

日本學(xué)者應(yīng)用壓電換能效應(yīng)成功研制出可利用壓力發(fā)電的室內(nèi)地板，利用該地板可在乘客通過其表面時(shí)產(chǎn)生可使100w燈泡發(fā)光0.1s的電力?！叭巳恨r(nóng)場(chǎng)”設(shè)計(jì)的壓電裝置利用人邁一步的振動(dòng)能量可以發(fā)出的電可供兩只60瓦的燈光亮1秒的電能，利用行走28527步產(chǎn)生的能量就能驅(qū)動(dòng)一列火車一秒，而利用行走84162203步累積起來產(chǎn)生的能量則足以把航天飛機(jī)送進(jìn)太空。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供了一種混合發(fā)電路面與空氣凈化一體化系統(tǒng)，將太陽(yáng)能與壓電混合發(fā)電裝置置于人流量大的室外路面中，利用太陽(yáng)能和人踩踏的振動(dòng)能量產(chǎn)生電能，并將這部分電能經(jīng)過轉(zhuǎn)化輸送至空氣凈化裝置，使其正常工作實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)空氣的凈化。本發(fā)明有效解決了室內(nèi)空氣污染問題，所用能源綠色低碳，滿足節(jié)能環(huán)保的要求，有很高的社會(huì)價(jià)值。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種混合發(fā)電路面與空氣凈化一體化系統(tǒng)，包括混合發(fā)電模塊、dc/dc轉(zhuǎn)換器、控制模組、外部電源和空氣凈化裝置；所述混合發(fā)電模塊與dc/dc轉(zhuǎn)換器相連接，所述dc/dc轉(zhuǎn)換器與控制模組相互連接，所述控制模組與外部電源相互連接，所述外部電源與空氣凈化裝置相連接，所述dc/dc轉(zhuǎn)換器與空氣凈化裝置相連接。

進(jìn)一步地，所述混合發(fā)電模塊包括太陽(yáng)能模組、壓電模組和整流器；所述太陽(yáng)能模組接收太陽(yáng)光產(chǎn)生直流電，所述壓電模組接收人行走的振動(dòng)能生成交流電后通過整流器將交流電轉(zhuǎn)化為直流電，兩路直流電一起輸送至dc/dc轉(zhuǎn)換器。

進(jìn)一步地，所述壓電模組包括底板1、側(cè)板6、壓力接收裝置、聯(lián)動(dòng)裝置7、底座4和電能輸出裝置；所述壓力接收裝置和所述底座4均固定在所述底板1上；所述側(cè)板6和底板1固定連接形成支撐空間；所述底座4為空心的柱狀體；所述側(cè)板6為空心的柱狀體，外方內(nèi)圓，帶內(nèi)凸緣，其中內(nèi)圓半徑與所述底座4外圓半徑相等；所述電能輸出裝置設(shè)置在所述底座4上；所述壓力接收裝置與所述電能輸出裝置通過所述聯(lián)動(dòng)裝置7聯(lián)動(dòng)。

進(jìn)一步地，所述壓力接收裝置包括立柱3、彈簧2、壓桿8和頂板9；所述壓桿8與所述頂板9做成一體化結(jié)構(gòu)；所述壓桿8與所述聯(lián)動(dòng)裝置7固定連接在一起；所述立柱3固定在所述底板1的中心位置；所述壓桿8下端面上設(shè)有壓桿圓孔,壓桿圓孔套在所述立柱3上端；所述彈簧2套在所述底板1與壓桿8下端面之間的立柱3上，且壓桿圓孔底面與所述立柱3上表面隔空。

進(jìn)一步地，所述電能輸出裝置包括壓電疊堆5；所述壓電疊堆5固定在所述底座4的上表面與所述側(cè)板6的凸緣下表面上。

進(jìn)一步地，所述壓電疊堆5為多個(gè)壓電陶瓷片串聯(lián)而成。

進(jìn)一步地，所述聯(lián)動(dòng)裝置7包括環(huán)形平板與空心圓柱；所述環(huán)形平板內(nèi)圓半徑與所述壓桿8半徑相等；所述環(huán)形平板固定在所述空心圓柱內(nèi)部。

進(jìn)一步地，所述太陽(yáng)能模組為太陽(yáng)能收集裝置10，所述太陽(yáng)能收集裝置10固定在所述頂板9上。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明能夠利用壓電效應(yīng)將人行走產(chǎn)生的振動(dòng)能量轉(zhuǎn)換成電能,同時(shí)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能，供電效率高、綠色低碳、清潔安全、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用簡(jiǎn)便，有利于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模普及。

附圖說明

圖1是本發(fā)明整體系統(tǒng)圖；

圖2是本發(fā)明混合發(fā)電模塊中壓電模組和太陽(yáng)能模組結(jié)構(gòu)剖面圖；

圖3是本發(fā)明壓桿與頂板結(jié)合的主視剖面圖與俯視圖；

圖4是本發(fā)明聯(lián)動(dòng)裝置的主視剖面圖與俯視圖；

圖5是本發(fā)明側(cè)板與底板結(jié)合在一起的主視剖面圖與俯視圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

結(jié)合圖1，一種混合發(fā)電路面與空氣凈化一體化系統(tǒng)，包括混合發(fā)電模塊、dc/dc轉(zhuǎn)換器、控制模組、外部電源和空氣凈化裝置；所述混合發(fā)電模塊與dc/dc轉(zhuǎn)換器相連接，所述dc/dc轉(zhuǎn)換器與控制模組相互連接，所述控制模組與外部電源相互連接，所述外部電源與空氣凈化裝置相連接，所述dc/dc轉(zhuǎn)換器與空氣凈化裝置相連接。整體運(yùn)行情況如下：混合發(fā)電模塊產(chǎn)出電能，經(jīng)dc/dc轉(zhuǎn)換器將產(chǎn)出電能進(jìn)行調(diào)整和變換，輸送至空氣凈化裝置?？刂颇K對(duì)輸送電能進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)輸送電能不足以支持空氣凈化裝置工作時(shí)，開啟外部電源。

所述混合發(fā)電模塊包括太陽(yáng)能模組、壓電模組和整流器；所述混合發(fā)電模塊是一種既能收集行人行走產(chǎn)生的振動(dòng)能量能又能收集太陽(yáng)能的發(fā)電裝置；所述太陽(yáng)能模組接收太陽(yáng)光產(chǎn)生直流電，所述壓電模組接收人行走的振動(dòng)能生成交流電后通過整流器將交流電轉(zhuǎn)化為直流電，兩路直流電一起輸送至dc/dc轉(zhuǎn)換器。

結(jié)合圖2、圖3、圖4和圖5，所述壓電模組包括底板1、側(cè)板6、壓力接收裝置、聯(lián)動(dòng)裝置7、底座4和電能輸出裝置；所述壓力接收裝置和所述底座4均固定在所述底板1上；所述側(cè)板6和底板1固定連接形成支撐空間；所述底座4為空心的柱狀體；所述側(cè)板6為空心的柱狀體，外方內(nèi)圓，帶內(nèi)凸緣，其中內(nèi)圓半徑與所述底座4外圓半徑相等；所述電能輸出裝置設(shè)置在所述底座4上；所述壓力接收裝置與所述電能輸出裝置通過所述聯(lián)動(dòng)裝置7聯(lián)動(dòng)。

所述壓力接收裝置包括立柱3、彈簧2、壓桿8和頂板9；所述壓桿8與所述頂板9做成一體化結(jié)構(gòu)，并用大弧度圓角過渡；所述壓桿8與所述聯(lián)動(dòng)裝置7固定連接在一起；所述立柱3固定在所述底板1的中心位置；所述壓桿8下端面上設(shè)有壓桿圓孔,壓桿圓孔套在所述立柱3上端；所述彈簧2套在所述底板1與壓桿8下端面之間的立柱3上，壓桿8下端面抵在所述彈簧2上，且壓桿圓孔底面與所述立柱3上表面隔空。

所述電能輸出裝置包括壓電疊堆5；所述壓電疊堆5固定在所述底座4的上表面與所述側(cè)板6的凸緣下表面上。

所述壓電疊堆5為多個(gè)壓電陶瓷片串聯(lián)而成。

所述聯(lián)動(dòng)裝置7包括環(huán)形平板與空心圓柱；所述環(huán)形平板內(nèi)圓半徑與所述壓桿8半徑相等；所述環(huán)形平板固定在所述空心圓柱內(nèi)部。

所述太陽(yáng)能模組為太陽(yáng)能收集裝置10，所述太陽(yáng)能收集裝置10固定在所述頂板9上。所述太陽(yáng)能收集裝置包括鋼化玻璃、太陽(yáng)能板；所述太陽(yáng)能板固定于所述頂板9上；鋼化玻璃固定于所述太陽(yáng)能板上；所述頂板9上帶有引導(dǎo)導(dǎo)線的小孔。

所述dc/dc轉(zhuǎn)換器與混合發(fā)電裝置電能輸出端子相連，用于調(diào)整輸送的電壓與電流。

所述控制模組包括傳感器和控制器，傳感器用于監(jiān)測(cè)dc/dc轉(zhuǎn)換器輸送電流，控制器接收來自傳感器的信號(hào)后進(jìn)行處理，控制外部電源的輸出。

所述空氣凈化裝置與控制模組相連，為直流、小功率空氣凈化器。

綜上形成行人行走產(chǎn)生的振動(dòng)能量的沖擊式壓電與太陽(yáng)能綜合發(fā)電的單元結(jié)構(gòu)，將此單元結(jié)構(gòu)置于地面矩形坑內(nèi)，使得太陽(yáng)能收集裝置與地面平齊；單元結(jié)構(gòu)的布置位置、數(shù)量由所需發(fā)電量的大小、地形及人流量決定；多個(gè)單元結(jié)構(gòu)之間串聯(lián)連接；此方式可實(shí)現(xiàn)對(duì)行人踏步能量及太陽(yáng)能的綜合收集。

人流量小時(shí)，主要通過太陽(yáng)能板收集能量轉(zhuǎn)換為電能；人流量大時(shí)，主要通過壓電模組產(chǎn)電供能；壓電模組產(chǎn)電在初始狀態(tài)無人踩時(shí)，頂板9與地面等高，彈簧2處于未被壓縮狀態(tài)，此時(shí)壓電疊堆5在聯(lián)動(dòng)裝置7的初始擠壓下均受到初始?jí)毫的作用；當(dāng)行人通過時(shí)，頂板9受力帶動(dòng)壓桿8向下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)聯(lián)動(dòng)裝置7隨之向下運(yùn)動(dòng)，使得下面的壓電疊堆受到f+f’的力，上疊堆受到f-f’的力，上下壓電疊堆均發(fā)生形變，此時(shí)彈簧2處于壓縮狀態(tài)；行人離開時(shí)，聯(lián)動(dòng)裝置7在彈簧2的作用下向上運(yùn)動(dòng)，使得頂板9及壓電疊堆5均恢復(fù)初始狀態(tài)，此過程再次產(chǎn)生形變；循環(huán)反復(fù)的形變使得壓電疊堆產(chǎn)生電能。

壓電模組產(chǎn)生的交流電經(jīng)過整流器轉(zhuǎn)化為直流電和太陽(yáng)能產(chǎn)生的直流電一同輸送至dc/dc轉(zhuǎn)換器。dc/dc轉(zhuǎn)換器對(duì)直流電進(jìn)行電壓和電流變換，并將轉(zhuǎn)換完成的電流輸送至空氣凈化裝置接收端子。同時(shí)，位于dc/dc轉(zhuǎn)換器上的傳感器會(huì)將電路信息傳遞到控制模組，當(dāng)產(chǎn)生電能不足以支持空氣凈化裝置正常工作時(shí)，控制模組會(huì)通過開啟外部電源來進(jìn)行保障。

以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種混合發(fā)電路面與空氣凈化一體化系統(tǒng)，進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。