[发明专利]一种压电储能键盘

说明书

技术领域

本发明涉及一种键盘，尤其是涉及一种压电储能键盘。

背景技术

目前，能源问题日益严峻，如何有效地利用能源，提高用能设备或工艺的能量利用效率，越来越被人们关注。压电材料具有显著的正压电效应(R.E.Newnham.Properties of Materials：Anisotropy，Symmetry，Structure.London：Oxford University Press，2004)。当人们使用键盘时，手指敲击或按压键盘会产生频繁的动态力，可以应用压电材料来收集人们敲击键盘时产生的能量并进行储存利用。采用压电材料结合滤波储能电路模块制作的压电发电和储能装置，具有结构简单、体积小、无污染、成本低、可小型化等优点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不仅具有信号传输功能，而且具有储存能量功能的压电储能键盘。

本发明从上至下依次设有键盘按键、压电板、键盘自身的定位与感应电路和能量储存电路；所述键盘按键上设有功能按键、字母按键、方向按键和小键盘，在压电板上设有功能按键压电板、字母按键压电板、方向按键压电板、小键盘压电板、电源正极和电源负极，所述功能按键压电板、字母按键压电板、方向按键压电板、小键盘压电板的位置与设在所述键盘按键上的功能按键、字母按键、方向按键和小键盘的位置对应；

所有压电板从上至下依次设有正极薄膜电极、压电材料层和负极薄膜电极，在功能按键压电板、字母按键压电板、方向按键压电板和小键盘压电板上分别设有电源正极和电源负极，所述电源正极和电源负极分别与功能按键压电板、字母按键压电板、方向按键压电板和小键盘压电板连接；

所述键盘自身的定位与感应电路上设有键盘自身的定位与感应电路的正极和键盘自身的定位与感应电路的负极；

所有压电材料层按并联方式与能量储存电路连接。

所述压电材料层可采用压电材料片、压电薄膜或压电纤维层等。

所述能量储存电路可设有压电材料片、全桥整流堆、电容器、储能电池、电阻器和负载，压电材料片与全桥整流堆连接，电容器与全桥整流堆连接，储能电池与电容器并联，电阻器与负载串联，电阻器和负载的串联电路两端分别与储能电池并联。

所述压电材料层可采用多种压电材料体系，如压电陶瓷、压电高聚物或复合材料，所述复合材料可选自锆钛酸铅(PZT)、钛酸钡(BT)、铌酸钾钠(KNN)、钛酸铋钠(BNT)、奇数尼龙、PVDF(聚偏氟乙烯)、压电陶瓷、压电高聚物等中的至少一种；所述压电材料层的厚度可为10～2000μm。

本发明先分别制得与键盘键盘按键相配合的压电材料片、压电薄膜或压电纤维；再用有机物将其包覆提高其柔韧性，然后将包覆好的压电材料片、压电薄膜或压电纤维置于键盘按键下方，并且使其与该键盘按键下面的受力区域相对应，将包覆后的压电材料片或压电纤维的电极接入能量储存电路，使电能储存于可充放电储能电池中。

按照本发明提供的一种绿色节能型压电储能键盘，特别适用于各种便携式电子设备上的键盘，键盘包括键盘本身的若干键盘按键、电路薄膜及与所述键盘按键呈上下活动配合的弹性帽胶，以及置于键盘按键下的复合后的压电材料片、压电薄膜或压电纤维，还包括与压电材料片、压电薄膜或压电纤维相连接的薄膜电极和能量储存电路。键盘按键下的压电材料片、压电薄膜或压电纤维与键盘按键相配合，当按下键盘按键时，由于压电材料、压电薄膜或压电纤维受力而产生电信号，接入能量储存电路后把电能储存起来。

按照本发明提供的一种绿色节能型压电储能键盘，所述压电材料片、压电薄膜或压电纤维可进行有机物包覆，提高其柔韧性。由复合后的压电材料片、压电薄膜或压电纤维及上下两层薄膜电极构成的压电板与该键盘按键的受力位置相对应。该种绿色节能型压电储能键盘采用相应的储能滤波电路与之相配合。

本发明的突出优点是实现了将手指敲击或按压键盘频繁产生的动态力转化为电能的功能，并且把电能储存起来以提供电子设备使用。这样使得键盘不仅具有信号传输的功能，而且具有储存能量的功能。

附图说明

图1为本发明实施例的结构组成示意图。

图2为本发明实施例的压电板的结构组成示意图。

图3为本发明实施例的单个键盘按键的结构组成示意图。

图4为本发明实施例的能量储存电路的组成原理图。

具体实施方式

以下实施例将结合附图对本发明作进一步的说明。

实施例1