[发明专利]一种自行车脚踏板发电照明装置

说明书

技术领域

本发明涉及能量转换领域，具体涉及一种利用无铅压电陶瓷作为能量转换核心元件，通过压电效应产生电能的自行车脚踏板发电照明装置。

背景技术

目前，自行车较少配有照明光源，人员在夜间骑行时视野差、安全系数低。少量自行车配有照明装置，而且其电源多为插拔式充电电池或一次性碱性电池。电池充电、安装操作极为繁琐，废旧碱性电池或铅酸充电电池都对环境造成危害。

压电陶瓷通过正压电效应可以将机械能转换为电能，通过逆压电效应可将电能转化为机械能。目前大量使用的压电材料是以氧化铅为原理的铅基压电陶瓷，考虑到环保和人类身体健康的因素，无铅压电陶瓷成为一种备受关注的新型能量收集和能量转换材料。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种自行车脚踏板发电照明装置，用于解决现有技术中自行车夜间骑行时照明电源带来的不便的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种自行车脚踏板发电照明装置，所述自行车脚踏板发电照明装置包括发电装置及照明电路，所述发电装置装配在自行车脚踏板上，用于将脚踩脚踏板的部分动能，基于压电陶瓷的压电效应转换为电能，所述照明电路用于将所述电能直接用于照明或存储。

作为本发明的自行车脚踏板发电照明装置的一种优选方案，所述发电装置包括无铅压电陶瓷内嵌的脚踏板，所述照明电路包括桥式整流电路、电能存储器及照明部件。

作为本发明的自行车脚踏板发电照明装置的一种优选方案，所述发电装置的压电陶瓷内嵌两只脚踏板的正反两面。

作为本发明的自行车脚踏板发电照明装置的一种优选方案，各个脚踏板单面均分布有多个并联的压电陶瓷，以保证踏板前倾、后倾或平置均能触及压电陶瓷。

作为本发明的自行车脚踏板发电照明装置的一种优选方案，所述压电陶瓷为无铅压电陶瓷，包括钛酸钡基压电陶瓷、钛酸铋钠基压电陶瓷及铌酸钾钠基压电陶瓷的一种。

作为本发明的自行车脚踏板发电照明装置的一种优选方案，所述发电装置的发电原理为一只脚踏板受到用力踩踏时，另一只脚踏板处于松弛状态，如此交替循环形成了对压电陶瓷有频率的压缩，从而产生了频率两倍于脚踏板转动的电流脉冲。

作为本发明的自行车脚踏板发电照明装置的一种优选方案，所述脚踏板包括上层结构、中间层结构及下层结构，其中：

所述中间层的上表面均分布有多个上凹槽，下表面分布有多个下凹槽，各上凹槽及下凹槽的底部中心位置固定有压电陶瓷，且各上凹槽及下凹槽中内嵌有弹簧，所述弹簧的直径大于压电陶瓷的直径；

所述上层结构包括盖板，所述盖板下表面对应上凹槽的位置有设置有柱体；

所述下层结构包括盖板，所述盖板下表面对应下凹槽的位置有设置有柱体；

当受到踩踏力时，所述弹簧受压缩，各柱体接触压电陶瓷片并施加压力，产生电能，当踩踏力去除后，在弹簧的回复力下，各柱体与压电陶瓷片分离，完成一次压电效应。

作为本发明的自行车脚踏板发电照明装置的一种优选方案，所述照明电路包括：由四个二极管组成的桥式整流电路、滤波电容、开关、LED灯、充电电池以及二极管，其中：

所述桥式整流电路的第一端及第三端分别连接与压电陶瓷的上下两端，第二端及第四端分别连接于滤波电容的两端、述充电电池的两端以及LED灯的正极及负极、所述二极管连接于所述滤波电容与充电电池之间，以防止电流倒充，所述开关串联于所述LED灯，用于控制所述LED灯的开启与关闭。

作为本发明的自行车脚踏板发电照明装置的一种优选方案，关闭开关，则电路仅对充电电池进行充电；打开开关，骑行时压电陶瓷的电能可直接为LED灯供电，当没有踩踏力时，则由充电电池为LED灯供电，以保证整个骑行过程中有连续电源。

进一步地，所述充电电池为可拆装设置，取出后的充电电池可作为独立移动电源使用。

如上所述，本发明提供一种自行车脚踏板发电照明装置，所述自行车脚踏板发电照明装置包括发电装置及照明电路，所述发电装置装配在自行车脚踏板上，用于将脚踩脚踏板的部分动能，基于压电陶瓷的压电效应转换为电能，所述照明电路用于将所述电能直接用于照明或存储。本发明的器件全部内嵌在自行车的脚踏板和大梁中，对自行车的外观没有改变；而且本发明节能环保，可长期供电。

附图说明

图1显示为本发明的自行车脚踏板发电照明装置的发电装置中间层结构的示意图。

图2显示为本发明的自行车脚踏板发电照明装置的发电装置上层结构或下层结构的示意图。