一种楼梯踩踏发电装置

技术领域

本发明涉及楼梯发电，特别涉及一种楼梯踩踏发电装置。

背景技术

对于世界上众多的人口而言，能源是生存发展的基础性问题。要提高生活水平，发展经济，都离不开能源，而能源危机一直是困扰世界各国的一个难题。由于生产、生活水平的提高，我国的电力供应和人们日益增长的用电需求的矛盾日显突出，在用电高峰期尤其如此，为了缓解电力紧缺状况，政府不得不采取限电措施，而这一措施的实施又会极大地抑制消费，不利于我国的经济增长。因此，除了限电措施以外，潮汐发电、风力发电等电力开源措施被广泛应用。

除以上开源措施外，也可以考虑将日常生活中的物品转化成为发电装置，比如楼梯踏板、健身器械等，近年来，通过将人行走时对地板产生的压力与振动转换成电能的发电方式获得大家的高度关注。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种楼梯踩踏发电装置，可以有效地利用人行走时对楼梯产生的压力进行发电。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种楼梯踩踏发电装置，包括设于各楼梯台阶顶部的踩踏板，所述踩踏板一侧铰接在楼梯台阶顶面，所述踩踏板至少一端通过传动机构连接有电磁发电机构，安装在所述楼梯台阶内的所述电磁发电机构与用电器或蓄电池连接。所述传动机构用于驱动所述电磁发电机构发电，进而为所述用电器或蓄电池供电。

进一步地，所述电磁发电机构包括从动机构、磁铁圆筒以及与之相对应的线圈组件，所述磁铁圆筒至少一端固定有与传动机构相对应的从动机构。所述磁铁圆筒转动连接在楼梯台阶内部空腔中，所述线圈组件固定在楼梯台阶内部空腔腔壁上且套设在磁铁圆筒外壁上。

进一步地，所述从动机构包括转动连接在楼梯台阶侧壁上的过渡轮，所述过渡轮中央穿插有中心轴，所述过渡轮上设有棘轮组件，所述磁铁圆筒固定在所述棘轮组件上。

进一步地，所述传动机构包括连杆、曲柄，所述连杆一端转动连接在踩踏板的侧壁上，另一端转动连接在所述曲柄一端。所述曲柄与所述过渡轮固定连接。

进一步地，所述曲柄上以及过渡轮的轴孔边沿上均开设有销孔，所述销孔中穿插有销柱，所述销柱穿过销孔将曲柄与过渡轮彼此固定。

进一步地，所述棘轮组件包括套设在所述过渡轮上的传动轮以及位于所述过渡轮外壁上的棘爪，所述传动轮套孔内壁上设有圆周分布的多个棘齿，所述棘爪卡设在所述棘齿内且至少为一个。所述磁铁圆筒固定在所述传动轮上。

进一步地，所述棘爪包括顶板，所述顶板一端铰接在过渡轮的外壁上，另一端相对所述过渡轮的外壁凸起且通过顶板弹簧与该外壁连接。

进一步地，所述传动轮与所述磁铁圆筒之间的连接方式为销轴连接或者螺纹连接。

进一步地，所述过渡轮通过深沟球轴承转动连接在所述楼梯台阶侧壁上。

进一步地，所述踩踏板另一侧通过回弹机构与楼梯台阶相连，所述回弹机构为弹簧。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

一、本发明中，对于人流量特别大的场景，例如学生上下课，回弹机构可防止踏板一直处于被踩踏的情况，而使装置充分发挥作用收集到更多的电能。

二、本发明中，棘轮组件可以使得该装置在人离开踩踏板的时候，磁铁圆筒能够继续转动，进而能够充分收集剩余能量。

三、本发明中，无笨重金属机械部件，且是建立在原有的楼梯基础之上，结构轻便简单，便于维护，且发电效率高，应用前景大，可行性高，制作成本低。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明传动机构结构示意图（深沟球轴承未标出）；

图3为本发明结构连接示意图（深沟球轴承未标出）；

图4为本发明结构连接示意图二；

图5为本发明棘轮组件结构示意图；

图6为本发明棘轮组件结构连接示意图；

图7为本发明棘轮组件棘爪结构示意图；

图8为本发明磁铁圆筒结构示意图；

图9为本发明整体结构剖面图。

图中：1、楼梯台阶；2、弹簧；3、踩踏板；4、连杆；5、曲柄；6、销孔；7、销柱；8、过渡轮；9、中心轴；10、深沟球轴承；11、传动轮；12、顶板；13、顶板弹簧；14、磁铁圆筒；15、线圈组件。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1~9所示，一种楼梯踩踏发电装置，包括设于各楼梯台阶1顶部的踩踏板3，踩踏板3一侧铰接在楼梯台阶1顶面，另一侧通过弹簧2与楼梯台阶1相连。踩踏板3一端通过传动机构连接有电磁发电机构，安装在楼梯台阶1内的电磁发电机构与用电器或蓄电池连接。传动机构用于驱动电磁发电机构发电，进而为用电器或蓄电池供电。电磁发电机构包括从动机构、磁铁圆筒14以及与之相对应的线圈组件15，磁铁圆筒14一端固定有与传动机构相对应的从动机构。磁铁圆筒14转动连接在楼梯台阶1内部空腔中，线圈组件15固定在楼梯台阶1内部空腔腔壁上且套设在磁铁圆筒14外壁上。从动机构包括转动连接在楼梯台阶1侧壁上的过渡轮8，过渡轮8中央穿插有中心轴9，过渡轮8上设有棘轮组件，磁铁圆筒14固定在棘轮组件上。传动机构包括连杆4、曲柄5，连杆4一端转动连接在踩踏板3的侧壁上，另一端转动连接在曲柄5一端。曲柄5与过渡轮8固定连接。曲柄5上以及过渡轮8的轴孔边沿上均开设有销孔6，销孔6中穿插有销柱7，销柱7穿过销孔6将曲柄5与过渡轮8彼此固定。棘轮组件包括套设在过渡轮8上的传动轮11以及位于过渡轮8外壁上的棘爪，传动轮11套孔内壁上设有圆周分布的多个棘齿，棘爪卡设在所述棘齿内且为一个。磁铁圆筒14固定在传动轮11上。棘爪包括顶板12，顶板12一端铰接在过渡轮8的外壁上，另一端相对过渡轮8的外壁凸起且通过顶板弹簧13与该外壁连接。传动轮11与磁铁圆筒14之间的连接方式为销轴连接或者螺纹连接。过渡轮8通过深沟球轴承10转动连接在楼梯台阶1侧壁上。

需要说明的是，本发明一种楼梯踩踏发电装置的工作原理是：当人们上楼时，踩动踩踏板3，踩踏板3一端向下移动，压缩弹簧2，与踩踏板3一端相连的连杆4也一同向下移动，进而带动曲柄5绕中心轴9做圆周运动，曲柄5做圆周运动的同时，与之相连的过渡轮8也开始在楼梯台阶1侧壁上的深沟球轴承10中开始转动，过渡轮8的侧壁上安装有棘爪，棘爪由顶板12和顶板弹簧13组成，因此可以回弹。棘爪通过棘齿带动传动轮11转动，传动轮11带动固定在其上的磁铁圆筒14转动，磁铁圆筒14转动时，线圈组件15可以通过切割磁感线而发电。当脚离开踩踏板3时，踩踏板3在弹簧2的作用下恢复原状，进而导致过渡轮8向相反方向转动，带动棘爪往传动轮11的相反方向运动，但由于棘爪具有弹性，因此棘爪并没有对传动轮11的运动起到阻碍作用，传动轮11依旧能够在惯性的作用下带动磁铁圆筒14继续转动，实现对剩余能量的充分利用。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。