一种压电型简易发电桌椅

技术领域

本发明属于家居领域，具体涉及一种压电型简易发电桌椅。

背景技术

随着全球化石能源危机和环境问题的日益加重，节约化石能源、发展新能源已经逐渐成为人类社会的共识。在各种行业、各种领域中均存在不同程度的能源或能量浪费，因此，回收再利用这些浪费掉的能量将具有很大意义。其中，利用人体在日常生活中的产生的能量来发电早已是人们关注的重点。

桌椅作为家庭生活、商场、餐饮店的必需品，已经成为现代人每天频繁接触的物品。人体坐在餐桌旁边活动，例如习惯性抖腿的能量积累下来完全可以提供小范围的桌面照明和加热等功能，或者将其储存起来集中利用。目前市面上的类似功能的桌椅普遍是利用太阳能板光伏发电或电磁效应发电的原理，虽然功能上能够实现，但是存在很多局限性，例如需要阳光直射、桌椅需要加设额外的发电装置导致占地面积很大、笨重难以移动、发电效滤低等。因此现有发电型桌椅对场地及环境要求较高，导致其实用性不高。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种压电型简易发电桌椅。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明提供的一种压电型简易发电桌椅，包括：桌椅主体及发电储能一体单元，所述发电储能一体单元包括：压电纤维复合材料发电模块、能量采集模块、整流电路模块、储能模块、桌上照明及加热模块以及电源与开关模块，所述压电纤维复合材料发电模块的输出端与能量采集电路的输入端相连，所述能量采集电路的输出端与整流电路模块的输入端相连，所述整流电路模块的输出端与储能模块相连，储能模块则通过开关电源连接桌上照明及加热模块，所述桌椅主体放置在绝缘地毯上，所述绝缘地毯设置有所述压电纤维复合材料发电模块，所述发电储能一体位于所述桌椅主体面覆盖的位置处，与所述桌椅主体形成一体，当所述压电纤维复合材料发电模块检测要压力时，产生电能由所述能量采集模块存储，供给所述桌上照明及加热模块，在电源与开关模块处于开始状态时完成照明、加热。

可选的，所述压电纤维复合材料发电模块包括：椭球形按压键、外壳、压电纤维复合发电材料以及弹性挤压件，所述椭球形按压键设置在所述外壳上，所述外壳内包含所述弹性挤压件以及压电纤维负荷发电材料，所述椭球形按压键穿过所述外壳与外壳内呈倒立漏斗形状的弹性挤压件弹性连接，弹性挤压件的漏斗下方设置有压电机纤维负荷发电材料。

可选的，所述压电纤维复合材料发电模块设置在由绝缘材料制成的地毯的多个凹槽内，多个凹槽呈矩阵形式排列。

可选的，所述能量采集模块、所述整流电路模块以及所述储能模块，依次设置在所述桌椅主体底部，与桌椅主体可同时移动。

可选的，所述能量采集模块包括：LTC3588芯片、晶振、第一电容Ca、第二电容Cb、第三电容Cc、第四电容Ce以及第一电感La，所述LTC3588芯片的PZ1管脚连接晶振的一端，所述晶振的另一端与所述LTC3588芯片的PZ2管脚，所述LTC3588芯片的V

本发明提供的一种压电型简易发电桌椅，包括：桌椅主体、压电纤维复合材料发电模块、能量采集模块、整流电路模块、储能模块、桌上照明及加热模块以及电源与开关模块，人可以踩在放置有压电纤维复合材料发电模块的绝缘地毯上方，人在踩踏、抖腿时的动作可视为振动，对于压电纤维复合材料发电模块而言，受到一定机械振动的影响将会产生正压电效应，从而将机械能转化为电能，产生电能由所述能量采集模块存储，供给所述桌上照明及加热模块，在电源与开关模块处于开始状态时完成照明、加热。因此本发明提供的一种压电型简易发电桌椅实用性较高。

以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明提供一种压电型简易发电桌椅的结构侧视图；

图2为本发明提供的压电型简易发电桌椅的结构俯视图；

图3为本发明提供的发电储能一体单元的结构图；

图4为本发明提供的压电纤维复合材料发电模块的结构示意图；

图5为本发明提供的能量采集模块的结构示意图；

图6为本发明提供的整流电路模块的电路图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例一

结合如图1-图3所示，本发明提供的一种压电型简易发电桌椅包括：桌椅主体1及发电储能一体单元2，所述发电储能一体单元2包括：压电纤维复合材料发电模块3、能量采集模块4、整流电路模块5、储能模块6、桌上照明及加热模块7以及电源与开关模块8，所述压电纤维复合材料发电模块的输出端与能量采集电路的输入端相连，所述能量采集电路的输出端与整流电路模块的输入端相连，所述整流电路模块的输出端与储能模块相连，储能模块则通过开关电源连接桌上照明及加热模块，所述桌椅主体放置在绝缘地毯上，所述绝缘地毯设置有所述压电纤维复合材料发电模块，所述发电储能一体位于所述桌椅主体面覆盖的位置处，与所述桌椅主体形成一体，当所述压电纤维复合材料发电模块检测要压力时，产生电能由所述能量采集模块存储，供给所述桌上照明及加热模块，在电源与开关模块处于开始状态时完成照明、加热。

本发明提供的发电桌椅的工作原理如下：将压电纤维复合材料的发电装置放置于桌子下方，人可以踩在放置有压电纤维复合材料发电模块的绝缘地毯上方，人在踩踏、抖腿时的动作可视为振动，对于压电纤维复合材料发电模块而言，受到一定机械振动的影响将会产生正压电效应，从而将机械能转化为电能，产生的电能与能量采集电路相连，将采集到的电能储存起来。此外，桌面设计了可供照明的台灯和可供加热饭菜的加热板，二者的电源与储能装置相连，同时受到桌面电源开关模块的控制，当使用者按下开关，即可自由选择照明和加热，在夜间可以补充桌面光源，或防止饭菜因为久放而变凉。

本发明提供的一种压电型简易发电桌椅，包括：桌椅主体、压电纤维复合材料发电模块、能量采集模块、整流电路模块、储能模块、桌上照明及加热模块以及电源与开关模块，人可以踩在放置有压电纤维复合材料发电模块的绝缘地毯上方，人在踩踏、抖腿时的动作可视为振动，对于压电纤维复合材料发电模块而言，受到一定机械振动的影响将会产生正压电效应，从而将机械能转化为电能，产生电能由所述能量采集模块存储，供给所述桌上照明及加热模块，在电源与开关模块处于开始状态时完成照明、加热。因此本发明提供的一种压电型简易发电桌椅实用性较高。

实施例二

参考图2，作为本发明一种可选的实施例，所述能量采集模块、所述整流电路模块以及所述储能模块，依次设置在所述桌椅主体底部，与桌椅主体可同时移动。

参考图2，除了基本的桌椅主体部分，其他七个模块的安装位置如图2所示，这样排布既能减少占地面积，同时也避免了用户触碰电路导致的安全隐患。

实施例三

参考图4，作为本发明一种可选的实施例，所述压电纤维复合材料发电模块包括：椭球形按压键1、外壳2、压电纤维复合发电材料3以及弹性挤压件4，所述椭球形按压键设置在所述外壳上，所述外壳内包含所述弹性挤压件以及压电纤维负荷发电材料，所述椭球形按压键穿过所述外壳与外壳内呈倒立漏斗形状的弹性挤压件弹性连接，弹性挤压件的漏斗下方设置有压电机纤维负荷发电材料。

压电纤维复合材料发电模块的结构如附图4所示，主要由四部分组成，分别为椭球形按压键1、外壳2、压电纤维复合发电材料3以及弹性挤压件4组成。压电发电模块主要嵌入用NR，SBR和IIR等绝缘性能优良的非极性橡胶材料的地毯凹槽内，并呈矩阵方式排列。

实施例四

作为本发明一种可选的实施例，所述压电纤维复合材料发电模块设置在由绝缘材料制成的地毯的多个凹槽内，多个凹槽呈矩阵形式排列。

实施例五

作为本发明一种可选的实施例，如图5所示，所述能量采集模块包括：LTC3588芯片、晶振、第一电容Ca、第二电容Cb、第三电容Cc、第四电容Ce以及第一电感La，所述LTC3588芯片的PZ1管脚连接晶振的一端，所述晶振的另一端与所述LTC3588芯片的PZ2管脚，所述LTC3588芯片的V

实施例六

作为本发明一种可选的实施例，如图6所示，所述整流电路模块包括：电容：C3、C3_1、C3_2、C3_3、C4、C4_1、C4_2、C4_3、C4_4、C9-C17、R1-R6、R8-R10、稳压二极管：D1、D4、二极管：D2以及电感：L、三极管、UCC28019芯片以及二孔接口，C3、C3_1、C3_2、C3_3以及R5的一端、L的一端、D1的正端连接在一起，所述C3、C3_1、C3_2、C3_3的另一端、R2的一端、R4的一端连接在一起，R4的另一端分别与C10的一端以及UCC28019芯片的ISENSE的管脚相连，R5的另一端分别与UCC28019芯片的VINS管脚、R9的另一端相连，所述UCC28019芯片的ICOMP管脚与C9的一端、C11与R9并联，所述UCC28019芯片的GND管脚、C9的另一端、C10的另一端、R9的另一端接入数字地，R2的另一端、R3的一端、三极管的源极、C4、C4_1、C4_2、C4_3、C4_4的一端连接在一起接入数字地，所述UCC28019芯片的GATE管脚分别与R1的一端、D4的负端相连，D4的正端分别与R1的另一端、R3的另一端以及三极管的栅极相连，D1的负端、D2的正端、C4、C4_1、C4_2、C4_3、C4_4的另一端以及R6的一端连接在一起，L的另一端分别与三极管的漏极一会D2的正端相连在一起，R6的另一端、R10的一端、C15的一端以及所述UCC28019芯片的VSENSE管脚连接在一起，R10的另一端、C15的另一端、C14的另一端、C16的另一端、C13的另一端、C12的另一端连接在一起接入数字地，C12的一端、C13的一端与所述UCC28019芯片的VCC管脚连接在一起接入电源电压，C16的一端、C14的一端以及UCC28019芯片的VCOMP管脚连接在一起接入模拟地，C17的两端分别连接两孔接口的另个连接口，两孔接口的其中一个连接口接入电源电压，另一个连接口连接数字地。

参考图6，所述整流电路为全桥式整流电路，滤波电路采用电容电感复式滤波的无源滤波的电路。整流模块还包括一个DC-DC电压电路，该电路选择以UCC28019为芯片的BOOST电路作为直流变压DC-DC的控制芯片。

其中，所述储能模块采用12V 5AH的储能蓄电锂电池组，该电池成本低并且储能效率高，同时也更加安全。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。