一種自行車避震坐墊發電方法及避震坐墊發電裝置與流程

本發明涉及新能源領域，具體涉及一種自行車避震坐墊發電方法，及實施該方法的避震坐墊發電裝置。

背景技術：

車輛在運行過程中經常上下顛簸震動，也產生了震動的能量，以往人們都是在車輛上安裝了彈簧或避震坐墊，以減緩車輛顛簸帶來的不適，但是，并不能有效的利用車輛震動的能量，當前，環保和能源問題已經成為世界性問題，因此，一種既環保又節能，并可以將車輛運行過程中上下震動產生的機械能轉變成電能的裝置就被提出。

現在有一些利用車輛震動的技術來發電，但是一般都是通過震動帶動飛輪，切割磁感線，將震動的機械能轉換為電能，零部件多，結構復雜，維修麻煩，而且由于車輛在行駛過程中震動頻繁，并不能穩定發電。

技術實現要素：

本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種自行車避震坐墊發電方法，解決目前采用震動帶動飛輪切割磁感線發電，發電不穩定的問題，本發明還提供實施發電方法的避震坐墊發電裝置，解決由于在避震坐墊上安裝發電組件，使得避震坐墊不能正常避震及由于壓力發電片受到的壓力面積大，不能很好的接收壓力勢能的問題。

本發明為實現上述目的所采用的技術方案是：

一種自行車避震坐墊發電方法，其包括以下步驟：

(1)設置避震坐墊，該避震坐墊包括避震彈簧；

(2)于避震彈簧上端設置雙層鋼板；

(3)于雙層鋼板之間設置壓力發電組件；該壓力發電組件包括設于雙層鋼板之間四周的多個支撐彈簧，及設于雙層鋼板之間的至少一個壓力發電片；且支撐彈簧的總彈性系數小于避震彈簧的彈性系數；

(4)設置蓄能組件，該蓄能組件與壓力發電組件電聯接；

(5)自行車行駛過程中，避震坐墊伸縮緩沖路面的震動，并向壓力發電組件傳遞壓力勢能，支撐彈簧也隨之伸縮往復運動，在支撐彈簧被壓縮時，壓力發電片受到雙層鋼板的壓力，產生電流，電流經過處理后對蓄能組件進行蓄能，從而實現發電。

所述壓力發電片下部均勻設有四個下墊腳，于壓力發電片上部中間設有一個上墊腳。

所述蓄能組件包括整流電路、穩壓電路和蓄電池，且其還連接有一USB插口，在需要充電時候，把用電器插上USB插口，即可充電；所述蓄能組件與壓力發電組件電包裹在坐墊里面，防止爆曬和塵埃，坐墊里面設置防水布，防止蓄能組件與壓力發電組件進水；USB充電插口設置在坐墊外面；USB插口帶有防水罩，充電時候拔開；充電完畢后插回USB插口，防水防塵。

所述壓力發電片包括壓電陶瓷和基板，所述壓電陶瓷的制備方法包括以下步驟：

(1)按如下重量份數預備各組分：

(2)將步驟(1)的陶瓷粉體、丙烯酰胺、交聯劑、分散劑和碳化硅，在轉速為1000r/min條件下，進行球磨3～4小時，得到陶瓷漿料；

(3)向步驟(2)所得到的陶瓷漿料中加入戊酸，并在400r/min條件下，繼續球磨2小時；

(4)向步驟(3)中加入催化劑和引發劑，進行攪拌發泡，得到陶瓷泡沫漿料；

(5)將步驟(4)中的陶瓷泡沫漿料注入模具中，并加入固化劑和黏結劑，進行固化，然后置于50℃烘箱內干燥12小時，然后進行高溫燒結，得到壓電陶瓷。

所述交聯劑為N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺；所述分散劑為阿拉伯樹膠；所述催化劑為：N,N,N’,N’-四甲基乙二胺；所述引發劑為過硫酸銨；所述固化劑為氯化鈣；所述黏結劑為聚乙烯醇PVA。

一種實施所述方法制備的避震坐墊發電裝置，其包括避震坐墊，該避震坐墊包括避震彈簧；于避震彈簧上端設有雙層鋼板；于雙層鋼板之間設有壓力發電組件；所述壓力發電組件包括設于雙層鋼板之間四周的多個支撐彈簧，及設于雙層鋼板之間的至少一個壓力發電片；且支撐彈簧的總彈性系數小于避震彈簧的彈性系數；蓄能組件，該蓄能組件與壓力發電組件電聯接。

所述避震坐墊下端連接車體底盤，所述雙層鋼板上端連接車身架。

所述壓力發電片下部均勻設有四個下墊腳，于壓力發電片上部中間設有一個上墊腳。

所述壓力發電片包括壓電陶瓷和基板，發電陶瓷電連接為正極，基板電連接為負極。

所述蓄能組件包括整流電路、穩壓電路和蓄電池，且其還連接有一USB插口，在需要充電時候，把用電器插上USB插口，即可充電；所述蓄能組件與壓力發電組件電包裹在坐墊里面，防止爆曬和塵埃，坐墊里面設置防水布，防止蓄能組件與壓力發電組件進水；USB充電插口設置在坐墊外面；USB插口帶有防水罩，充電時候拔開；充電完畢后插回USB插口，防水防塵。

雙層鋼板四周邊緣相對設有通孔，所述雙層鋼板通過螺絲固定。

壓力發電片先以并排方式合適鋪滿在鋼板夾層的下方鋼板上面，然后通過上下疊加的方式內置在鋼板夾層中，壓力發電片電連接，電連接為并聯或者串聯。

本發明壓力發電片選擇用雙晶矩形壓電發電片，并聯型，正反兩面陶瓷用導線接到一起引出一個電極，銅板引出一個電極。只要雙晶矩形壓電發電片表面受到擠壓或者其表面應力變化，即可產生電流，雙晶矩形壓電發電片具體參數如下：

①懸臂支撐，自由端最大變形量7mm；

②簡支支承，中間位置最大位移量3mm；

③電壓輸出值：0<U<10V；電流輸出值：0<I<2mA。

由于避震坐墊產生壓力勢能足夠大，并且雙晶矩形壓電發電片的表面結構使用了應力集中設計，所以使每塊雙晶矩形壓電發電片受壓時候都是滿負荷輸出，所以每塊雙晶矩形壓電發電片每次受壓電壓輸出值：U＝10V；電流輸出值：I＝2mA。

本發明的有益效果是：本發明通過在自行車避震坐墊處設置發電裝置，采用壓力發電片，通過自行車在行駛過程中產生的震動，觸發壓力發電片產生電流，從而實現發電；本發明通過在避震坐墊上端設置雙層鋼板，并將壓力發電片設于雙層鋼板之間，從而能夠有效減小對避震坐墊的影響，本發明還通過在壓力發電片上下表面設置墊腳，從而能夠更好的將壓力勢能轉化為電能。

附圖說明

圖1為本發明的整體結構示意圖；

圖2為本發明壓力發電片結構示意圖；

圖3為在自行車上使用狀態結構示意圖。

圖中：1.避震彈簧 2.雙層鋼板 3.支撐彈簧 4.壓力發電片

5.下墊腳 6.上墊腳 7.壓電陶瓷 8.基板 9.避震坐墊

10.皮質坐墊

具體實施方式

實施例：參見圖1至圖3，本實施例提供一種自行車避震坐墊發電方法，其包括以下步驟：

(1)設置避震坐墊9，該避震坐墊9包括避震彈簧1；

(2)于避震彈簧1上端設置雙層鋼板2；

(3)于雙層鋼板2之間設置壓力發電組件；該壓力發電組件包括設于雙層鋼板之間四周的多個支撐彈簧3，及設于雙層鋼板2之間的至少一個壓力發電片4；且支撐彈簧3的總彈性系數小于避震彈簧1的彈性系數；

(4)設置蓄能組件，該蓄能組件與壓力發電組件電聯接；

(5)自行車行駛過程中，避震坐墊伸縮緩沖路面的震動，并向壓力發電組件傳遞壓力勢能，支撐彈簧也隨之伸縮往復運動，在支撐彈簧被壓縮時，壓力發電片受到雙層鋼板的壓力，產生電流，電流經過處理后對蓄能組件進行蓄能，從而實現發電。

所述壓力發電片4下部均勻設有四個下墊腳5，于壓力發電片4上部中間設有一個上墊腳6。

所述蓄能組件包括整流電路、穩壓電路和蓄電池，且其還連接有一USB插口，在需要充電時候，把用電器插上USB插口，即可充電；所述蓄能組件與壓力發電組件電包裹在坐墊里面，防止爆曬和塵埃，坐墊里面設置防水布，防止蓄能組件與壓力發電組件進水；USB充電插口設置在坐墊外面；USB插口帶有防水罩，充電時候拔開；充電完畢后插回USB插口，防水防塵。

所述壓力發電片包括壓電陶瓷7和基板8，所述壓電陶瓷7的制備方法包括以下步驟：

(1)按如下重量份數預備各組分：

(2)將步驟(1)的陶瓷粉體、丙烯酰胺、交聯劑、分散劑和碳化硅，在轉速為1000r/min條件下，進行球磨3～4小時，得到陶瓷漿料；

(3)向步驟(2)所得到的陶瓷漿料中加入戊酸，并在400r/min條件下，繼續球磨2小時；

(4)向步驟(3)中加入催化劑和引發劑，進行攪拌發泡，得到陶瓷泡沫漿料；

(5)將步驟(4)中的陶瓷泡沫漿料注入模具中，并加入固化劑和黏結劑，進行固化，然后置于50℃烘箱內干燥12小時，然后進行高溫燒結，得到壓電陶瓷。

所述交聯劑為N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺；所述分散劑為阿拉伯樹膠；所述催化劑為：N,N,N’,N’-四甲基乙二胺；所述引發劑為過硫酸銨；所述固化劑為氯化鈣；所述黏結劑為聚乙烯醇PVA。

一種實施所述方法制備的避震坐墊發電裝置，其包括避震坐墊9，該避震坐墊9包括避震彈簧1；于避震彈簧1上端設有雙層鋼板2；于雙層鋼板2之間設有壓力發電組件；所述壓力發電組件包括設于雙層鋼板2之間四周的多個支撐彈簧3，及設于雙層鋼板2之間的至少一個壓力發電片4；且支撐彈簧3的總彈性系數小于避震彈簧1的彈性系數；蓄能組件，該蓄能組件與壓力發電組件電聯接。

所述避震坐墊9下端連接車身架，所述雙層鋼板2上端連接皮質坐墊10。

所述壓力發電片4下部均勻設有四個下墊腳5，于壓力發電片上部中間設有一個上墊腳6。

所述壓力發電片4包括壓電陶瓷7和基板8，發電陶瓷7電連接為正極，基板電連接為負極。

所述蓄能組件包括整流電路、穩壓電路和蓄電池，且其還連接有一USB插口，在需要充電時候，把用電器插上USB插口，即可充電；所述蓄能組件與壓力發電組件電包裹在坐墊里面，防止爆曬和塵埃，坐墊里面設置防水布，防止蓄能組件與壓力發電組件進水；USB充電插口設置在坐墊外面；USB插口帶有防水罩，充電時候拔開；充電完畢后插回USB插口，防水防塵。

雙層鋼板2四周邊緣相對設有通孔，所述雙層鋼板通過螺絲固定。

以上所述，僅為本發明的較佳可行實施例，并非用以局限本發明的專利范圍，故凡運用本發明說明書內容所作的等效步驟及結構變化，均包含在本發明的保護范圍內。