一種自發(fā)電報(bào)警地毯的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及多層壓電摩擦薄膜發(fā)電技術(shù)，具體涉及一種自發(fā)電報(bào)警地毯。
【背景技術(shù)】
[0002]從生活環(huán)境中采集能量被廣泛視為實(shí)現(xiàn)綠色能源和能源可持續(xù)發(fā)展的有效途徑，將有望在無線傳輸系統(tǒng)、植入式醫(yī)療器件乃至消費(fèi)類電子的供能中發(fā)揮重要作用。而基于摩擦起電與靜電感應(yīng)原理的單表面摩擦發(fā)電機(jī)以其體積小、應(yīng)用便捷開始受到人們的關(guān)注，并在壓力探測等傳感領(lǐng)域有了一定的應(yīng)用。
[0003]針對家庭住宅入室盜竊進(jìn)行的家庭安防措施對于保證家庭財(cái)產(chǎn)及人身安全有著非常重要的作用，隨著犯罪分子的作案手段多樣化，如防盜門、防盜護(hù)欄以及可視門鈴等傳統(tǒng)安防措施由于其不夠智能且需要外部供電或者定期更換電池的不足，已經(jīng)不能夠滿足居民對于可靠安防的要求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]有鑒于此，本實(shí)用新型提供一種自發(fā)電報(bào)警地毯，旨在實(shí)現(xiàn)地毯的自發(fā)供能式報(bào)塾目ο
[0005]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案具體為:
[0006]一種自發(fā)電報(bào)警地毯，包括地毯上層、地毯下層和發(fā)電膜，所述發(fā)電膜嵌于所述地毯上層和所述地毯下層之間。
[0007]在上述自發(fā)電報(bào)警地毯中，所述發(fā)電膜為多層壓電-摩擦發(fā)電膜。
[0008]在上述自發(fā)電報(bào)警地毯中，所述多層壓電-摩擦發(fā)電膜包括依次設(shè)置的壓電薄膜單元和摩擦薄膜單元，所述壓電薄膜單元包括壓電薄膜和置于所述壓電薄膜兩側(cè)的壓電薄膜電極，所述摩擦薄膜單元包括摩擦薄膜電極以及置于所述摩擦薄膜電極與所述壓電薄膜單元之間的摩擦薄膜。
[0009]在上述自發(fā)電報(bào)警地毯中，所述壓電薄膜為PVDF壓電薄膜。
[0010]在上述自發(fā)電報(bào)警地毯中，所述摩擦薄膜包括依次設(shè)置的摩擦層和襯底。
[0011 ] 在上述自發(fā)電報(bào)警地毯中，所述多層壓電-摩擦發(fā)電膜依次經(jīng)電壓轉(zhuǎn)換電路、儲能電路連接至無線發(fā)射電路。
[0012]在上述自發(fā)電報(bào)警地毯中，所述電壓轉(zhuǎn)換電路包括降壓變壓器和交直流轉(zhuǎn)換器，其中:所述多層壓電-摩擦發(fā)電膜的輸出端與所述降壓變壓器的輸入端相連接，用于對多層壓電-摩擦發(fā)電膜產(chǎn)生的交流電信號進(jìn)行降壓處理；所述降壓變壓器的輸出端與交直流轉(zhuǎn)換器相連，所述交直流轉(zhuǎn)換器包括依次連接的整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路，降壓后的交流電信號經(jīng)所述交直流轉(zhuǎn)換器處理后轉(zhuǎn)換為直流電；所述交直流轉(zhuǎn)換器的輸出端與所述無線發(fā)射電路相連接。
[0013]本實(shí)用新型產(chǎn)生的有益效果是:
[0014]本實(shí)用新型的發(fā)電報(bào)警地毯基于摩擦起電及靜電感應(yīng)原理，鋪設(shè)在電毯內(nèi)層用于收集人踩壓地毯時壓力及摩擦產(chǎn)生的能量，通過合理的電路設(shè)計(jì)，可以將發(fā)電地毯產(chǎn)生的電能傳遞給控制電路；控制電路上電后通過無線方式發(fā)出報(bào)警信息。較之于電磁原理的發(fā)電機(jī)，基于摩擦起電與靜電感應(yīng)原理的單表面摩擦發(fā)電膜體積小，具有高電壓輸出和較強(qiáng)的充電能力，而且本發(fā)明的自發(fā)電報(bào)警地毯不需要改變地毯現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)，不會對其正常使用功能的實(shí)現(xiàn)造成任何不便；此外，采用柔質(zhì)的多層壓電-摩擦材料的發(fā)電地毯具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低的優(yōu)點(diǎn)，且對外部接觸材料無選擇性，適應(yīng)性良好，有利于大規(guī)模生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0015]當(dāng)結(jié)合附圖考慮時，能夠更完整更好地理解本實(shí)用新型。此處所說明的附圖用來提供對本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。
[0016]圖1為本實(shí)用新型一種自發(fā)電報(bào)警地毯的安裝結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為本實(shí)用新型一種自發(fā)電報(bào)警地毯的多層壓電-摩擦發(fā)電膜的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3為本實(shí)用新型一種自發(fā)電報(bào)警地毯的控制電路的電路示意圖。
[0019]1、地毯上層2、多層壓電-摩擦發(fā)電膜21、壓電薄膜22、壓電薄膜電極23、摩擦層24、襯底25、聚合物材料電極3、地毯下層。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0021]如圖1所示，多層壓電-摩擦發(fā)電膜2嵌于普通地毯的上、下層(1、3)內(nèi)側(cè)，多層壓電-摩擦發(fā)電膜2的結(jié)構(gòu)進(jìn)一步參照圖2，主要包括依次設(shè)置的壓電薄膜單元(包括壓電薄膜及其兩側(cè)的壓電薄膜電極)和摩擦薄膜單元(包括摩擦薄膜電極以及設(shè)于摩擦薄膜電極和壓電薄膜單元之間的摩擦薄膜)，在本實(shí)施例中，具體包括依次設(shè)置的PVDF壓電薄膜21、鋁電極22、具有微納復(fù)合結(jié)構(gòu)的摩擦層23、襯底24以及聚合物材料電極25，當(dāng)人在踩壓地毯的過程中，地毯會產(chǎn)生不規(guī)則的形變，從而導(dǎo)致嵌于地毯上、下層(1、3)之間的多層壓電摩擦發(fā)電薄膜產(chǎn)生形變，而多層壓電-摩擦發(fā)電薄膜2采集并吸收形變中的機(jī)械能以及摩擦產(chǎn)生的能量，并將其轉(zhuǎn)換為電能，如圖3所示，轉(zhuǎn)換的電能經(jīng)電壓轉(zhuǎn)換電路降壓并轉(zhuǎn)為直流電后存儲于儲能電路，無線發(fā)射電路的輸入端與儲能電路的輸出端相連，當(dāng)有報(bào)警必要的時候，儲能電路對無線發(fā)射電路供電，使其發(fā)出無線報(bào)警信號，屋內(nèi)的無線接收及報(bào)警電路接收到無線報(bào)警信號后，通過發(fā)出警示音、給固定手機(jī)發(fā)送短信等方式發(fā)出報(bào)警信息。
[0022]其中“轉(zhuǎn)換的電能經(jīng)電壓轉(zhuǎn)換電路降壓并轉(zhuǎn)為直流電”具體為:
[0023]電壓轉(zhuǎn)換電路主要包括降壓變壓器和交直流轉(zhuǎn)換器，其中:降壓變壓器的輸入端與多層壓電-摩擦發(fā)電膜2的輸出端相連，用于對多層壓電-摩擦發(fā)電膜2產(chǎn)生的電能進(jìn)行降壓處理，這是由于發(fā)電機(jī)采用多層壓電摩擦發(fā)電薄膜，因此產(chǎn)生的電能的電壓通常比較高，因此需要有降壓變壓器進(jìn)行降壓，經(jīng)降壓變壓器處理后的電信號依然為交流電信號；降壓變壓器的輸出端與交直流轉(zhuǎn)換器相連，降壓后的交流電信號依次通過整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路處理后轉(zhuǎn)換為直流電。
[0024]以上結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)地說明，此處的附圖是用來提供對本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解。顯然，以上所述僅為本實(shí)用新型較佳的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是可輕易想到的、實(shí)質(zhì)上沒有脫離本實(shí)用新型的變化或替換，也均包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種自發(fā)電報(bào)警地毯，其特征在于，包括地毯上層、地毯下層和發(fā)電膜，所述發(fā)電膜嵌于所述地毯上層和所述地毯下層之間；其中: 所述發(fā)電膜為多層壓電-摩擦發(fā)電膜，所述多層壓電-摩擦發(fā)電膜的結(jié)構(gòu)具體為:包括依次設(shè)置的壓電薄膜單元和摩擦薄膜單元，所述壓電薄膜單元包括壓電薄膜和置于所述壓電薄膜兩側(cè)的壓電薄膜電極，所述摩擦薄膜單元包括摩擦薄膜電極以及置于所述摩擦薄膜電極與所述壓電薄膜單元之間的摩擦薄膜。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自發(fā)電報(bào)警地毯，其特征在于，所述壓電薄膜為PVDF壓電薄膜。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自發(fā)電報(bào)警地毯，其特征在于，所述摩擦薄膜包括依次設(shè)置的摩擦層和襯底。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自發(fā)電報(bào)警地毯，其特征在于，所述多層壓電-摩擦發(fā)電膜依次經(jīng)電壓轉(zhuǎn)換電路、儲能電路連接至無線發(fā)射電路。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自發(fā)電報(bào)警地毯，其特征在于，所述電壓轉(zhuǎn)換電路包括降壓變壓器和交直流轉(zhuǎn)換器，其中:所述多層壓電-摩擦發(fā)電膜的輸出端與所述降壓變壓器的輸入端相連接，用于對多層壓電-摩擦發(fā)電膜產(chǎn)生的交流電信號進(jìn)行降壓處理；所述降壓變壓器的輸出端與交直流轉(zhuǎn)換器相連，所述交直流轉(zhuǎn)換器包括依次連接的整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路，降壓后的交流電信號經(jīng)所述交直流轉(zhuǎn)換器處理后轉(zhuǎn)換為直流電；所述交直流轉(zhuǎn)換器的輸出端與所述無線發(fā)射電路相連接。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種自發(fā)電報(bào)警地毯，包括地毯上層、地毯下層和發(fā)電膜，所述發(fā)電膜嵌于所述地毯上層和所述地毯下層之間；其中：所述發(fā)電膜為多層壓電-摩擦發(fā)電膜，所述多層壓電-摩擦發(fā)電膜的結(jié)構(gòu)具體為：包括依次設(shè)置的壓電薄膜單元和摩擦薄膜單元，所述壓電薄膜單元包括壓電薄膜和置于所述壓電薄膜兩側(cè)的壓電薄膜電極，所述摩擦薄膜單元包括摩擦薄膜電極以及置于所述摩擦薄膜電極與所述壓電薄膜單元之間的摩擦薄膜。本實(shí)用新型基于摩擦起電與靜電感應(yīng)原理的單表面摩擦發(fā)電膜體積小，具有高電壓輸出和較強(qiáng)的充電能力。
【IPC分類】H02N1/04, G08B13/10, H02N2/18, A47G27/02
【公開號】CN204995136
【申請?zhí)枴緾N201520334739
【發(fā)明人】鄭強(qiáng), 王奕青
【申請人】北京微能高芯科技有限公司
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年5月22日