專利名稱：智能型綠能指示地磚及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于ー種綠能技術(shù)，特別是ー種智能型綠能指示地磚及其裝置。
背景技術(shù)：
隨石油價(jià)格高漲，及ニ氧化碳排放導(dǎo)致南極圈臭氧層破洞的加大，能再生且潔凈能源成為各國競相追求的目標(biāo)，新的能源發(fā)展方向，其中以太陽能、風(fēng)能與生質(zhì)能源的技術(shù)開發(fā)最為熱門。現(xiàn)有的生質(zhì)能源開發(fā)技術(shù)又飽受與人爭糧食而導(dǎo)致糧食價(jià)格的高漲的批評，風(fēng)能則受到地理環(huán)境較多的限制，例如它必須在空曠之處，鄉(xiāng)下可以，都市較多的建物，不利于其發(fā)展。此外，也受季節(jié)的影響。例如中國臺灣，東北季風(fēng)較強(qiáng)，但它發(fā)生用電相對少的冬季。

而太陽能則不然，夏天日照較豐富，也是一整年中，耗電量最高的季節(jié)，且也沒有都市、鄉(xiāng)村之分，它只和地球緯度有夫，加上太陽能取之不盡，用之不絕，且近乎零污染的特性使得它成為當(dāng)今最熱門的綠能。機(jī)械能則是另ー種值得考量的能源，它始終存在于地球環(huán)境中，上述的風(fēng)能也是其中的ー種。海浪浪潮變化也是，它也深受到地理環(huán)境所限制。再一種機(jī)械能，它是水力發(fā)電，借著水庫水位或瀑布的落差發(fā)電。因此，它只有在特定的地理環(huán)境才可能產(chǎn)生。再有一種機(jī)械能能源，它是利用壓電材料組成的壓電單元，利用機(jī)械變形來轉(zhuǎn)換為能量。這種機(jī)械能產(chǎn)生的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于前述的各種能量，除部分特殊具有防水防銹設(shè)計(jì)壓電單元可利用海浪浪潮來轉(zhuǎn)換外，已知利用壓電技術(shù)產(chǎn)生能源的都與人有關(guān)，例如，在交通頻繁的馬路，只要在馬路下方埋設(shè)壓電單元，它就可讓汽車行走的動能轉(zhuǎn)換為電能，而這種電能至少可以使馬路的照明設(shè)備自給自足，亦即利用壓電轉(zhuǎn)換單元的電能供應(yīng)路燈。另ー個(gè)可資利用且值得開發(fā)利用的是人的行動。只要是人群聚集處就需要使用到電，因此，若能善加利用人走路所施給壓電単元的力，將是非常美妙的ー種綠能。只可惜現(xiàn)有的壓電單元本身體積常太大，特別是在垂直于平面的第三軸，必須足夠的厚度以提高壓電轉(zhuǎn)換效率，另外，就是人的走路除非是鬧區(qū)，或是夜市或是重要的人行道，否則，稀稀落落的人員走過，使得壓電變形量相對有限，且不是連續(xù)變化，因此，這個(gè)電カ就少得可憐一般都不會有開發(fā)商加以注意。換言之，想要利用個(gè)人走路來進(jìn)行壓電轉(zhuǎn)換是缺乏誘因的。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的一目的便是改變上述固有看法，并提供壓電單元更重要的應(yīng)用。將個(gè)人走路這樣的事件變成有用的能量。本發(fā)明揭露一種智能型綠能(smart green power)指示(Directional)地磚及其裝置，至少包括多個(gè)壓電轉(zhuǎn)換地磚鋪設(shè)排列于逃生梯，或表演廳的走道上，在這些壓電轉(zhuǎn)換地磚的ー側(cè)或兩側(cè)周邊另鋪設(shè)有相對應(yīng)的發(fā)光二極管。壓電轉(zhuǎn)換地磚被踩踏而產(chǎn)生的電能經(jīng)整流后輸出于發(fā)光二極管而形成逃生方向的指示燈。在另ー實(shí)施例中，上述壓電轉(zhuǎn)換地磚產(chǎn)生的電能經(jīng)整流后，再經(jīng)第一電壓調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)電壓后再儲存于一電能儲存單元。電能儲存單元輸出的電能再經(jīng)由一控制單元輸出于LED。其中，控制單元由光感測器檢測周圍環(huán)境明亮度，太暗時(shí)就使LED點(diǎn)亮。另外，更選擇性包括交流電源，將其整流及電壓調(diào)節(jié)后儲存于電能儲存單元，以提聞LED売度。本發(fā)明的LED主要通過地磚內(nèi)壓電轉(zhuǎn)換模塊所產(chǎn)生的電能提供LED電力，本發(fā)明的地磚是鋪設(shè)于逃生梯的地板上，而LED又鋪設(shè)于兩側(cè)，LED點(diǎn)亮?xí)r就構(gòu)成方向燈，此外，也只有在有人行走的時(shí)候在觸發(fā)LED的點(diǎn)亮，故堪稱為智能智能型綠能指示裝置。


圖I顯示本發(fā)明壓電發(fā)電智能型綠能指示地磚的簡易實(shí)施電路方塊圖。

圖2顯示本發(fā)明壓電發(fā)電智能型綠能指示地磚的實(shí)施應(yīng)用例示意圖。圖3顯示本發(fā)明壓電發(fā)電智能型綠能指示地磚的再一實(shí)施例的電路方塊圖。圖4顯示本發(fā)明壓電發(fā)電智能型綠能指示地磚的再一實(shí)施例的電路方塊圖中控制器包括一微處理器又地磚也有信號線連接至切換開關(guān)時(shí)的示意圖。圖5A顯示本發(fā)明壓電發(fā)電智能型綠能指示地磚俯視圖。圖5B及圖5C顯示本發(fā)明壓電發(fā)電智能型綠能指示地磚兩個(gè)側(cè)面剖面結(jié)構(gòu)圖。附圖標(biāo)號105:壓電發(fā)電地磚 10 :上蓋IOa :上蓋內(nèi)表面 11 :下蓋14 :突起物12 :機(jī)電轉(zhuǎn)換單元12b:電路板12a:壓電片15:防水膜層13:氣墊107:電容109L、109R左右腳踩踏處108A :地磚左邊108B :地磚右邊110 :第一電壓調(diào)節(jié)器111 :信號線125L :點(diǎn)亮的 LED125R 點(diǎn)亮的 LED115:電能儲存單元122 :光感測器120:控制單元106、135:整流器125 :LED或其它影音裝置 121a :微處理器121a :交換開關(guān)121c :總線140:第二電壓調(diào)節(jié)器130 :交流電源
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供一種高效能的智能型如圖所示，包括壓電轉(zhuǎn)換地磚105電容107、發(fā)光二極管(LED) 125。壓電轉(zhuǎn)換地磚105在被使用人踩踏的當(dāng)下，由壓電轉(zhuǎn)換內(nèi)的二極管電路106整流以輸出約4V的峰值漣波，此電壓再經(jīng)由簡易的電容或超級電容107放電至LED綠能指示地磚，特別是使用于逃生梯或一般的樓梯，或者是電影院或表演廳的地磚。請參考圖I所示的電路模塊圖，LED125可以選用例如2. 5V就可發(fā)光的二極管。電容107可以延遲放電時(shí)間。在一實(shí)施例中，請參考圖2的ー應(yīng)用例。本發(fā)明實(shí)施時(shí)，樓梯地磚采用了高效能的壓電轉(zhuǎn)換地磚105，這種地磚105可以很薄，薄到只有約略一般地磚的厚度，而樓梯板的一側(cè)邊108a或兩側(cè)邊108a、108b則設(shè)有多顆發(fā)光二極管(LED) 125。壓電轉(zhuǎn)換地磚105輸出的電能供應(yīng)前方及后方樓梯地磚的樓梯板上的LED燈125電源。亦即每ー塊地磚的電能不供應(yīng)自身旁的LED燈125而是將電能輸出端以導(dǎo)線(未圖示)同時(shí)連接于該地磚前方及后方樓梯地磚的樓梯板上的LED燈125。因此，兩腳踩在同一階梯時(shí)，該階梯旁的LED燈125不亮，但前后階亮，但當(dāng)兩腳分別踩在前后階梯109LU09R吋，將同時(shí)有四塊壓電轉(zhuǎn)換地磚105旁邊的LED燈亮，S卩，分別有兩組125L及兩組125R同時(shí)亮，如圖2所示，在圖2中數(shù)字125的LED沒有亮。這種安排是為了節(jié)能，另ー方面將電能集中輸出在使用者的前后，使這些位置的LED125L、LED125R亮度提高。想象ー種情境，大樓因某些事故停電時(shí),例如,火災(zāi)或地震而必須疏散時(shí),你必須由緊急逃生梯離開，而不幸緊急照明燈的電池又電力不足吋，那將是一幅可怕的景象。有了 本發(fā)明的智能型指示燈，則上述的問題，將很容易獲得解決。因?yàn)?，?dāng)你的鞋子踩在樓梯板時(shí)，高效能的壓電轉(zhuǎn)換地磚105已為你提供了上、下一階樓梯板的LED燈照明了。因此，只要順著亮光的方向踩出去(上樓時(shí)可以不管后方的燈)，LED燈將指引你向安全的出口。同樣，下樓梯也是ー樣，下梯子時(shí)前后方的LED燈都亮了，你只要順著LED燈亮方向前進(jìn)，它就可以指引你向安全的出口。本發(fā)明的智能型綠能指示地磚不需要額外的家戶用電或大樓的電力，也不需要任何額外的感測器，人員踩踏壓電轉(zhuǎn)換地磚105就是最佳的感測器。特別的是，逃生梯、樓梯間，使用本發(fā)明的地磚沒有人行走時(shí)，照明裝置不需要點(diǎn)亮，因此，不像一般樓梯間沒人行走時(shí)也是亮的，形成ー種浪費(fèi)。另外，在緊急需要時(shí)，例如，遇到大樓火災(zāi)或地震而停電吋，本發(fā)明可以在有人時(shí)自我發(fā)電，而提供照明，或方向指示。在另ー較佳實(shí)施例中，也是更為實(shí)用的電路模塊圖，請參考圖3。如圖3所示，包括壓電轉(zhuǎn)換地磚105提供電源來源經(jīng)由第一電壓調(diào)節(jié)器110、電能儲存單元115儲存電能，再輸出至控制單元120，用以將電源輸出至發(fā)光二極管(LED) 125，此外，控制單元120，另由光線感測器122所控制。有一支電源是由室內(nèi)的交流電源130提供，例如100V至260V的電源插座經(jīng)由整流器135、第二電壓調(diào)節(jié)器140，調(diào)節(jié)至適合于對電能儲存單元115充電。其中，LED125,在另ー實(shí)施例中，例如,逃生梯,是以聲音的形式輸出，或聲音與光同時(shí)輸出?？刂茊卧?20及光線感測器122則用以控制電能是否輸出至LED125。白天光線充足時(shí)，例如，LED125的發(fā)光亮度不及周圍環(huán)境時(shí)，光線感測器122就令控制單元120停止輸出，或者仍然輸出，或者輸出的是語音。另外，在特殊情況下，例如，人員休假時(shí)可依需要輸出或不輸出。如此，將可達(dá)到節(jié)能或使能量做最佳化的應(yīng)用。由于壓電轉(zhuǎn)換地磚105所產(chǎn)生的電源先儲存于電能儲存單元115，因此，在一簡單的控制單元120(開關(guān)型)下，電能允許輸出時(shí)，將使和控制單元120所有連接的LED全亮。在本實(shí)施例中，由于有電能儲存單元115提供電能。故即使LED全亮，每ー只LED的亮度容許較高。在另ー實(shí)施例中，如圖4所示，控制單元120更進(jìn)ー步具有一微處理器121a及交換開關(guān)単元121b的示意圖，而由微處理器121a指定那些個(gè)LED 125要亮，那些個(gè)LED不亮。而，每ー壓電轉(zhuǎn)換地磚105除了將電能輸出至第一電壓調(diào)節(jié)器外，并且也連接一信號1111至交換開關(guān)單元121b，此交換開關(guān)單元121b由一總線121c連接至微處理器121a。微處理器121a得以根據(jù)信號來源而令交換開關(guān)單元121b允許那些個(gè)區(qū)域的LED125亮，其余不亮。如此，可以節(jié)省不必要的能源浪費(fèi)，另一好處是方向性的指引，例如是單向的。壓電轉(zhuǎn)換地磚105的請參照圖5A為本發(fā)明壓電發(fā)電模塊I的俯視圖及圖5B與圖5C的兩個(gè)側(cè)面剖面示意圖。在一較佳實(shí)施例中，壓電發(fā)電模塊I包括一上蓋10、一下蓋11、一機(jī)電轉(zhuǎn)換單元12、一氣墊13、及多個(gè)突起物14。機(jī)電轉(zhuǎn)換單元12包括多個(gè)壓電片12a貼合在一金屬片上與一電路板12b將這些壓電片12a以串聯(lián)或并聯(lián)方式連接，且有一整流二極管(未圖示)以供電力輸出，最外有防水膜15。本發(fā)明實(shí)施例的突起物14是錐形體、圓球或者短圓柱體，錐形體頂點(diǎn)朝下，即下尖(當(dāng)然，不要太尖銳，有圓角或鑲以小珠子應(yīng)是最適當(dāng)?shù)?上平，但實(shí)質(zhì)上也可以是半圓球，并且，最好是由剛性系數(shù)大約O. 7以上的剛性材料所制備。突起物14如圖5B所示，其特征是接近上蓋10 (即施力處)的上表面積要大于與機(jī)電轉(zhuǎn)換單元12接觸點(diǎn)的下表面積，以產(chǎn)生壓力放大的效果。上表面積/下表面積比愈大，則放大效果愈佳。突起物14可以任意現(xiàn)有的固定方式固定于上蓋10內(nèi)表面IOa,也可以和上蓋10 —體成型。 依據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施例，智能型綠能指示地磚是將壓電轉(zhuǎn)換地磚105裝設(shè)于表演廳或電影院的走道上。相信有很多人都有這樣的經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)你去電影院看電影但遲到時(shí)，由于戲院大燈已熄，只有熒光幕上投影影像亮光，此時(shí)就需要一位招待員拿著手電筒為您帶路，走道上鋪設(shè)本發(fā)明的壓電轉(zhuǎn)換地磚105及LED燈，LED燈也可以排成例如7段顯示器或其它的造字排列以引導(dǎo)該觀眾，并可使看表演者或看電影者受到最小的干擾，因?yàn)橹挥性撚^眾所在位置的前方壓電轉(zhuǎn)換地磚105有亮燈。本發(fā)明具有以下的優(yōu)點(diǎn)I.本發(fā)明的綠能指示裝置，不使用時(shí)不需要額外的電能去維護(hù)，需要時(shí)(有人行走時(shí))指示裝置才作用，同時(shí)也不需額外的感測器或檢測器，因?yàn)樗谋旧砭蜁l(fā)電，因此，堪稱智能型。2.只要有人行走的走道或樓梯間，本發(fā)明的綠能指示裝置都可以提供方向的指示，它本身就是極小型發(fā)電機(jī)，因此，可作為大樓的消防設(shè)備之一。3.本發(fā)明的壓電轉(zhuǎn)換地磚，內(nèi)部已做了壓力放大的單元于其內(nèi)，因此，厚度可以很薄，使用于樓梯地磚時(shí)，不會增加階梯高度。本發(fā)明雖以較佳實(shí)例闡明如上，然其并非用以限定本發(fā)明精神與發(fā)明實(shí)體僅止于上述實(shí)施例。凡本領(lǐng)域的技術(shù)人員，當(dāng)可輕易了解并利用其它元件或方式來產(chǎn)生相同的功效。是以，在不脫離本發(fā)明的精神與范疇內(nèi)所作的修改，均應(yīng)包括在權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種智能型綠能指示地磚,其特征在于,所述能型綠能指示地磚至少包括 多個(gè)壓電發(fā)電模塊地磚，鋪設(shè)于人行地面上，作為電能產(chǎn)生源，所述壓電發(fā)電模塊地磚的每一個(gè)都有一第一電能輸出端及一第二電能輸出端； 多個(gè)整流器，連接于所述的第一電能輸出端及一第二電能輸出端，以轉(zhuǎn)換為直流輸出； 多個(gè)發(fā)光二極管指示燈，所述發(fā)光二極管指示燈鋪設(shè)于所述壓電發(fā)電模塊地磚的一偵U、或兩側(cè)，以作為一方向指示燈，其中當(dāng)下被踩踏的每一所述壓電發(fā)電模塊地磚將其所述第一電能輸出端電能輸出至行進(jìn)方向方相鄰的第一壓電發(fā)電模塊地磚側(cè)的所述發(fā)光二極管指示燈，其所述第二電能輸出端電能輸出至行進(jìn)方向后方相鄰的第二壓電發(fā)電模塊地磚側(cè)的所述發(fā)光二極管指示燈。
2.如權(quán)利要求I所述的智能型綠能指示地磚，其特征在于，所述的人行地面為建筑物的逃生梯。
3.如權(quán)利要求I所述的智能型綠能指示地磚，其特征在于，所述的人行地面包括電影院、表演時(shí)室內(nèi)天花板燈光關(guān)閉的表演廳的走道。
4.如權(quán)利要求I所述的智能型綠能指示地磚，其特征在于，所述智能型綠能指示地磚更包括電容與所述整流器連接以增加放電時(shí)間。
5.如權(quán)利要求I所述的智能型綠能指示地磚，其特征在于，所述的壓電發(fā)電模塊地磚是不具有彈簧，但有彈性材質(zhì)的上蓋及下蓋容置一氣墊組及多個(gè)突起物，所述氣墊組及多個(gè)突起物中間包覆多個(gè)機(jī)電轉(zhuǎn)換單元于其內(nèi)，且所述突起物與所述上蓋接觸面積大于和所述機(jī)電轉(zhuǎn)換單元上的多個(gè)壓電片的接觸面，以使得壓力放大。
6.一種智能型綠能指示裝置，其特征在于，所述智能型綠能指示裝置至少包括 一壓電轉(zhuǎn)換地磚； 一第一電壓調(diào)節(jié)器； 一電能儲存單元； 一控制單兀； 一發(fā)光二極管，其中所述的壓電轉(zhuǎn)換地磚電能輸出端連接于所述第一電壓調(diào)節(jié)器以調(diào)整至可供所述電能儲存單元儲存電能的電壓，再通過所述控制單元的控制以決定是否使所述電能儲存單元輸出至所述發(fā)光二極管。
7.如權(quán)利要求6所述的智能型綠能指示裝置，其特征在于，所述智能型綠能指示裝置更包括多個(gè)壓電轉(zhuǎn)換地磚依預(yù)定的逃生路線一一鋪設(shè)于逃生梯及多個(gè)發(fā)光二極管鋪設(shè)于逃生梯周遭，以形成逃生路線照明指示裝置。
8.如權(quán)利要求6所述的智能型綠能指示裝置，其特征在于，所述智能型綠能指示裝置更包括一交流電源、一整流器、及一第二電壓調(diào)節(jié)器以對所述電能儲存單元補(bǔ)充電能。
9.如權(quán)利要求6所述的智能型綠能指示裝置，其特征在于，所述智能型綠能指示裝置更包括一光感測器連接所述控制單元，以感測周圍環(huán)境明亮度。
10.如權(quán)利要求6所述的智能型綠能指示裝置，其特征在于，所述的壓電發(fā)電模塊地磚是不具有彈簧，但有彈性材質(zhì)的上蓋及下蓋容置一氣墊組及多個(gè)突起物，所述氣墊組及多個(gè)突起物中間包覆多個(gè)機(jī)電轉(zhuǎn)換單元于其內(nèi)，且所述突起物與所述上蓋接觸面積大于和所述機(jī)電轉(zhuǎn)換單元上的多個(gè)壓電片的接觸面，以使得壓力放大。
全文摘要
本發(fā)明提供一種智能型綠能指示地磚及其裝置，至少包括多個(gè)壓電轉(zhuǎn)換地磚鋪設(shè)排列于逃生梯，或表演廳的走道上，在這些壓電轉(zhuǎn)換地磚的一側(cè)或兩側(cè)周邊另鋪設(shè)有相對應(yīng)的發(fā)光二極管。壓電轉(zhuǎn)換地磚的被踩踏而產(chǎn)生的電能經(jīng)整流后輸出于發(fā)光二極管而形成逃生方向的指示燈。在另一實(shí)施例中，上述壓電轉(zhuǎn)換地磚產(chǎn)生的電能經(jīng)整流后，再經(jīng)第一電壓調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)電壓后再儲存于一電能儲存單元。電能儲存單元輸出的電能再經(jīng)由一控制單元輸出于LED。其中，控制單元由光感測器決定是否需要使LED發(fā)亮。另外，更選擇性包括交流電源，將其整流及電壓調(diào)節(jié)后儲存于電能儲存單元，以提高LED亮度。
文檔編號E04F11/104GK102677846SQ20111016921
公開日2012年9月19日 申請日期2011年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月11日
發(fā)明者葉健生, 葉威廷, 念家富, 陳一天, 陳春翰 申請人:翰陽應(yīng)用材料科技股份有限公司