一种基于M13噬菌体压电性的噪声发电和太阳能发电的路灯 |
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| 申请号 | CN201710152787.7 | 申请日 | 2017-03-15 | 公开(公告)号 | CN106704940A | 公开(公告)日 | 2017-05-24 |
| 申请人 | 辽宁石油化工大学; | 发明人 | 于华明; 李承卓; 姜骄阳; 林佳钰; 孙茹; 张颖; 薄文静; | ||||
| 摘要 | 一种基于M13 噬菌体 压电性的噪声发电和 太阳能 发电的 路灯 ，包括转动装置、控制装置、储能装置、 声波 接收装置、发光装置和电杆；所述的电杆上端设有转动装置和与转动装置相连的控制装置，电杆的中上部设有声波接收装置，电杆的下部设有储能装置，转动装置 和声 波接收装置通过 导线 与储能装置相连，储能装置通过导线与设置在电杆上的发光装置相连。本 发明 的有益效果是：结构简单、使用寿命长等优点、安全性强、易于实践、成本低廉且易生产，特别是M13噬菌体病毒对人体无毒害；从而有效利用太阳能和噪声产生 电能 ，实现节能减排目标，在缺乏电 力 基础 设施的局部地区，具有广泛的应用潜力，此外还起到一定的降噪作用，减轻了噪声污染。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种基于M13噬菌体压电性的噪声发电和太阳能发电的路灯，其特征在于：包括转动装置、控制装置、储能装置、声波接收装置、发光装置和电杆（26）；所述的电杆（26）上端设有转动装置和与转动装置相连的控制装置，电杆（26）的中上部设有声波接收装置，电杆（26）的下部设有储能装置，转动装置和声波接收装置通过导线与储能装置相连，储能装置通过导线与设置在电杆（26）上的发光装置相连。 |
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| 说明书全文 | 一种基于M13噬菌体压电性的噪声发电和太阳能发电的路灯技术领域[0001] 本发明涉及一种路灯，特别是一种基于M13噬菌体压电性的噪声发电和太阳能发电的路灯。 背景技术[0002]目前，随着城市的发展，能源消耗量逐年增加，不可再生能源的枯竭问题日益严重。与此同时， 作为一种公众的环境污染的噪声，以逐渐被人们所重视，城市的道路、车站、码头、机场、体育场和工地等都是噪声的主要来源，为了减少噪声对人们健康的危害，人们试图通过各种方法去加以解决。 [0003] 但是，声音的能量是潜在的、巨大的，此外在一个盛放被感染细菌的烧瓶中就可以培养出上万亿个M13噬菌体病毒，成本低廉且易生产；特别是M13噬菌体病毒对人体无毒害；同时M13噬菌体在压力作用下将产生由于生物压电效应将产生一定电压，如果能够将噪声中的能量通过M13噬菌体产生我们紧缺的电能后可供路灯使用。 发明内容[0005] 为了解决上述问题，本发明提出了一种基于M13噬菌体压电性的噪声发电和太阳能发电的路灯，可以有效将噪声和太阳能中蕴含的大量能量转化为电能。 [0006] 本发明采用的技术方案如下：一种基于M13噬菌体压电性的噪声发电和太阳能发电的路灯，包括转动装置、控制装置、储能装置、声波接收装置、发光装置和电杆（26）；所述的电杆（26）上端设有转动装置和与转动装置相连的控制装置，电杆（26）的中上部设有声波接收装置，电杆（26）的下部设有储能装置，转动装置和声波接收装置通过导线与储能装置相连，储能装置通过导线与设置在电杆（26）上的发光装置相连。 [0007] 其中，所述的转动装置包括太阳能电池板（1）、转动角钢架（2）、转动角钢架中轴杆（3）、加筋肋（4）、连接杆（5）、推杆（6）、推杆连接杆（7），太阳能电池板(1)通过螺栓安装在转动角钢架(2)上，转动角钢架（2）的中部套在转动角钢架中轴杆（3）上，并绕转动角钢架中轴杆（3）转动，转动角钢架中轴杆（3）居中穿入四根均匀分布焊接在电杆（26）上端的连接杆（5）上的加筋肋（4）中，推杆（6）的一侧刻有轮齿并且一端铰接在转动角钢架（2）上，推杆（6）的另一端穿过控制装置与其内部的直线电机（8）相互啮合，推杆连接杆（7）的一端与电杆（26）成45°角焊接在电杆（26）上端的连接杆（5）上，推杆连接杆（7）的另一端则焊接有控制装置，太阳能电池板（1）通过导线一（22）与储能装置相连。 [0008] 其中，所述的控制装置包括控制箱（12）、直线电机（8）、控制器（9）、单片机(10)、授时芯片（11），控制箱（12）内设有直线电机（8）和控制器（9），控制器（9）内设有单片机(10)和授时芯片（11），单片机（10）与授时芯片（11）通过导线三（24）连接，单片机(10)与直线电机（8）通过导线三（24）连接，通过单片机（10）和授时芯片（11）读取天文太阳位置数据和推杆运行数据，从而控制直线电机带动推杆运动，实现时间准、无累积误差跟踪太阳位置的目的，控制器（9）、直线电机（8）通过螺母安装在控制箱（12）内部。 [0009] 其中，所述的声波接收装置包括声波接收器（13）、共振膜（14）、镀金电极一（15）、镀金电极二（16）、M13噬菌体压电薄膜（17），声波接收器（13）为喇叭状，数量为4个，并对称均匀安装在电杆（26）上部1/3处，所述共振膜（14）紧贴镀金电极一（15）内侧安装；所述镀金电极一（15）外侧紧贴M13噬菌体压电薄膜（17）内侧紧贴安装；所述镀金电极二（16）内侧紧贴M13噬菌体压电薄膜（17）外侧安装并与声波接收器（13）内侧紧贴，M13噬菌体压电薄膜（17）通过导线一（22）分别与镀金电极一（15）和镀金电极二（16）连接，导线一（22）的另一端与储能装置相连。 [0010] 其中，所述的储能装置包括保护箱（27）、整流器（18）、蓄电池（19），保护箱（27）内设有整流器（18）和蓄电池（19），整流器（18）的输入端通过导线一（22）与太阳能电池板（1）、镀金电极一（15）和镀金电极二（16）相连，整流器（18）将接收的电通过导线一（22）输送给蓄电池（19）储存起来；蓄电池（19）将储存的电通过导线二（23）输送给整流器（18），整流器（18）的输出端通过导线二（23）与声光传感器（20）相连。 [0011] 其中，所述的发光装置包括声光传感器(20)、LED灯（21）、路灯支架（25），路灯支架（25）上设有声光传感器(20)和LED灯（21），LED灯（21）通过导线二（23）与声光传感器（20）连接，声光传感器（20）通过导线二（23）与储能装置连接。 [0012] 其中，所述的转动角钢架（2）、转动角钢架中轴杆（3）、推杆（6）、推杆连接杆（7）相互之间形成在一个平面上的转动副。 [0013] 其中，所述的整流器（18）和蓄电池（19）分别安装在保护箱(27)内的上部和下部。 [0014] 其中，所述的声光传感器（20）与LED灯（21）安装在路灯支架（25）的中部和一端部。 [0015] 其中，所述的转动角钢架中轴杆（3）、电杆（26）与路灯支架（25）均为中空结构，并且能够使导线一（22）、导线二（23）穿过其内部，控制箱（12）和保护箱(27)均采取了防水措施，保护设备不受雨水损坏，保护箱（27）紧挨电杆（26）底端安装。 [0016] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：结构简单、使用寿命长等优点、安全性强、易于实践、成本低，在一个盛放被感染细菌的烧瓶中就可以培养出上万亿个M13噬菌体病毒，成本低廉且易生产，特别是M13噬菌体病毒对人体无毒害；从而有效利用太阳能和噪声产生电能，实现节能减排目标，在缺乏电力基础设施的局部地区，具有广泛的应用潜力，此外还起到一定的降噪作用，减轻了噪声污染。附图说明 [0017] 图1为本发明的整体结构示意图。 [0018] 图2为本发明的声波接收装置结构示意图。 [0019] 图中：1、太阳能电池板，2、转动角钢架，3、转动角钢架中轴杆，4、加筋肋，5、连接杆，6、推杆，7、推杆连接杆，8、直线电机，9、控制器，10、单片机，11、授时芯片，12、控制箱，13、声波接收器，14、共振膜，15、镀金电极一，16、镀金电极二，17、M13噬菌体压电薄膜，18、整流器，19、蓄电池，20、声光传感器，21、LED灯，22、导线一，23、导线二，24、导线三，25、路灯支架，26、电杆，27、保护箱。 具体实施方式[0020] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。 [0021] 实施例1如图1和2所示，一种基于M13噬菌体压电性的噪声发电和太阳能发电的路灯,太阳能电池板（1）通过连接螺栓安装在转动角钢架（2）上,转动角钢架（2）套在中部的转动角钢架中轴杆（3）上，并可以绕转动角钢架中轴杆（3）转动,转动角钢架中轴杆（3）居中对称穿入并用四根加筋肋（4）均匀分布焊接在电杆（27）上端的连接杆（5）上，推杆（6）一侧刻有轮齿并且一端铰接在转动角钢架（2）上，另一端穿过控制箱（12）并与其内部的直线电机（8）相互啮合，推杆连接杆（7）一端与电杆（26）成45°角焊接在电杆（26）上端的连接杆（5）上，另一端则焊接有控制箱（12），转动角钢架（2）、转动角钢架中轴杆（3）、推杆（6）、推杆连接杆（7）相互之间形成在一个平面上的转动副。 [0022] 控制器（9）由单片机（10）和授时芯片（11）组成，控制器（9）和直线电机（8）通过螺母安装在控制箱（12）内部；单片机（10）、授时芯片（11）和直线电机（8）通过导线三（24）依次连接，通过单片机（10）、授时芯片（11）读取天文太阳位置数据和推杆运行数据，从而控制直线电机（8）带动推杆（6）运动，实现时间准、无累积误差跟踪太阳位置的目的，保证太阳能电池板（1）能够最大程度的将太阳能转化为电能。 [0023] 声波接收器（13）制作成喇叭状，共4个，并对称均匀分布安装在电杆（26）上部1/3处，共振膜（14）紧贴镀金电极一（15）内侧安装，镀金电极一（15）外侧紧贴M13噬菌体压电薄膜（17）内侧紧贴安装，镀金电极二（16）内侧紧贴M13噬菌体压电薄膜（17）外侧安装并与声波接收器（13）内侧紧贴，噪声通过声波接收器（13）被吸收后作用在共振膜（14）上，经共振膜（14）加强后的声波作用在镀金电极一（15）上后将压力传递给由M13噬菌体压电薄膜（17）上，从而通过M13噬菌体的生物压电效应将声波产生的压力转化为电能。经大量实验表明，M13噬菌体压电薄膜（17）堆叠至20层薄膜时，具有最强的压电效应和产生可用的电能，故M13噬菌体压电薄膜（17）由20层M13噬菌体薄膜组成。 [0024] M13噬菌体压电薄膜（17）通过导线一（22）分别与镀金电极一（15）和镀金电极二（16）连接，太阳能电池板（1）、镀金电极一（15）和镀金电极二（16）分别通过导线一（22）与整流器（18）连接，整流器（18）通过导线一（22）和导线二（23）与蓄电池（19）连接，从而将产生的电能储存在蓄电池（19）内，LED灯（21）通过导线二（23）与声光传感器（20）连接，声光传感器（20）通过导线二（23）与整流器（18）连接，通过声光传感器（20）感应外界环境从而在合理工作时间内控制蓄电池（19）为LED灯（21）供应正常工作所需的电能；太阳能和噪声产生的电能通过整流器（18）进入蓄电池（19）储存起来，然后再通过整流器（18）输送给LED灯（21）。 [0025] 整流器（18）和蓄电池（19）分别安装在保护箱（27）内部的上部和下部，声光传感器（20）与LED灯（21）分别安装在路灯支架（25）的中部和顶端上，保护箱（27）紧挨电杆（26）底端安装。转动角钢架中轴杆（3）、电杆（26）与路灯支架（25）内部是中空的，并且导线一（22）、导线二（23）和导线三（24）穿过其内部；控制箱（12）和保护箱（27）都采取了防水措施，保护设备不受雨水损坏。 |
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