CN103437967B - 一种具有振荡频率可调的人体动能捕获装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有振荡频率可调的人体动能捕获装置，包括导杆、支架、套设在两根导杆中部并位于两个支架之间的套筒、设在支架上的齿条、活动支架、设在活动支架上的发电机、设在套筒下端的推动杆；导杆的下端设有直线滑轨，在直线滑轨的两端分别对称设置有弹簧挂钩，弹簧挂钩之间设有弹簧，弹簧的中间段固定在推动杆的中部；在直线滑轨的中部设有一直立的调节螺杆，调节螺杆上设有一能相对于调节螺杆上下移动的调整杆，调整杆的各自一端分别通过连杆与弹簧挂钩的活动连接；由上述部件构成的机构，改变弹簧的伸长量来改变阻尼振荡质量的频率，使阻尼振荡质量的频率和外界的驱动频率一致，从而提高人体在走路的时候动能转换为电能的效率。
Description
技术领域
本发明涉及动能捕获装置，尤其涉及一种具有振荡频率可调的人体动能捕获装置。
背景技术
随着国防的现代化和科学考察的需要，士兵和科考人员在野外作业都需要随身携带很多的电子设备，例如GPS、通信设备等，这些设备的能源供给主要来自电池。但是电池容量有限，而且老化的电池容易引起严重的环境问题。因此，从人体捕获动能成为代替电池的一种方法，然而，振荡频率不可调的能量捕获器在人体不同负重的情况下效率很低，能捕获到的能量非常少，因此寻找一种振荡频率可调的能量捕获器是必要和有意义的。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点和不足，提供一种结构简单、可充分回收人体动能的具有振荡频率可调的人体动能捕获装置。
本发明通过下述技术方案实现：
一种具有振荡频率可调的人体动能捕获装置，包括两根导杆；横向且间隔固定在两根导杆上的两个支架；套设在两根导杆中部并位于两个支架之间的套筒；垂直设置在两个支架上的两根齿条；设置在两根导杆之间的活动支架；设置在活动支架上的发电机；设置在活动支架上的变速箱；固定在套筒上的直线轴承；设置在套筒下端的推动杆；
所述直线轴承通过轴承座与活动支架固定连接，所述变速箱的其中一端通过齿轮与齿条啮合，另外一端通过齿轮与发电机转轴上的齿轮啮合；
所述导杆的下端设有一根直线滑轨，在直线滑轨的两端分别对称设置有一个弹簧挂钩，弹簧挂钩与直线滑轨滑动配合，在这两端的弹簧挂钩之间设置有一根弹簧，这根弹簧的中间段固定在推动杆的中部；
在直线滑轨的中部设有一直立的调节螺杆，调节螺杆上设有一能相对于调节螺杆上下移动的调整杆，调整杆的各自一端分别通过连杆与弹簧挂钩的下端活动连接。
所述调节螺杆的上端部设有用于设定调整杆在调节螺杆轴向上位置的螺母。
本发明与现有的技术相比具有以下优点：
在人体背负不同重物下，调整调节螺杆上的螺母，使弹簧伸长量变化，从而改变重物和弹簧构成的振荡系统的频率；
当螺母被向下拧时，调整杆随之向下运动，从而通过连杆带动两个对称布置的弹簧挂钩在直线滑轨上往远离直线滑轨中心方向同步运动；当螺母被向上拧时，调整杆随之向上运动，从而通过连杆带动两个对称布置的弹簧挂钩在直线滑轨上往靠近直线滑轨中心方向运动。
弹簧挂钩在直线滑轨上的位置变化时，与弹簧挂钩相连接的弹簧伸长量也随之变化，从而使两条弹簧在垂直方向上的等效弹簧刚度变化，带动了推动杆、套筒及活动支架同步向上或者向下运动，这种运动，通过齿条带动活动支架上的变速箱转动并驱动发电机转动从而产生电能，给其他电子装备供电。
本发明技术手段简便易行，利用直线滑轨、弹簧挂钩、调节螺杆及螺母之间的配合，巧妙的改变了弹簧的伸长量来改变弹簧在竖直方向上的等效刚度，从而改变了振荡系统的频率，不但能够提高能量捕获装置在人体背负不同负重下的适应性，而且大大提高了对人体微弱势能的捕获效率。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。
实施例
如图1所示。本发明具有振荡频率可调的人体动能捕获装置，包括两根导杆10；横向且间隔固定在两根导杆10上的两个支架9（该支架9可通过双肩带固定在人体肩部）；套设在两根导杆10中部并位于两个支架9之间的套筒13；垂直设置在两个支架9上的两根齿条14；设置在两根导杆10之间的活动支架20；设置在活动支架20上的发电机19；设置在活动支架20上的变速箱16；固定在套筒13上的直线轴承11；设置在套筒13下端的推动杆8。
所述直线轴承11通过轴承座12与活动支架20固定连接，所述变速箱16的其中一端通过齿轮与齿条14啮合，另外一端通过齿轮与发电机19转轴上的齿轮啮合。
所述导杆10的下端设有一根直线滑轨21，在直线滑轨21的两端分别对称设置有一个弹簧挂钩6，弹簧挂钩6与直线滑轨21滑动配合，在这两端的弹簧挂钩6之间设置有一根弹簧7，这根弹簧7的中间段固定在推动杆8的中部。
在直线滑轨21的中部设有一直立的调节螺杆3，调节螺杆3上设有一能相对于调节螺杆3上下移动的调整杆4，调整杆4的各自一端分别通过连杆5与弹簧挂钩6的下端活动连接。
所述调节螺杆3的上端部设有用于设定调整杆4在调节螺杆3轴向上位置的螺母2。发电机19上设有与外部设备连接的电能输出接口（图中未示出）。
当人背负不同重量的重物走路时，调整所述螺母2在调节螺杆3上的位置，通过调整杆4和连杆5使弹簧挂钩6在直线滑轨21上的位置随螺母2在螺杆3中的位置变化而变化，从而改变弹簧7的伸长量，并改变固定有承载重物的活动支架20和推动杆8与弹簧7组成的振荡系统的频率。
当螺母2被向下拧时，调整杆4随之向下运动时，连杆5推动两个对称布置的弹簧挂钩6往直线滑轨21两端方向运动，因此弹簧7的伸长量随着弹簧挂钩6往远离直线滑轨21中心方向的运动而变大；
当螺母2被向上拧时，调整杆4随之向上运动，通过连杆5拉动两个对称布置的弹簧挂钩6往直线滑轨21中心方向运动，因此弹簧7的伸长量随着弹簧挂钩6往直线滑轨21中心方向的运动而变小。
对称布置的弹簧挂钩6在直线滑轨21的运动使弹簧7的伸长量变化，从而使弹簧在垂直方向上的等效弹簧刚度变化，并改变了重物和弹簧组成振荡系统的频率，更多的捕获（收集）了人体运动时所产生的动能。
如上所述便可较好的实现本发明。
本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种具有振荡频率可调的人体动能捕获装置，其特征在于：
包括两根导杆；
横向且间隔固定在两根导杆上的两个支架；
套设在两根导杆中部并位于两个支架之间的套筒；
垂直设置在两个支架上的两根齿条；
设置在两根导杆之间的活动支架；
设置在活动支架上的发电机；
设置在活动支架上的变速箱；
固定在套筒上的直线轴承；
设置在套筒下端的推动杆；
所述直线轴承通过轴承座与活动支架固定连接，所述变速箱的其中一端通过齿轮与齿条啮合，另外一端通过齿轮与发电机转轴上的齿轮啮合；
所述导杆的下端设有一根直线滑轨，在直线滑轨的两端分别对称设置有一个弹簧挂钩，弹簧挂钩与直线滑轨滑动配合，在这两端的弹簧挂钩之间设置有一根弹簧，这根弹簧的中间段固定在推动杆的中部；
在直线滑轨的中部设有一直立的调节螺杆，调节螺杆上设有一能相对于调节螺杆上下移动的调整杆，调整杆的各自一端分别通过连杆与弹簧挂钩的下端活动连接。
2.根据权利要求1所述的具有振荡频率可调的人体动能捕获装置，其特征在于：所述调节螺杆的上端部设有用于设定调整杆在调节螺杆轴向上位置的螺母。
3.根据权利要求1或2所述的具有振荡频率可调的人体动能捕获装置，其特征在于：发电机上设有与外部设备连接的电能输出接口。
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