CN106368914A - 人体步态能量转化发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种发电装置，提供一种免维护，低成本，安全环保，通过自主采集人体步态能量即可转化为电流，为可穿戴耗电装备提供能量的人体步态能量转化发电装置，包括壳体，设于壳体内的电磁感应线圈、永磁体以及与电磁感应线圈连接的整流缓存芯片，所述永磁体包括定位永磁体和悬浮永磁体，所述壳体上设有中央导轨，所述定位永磁体套设于中央导轨的固定端上，所述悬浮永磁体套设于中央导轨的自由端上，所述定位永磁体与悬浮永磁体的相对面为同磁性面，定位永磁体使得悬浮永磁体悬浮于中央导轨的自由端上，当所述悬浮永磁体受到振动时，所述悬浮永磁体能够沿中央导轨上下位移；所述悬浮永磁体位于电磁感应线圈内。

Description

人体步态能量转化发电装置
技术领域
本发明涉及一种发电装置，特别涉及一种人体步态能量转化发电装置。
背景技术
随着信息技术的不断发展，物联网时代已经来临。物联网是新一代信息技术的重要组成部份，也是“信息化”时代的重要发展阶段。物联网就是物物相连的互联网，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间的信息交换和通信。随着技术的成熟，人体可穿戴智能装备不断被开发和广泛应用。通过手机APP可以联接位于手表、鞋子、衣服甚至背包上面的智能芯片，时刻监控人体GPS定位、运动轨迹、计步、心跳、温度等。
目前，这些可穿戴智能装备主要依靠传统电池供电，一次性电池的寿命短且需要不断更换，一节一号电池在地里腐烂，它的有毒物质能使一平方米的土地失去使用价值；扔一粒纽扣电池进水里，它其中所含的有毒物质会造成60万升水体的污染，相当于一个人一生的用水量；废旧电池中含有重金属镉、铅、汞、镍、锌、锰等，其中镉、铅、汞是对人体危害较大的物质。根据可查的数据：1998年我国干电池的生产量达到140亿只，而同年世界干电池的总产量约为300亿只，可见由传统电池带来的环境污染触目惊心。
为了解决前述传统电池带来的技术问题，为可穿戴智能装备提供发电功能的发电装置应运而生。目前，现有的人体步态能量转化发电技术，基本上是建立在机械结构和电气原理上，比如：通过复杂的齿轮、发条驱动电机发电，机械传动的摩擦自然带来能量大量损失和零件的易损；或通过液压流动驱动电机发电，液体封装技术要求高且维护不易；或压电陶瓷发电方式，容易金属疲劳、易脆、成本高；或电磁式发电方式，通过切割磁感线运动产生电能，然而目前的电磁式发电方式同样存在着结构复杂、发电不稳、不易维护等问题，也没有解决其在与人体接触时所需要承受耐冲击、舒适性和持久性上面的要求，因此，市面上目前还没有出现符合经济效益、可量产化的通过人体步态能量发电的微型发电装置。
发明内容
因此，针对上述的问题，本发明提出一种免维护，低成本，安全环保，通过自主采集人体步态能量即可转化为电流，为可穿戴耗电装备提供能量的人体步态能量转化发电装置。
为实现上述技术问题，本发明采取的解决方案为：人体步态能量转化发电装置，包括壳体，设于壳体内的电磁感应线圈、永磁体以及与电磁感应线圈连接的整流缓存芯片，所述永磁体包括定位永磁体和悬浮永磁体，所述壳体上设有中央导轨，所述定位永磁体套设于中央导轨的固定端上，所述悬浮永磁体套设于中央导轨的自由端上，所述定位永磁体与悬浮永磁体的相对面为同磁性面，定位永磁体使得悬浮永磁体悬浮于中央导轨的自由端上，当所述悬浮永磁体受到振动时，所述悬浮永磁体能够沿中央导轨上下位移；所述悬浮永磁体位于电磁感应线圈内。
进一步的是，所述壳体包括上滑盖和下基座，上滑盖与下基座相对连接；所述电磁感应线圈和整流缓存芯片设于上滑盖上；所述中央导轨设于下基座上，悬浮永磁体位于电磁感应线圈内。
进一步的是，还包括线圈基座，所述上滑盖上设有隔离腔，所述线圈基座设于隔离腔内，所述线圈基座与隔离腔的内腔壁之间形成线圈保护腔，所述电磁感应线圈环绕设于线圈基座的外侧壁上；所述线圈基座内开设有活动腔室，所述悬浮永磁体位于活动腔室内。
进一步的是，所述线圈基座与隔离腔之间通过自咬合结构可拆卸连接。
进一步的是，所述自咬合结构包括设于线圈基座上的卡扣和设于隔离腔上的卡台，所述卡扣与卡台能够匹配咬合。
进一步的是，所述上滑盖和下基座之间通过可受力滑动产生阻尼压缩的滑动结构进行连接；所述上滑盖通过滑动结构与下基座发生相对滑动时，上滑盖能带动电磁感应线圈相对于悬浮永磁体发生位移滑动。
进一步的是，所述滑动结构包括设于上滑盖的卡台、设于下基座上的卡扣、设于上滑盖卡台和下基座卡扣间的滑道、设于上滑盖和下基座之间的阻尼弹簧，上滑盖通过所述滑道可上下滑动，所述阻尼弹簧使得上滑盖和下基座之间具有弹性形变力。
通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：如上所述设计的人体步态能量转化发电装置，永磁体采用悬浮设计结构，悬浮永磁体具有感应灵敏的特点，悬浮永磁体能够敏锐的捕捉环境中的振动能量，以能够有效的在中央导轨上发生位移，悬浮永磁体的位移运动使得电磁感应线圈具有切割磁感线效应，电磁感应线圈就能够产生电能，因此，通过磁体悬浮设计提升了能量捕捉效率，提升电能转化效率，而且悬浮设计能够减小摩擦力，避免部件损坏和能量损耗，能够提升能量利用充分性；进一步的，壳体由上滑盖和下基座构成，上滑盖与下基座通过可受力滑动产生阻尼压缩的滑动结构进行连接，上滑盖受力时能够带动电磁感应线圈整体相对于悬浮永磁体发生位移滑动，电磁感应线圈具有切割磁感线效应，电磁感应线圈就能够产生电能，能够有效的将重力势能冲击吸收利用，提升电能转化效果，所述人体步态能量转化发电装置将磁体悬浮设计与电磁感应线圈位移滑动设计相结合，有效的将环境振动能量和重力势能等能量转换为电能输出，能量利用充分，有效提升发电效率，实用性高。
进一步的，所述上滑盖的隔离腔和线圈基座形成线圈保护腔，线圈基座上的活动腔室除了使得线圈基座与永磁体之间实现相对滑动外，还与下基座共同构成了永磁体保护腔室，各发电主要部件分别独立保护，提升零件的结构稳定性；而上滑盖与线圈基座之间采用自咬合结构连接、上滑盖与下基座之间通过滑动结构匹配连接，结构分布简单，装配便利，生产时能够快速封装，生产便利，生产效率高。
进一步的，所述人体步态能量转化发电装置是通过电磁感应线圈和永磁体的相对位移实现发电，二者在相对位移时会产生阻力作用，所述人体步态能量转化发电装置采用的是阻尼发电方式，结合上滑盖和下基座之间设有的可受力滑动产生阻尼压缩的滑动结构，人体步态能量转化发电装置具有缓震作用，具有耐冲击性和使用舒适性。
综上所述，所述人体步态能量转化发电装置免维护，低成本，安全环保，通过自主采集人体步态能量即可转化为电流，为可穿戴耗电装备提供能量，实用性高。
附图说明
图1是本发明实施例的结构分解示意图。
图2是本发明实施例的结构组合示意图。
图3是本发明实施例的悬浮永磁体受震动时的结构示意图。
图4是本发明实施例的上滑盖受压力作用时的结构示意图。
具体实施方式
现结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。
参考图1至图4，本发明实施例揭示的是，人体步态能量转化发电装置，包括电磁感应线圈1、与电磁感应线圈连接的整流缓存芯片2和永磁体3，还包括上滑盖4、下基座5和线圈基座6，所述上滑盖4和下基座5之间通过可受力滑动产生阻尼压缩的滑动结构进行连接；所述上滑盖4上设有隔离腔41，所述线圈基座6设于隔离腔41内，所述线圈基座6与隔离腔41的内腔壁之间形成线圈保护腔，所述电磁感应线圈1环绕设于线圈基座6的外侧壁上，所述线圈基座6与隔离腔41之间通过自咬合结构可拆卸连接，所述自咬合结构包括设于线圈基座上的卡扣和设于隔离腔上的卡台，所述卡扣与卡台能够匹配咬合；所述整流缓存芯片2置于所述上滑盖4的盖顶上，所述上滑盖4上对应线圈保护腔的位置上设有穿孔，所述电磁感应线圈的1输出端通过穿孔穿出与整流缓存芯片2的输入端相连接；所述永磁体3包括定位永磁体31和悬浮永磁体32，所述下基座5上凸设有中央导轨51，所述定位永磁体31套设于中央导轨51的固定端上，所述悬浮永磁体32套设于中央导轨51的自由端上，所述定位永磁体31与悬浮永磁体32的相对面为同磁性面，定位永磁体31使得悬浮永磁体32悬浮于中央导轨51的自由端上，所述悬浮永磁体32能够沿中央导轨51上下位移；所述线圈基座6内开设有活动腔室61，所述悬浮永磁体32位于活动腔室61内，当所述上滑盖4通过滑动结构与下基座5发生相对滑动时，上滑盖4能带动电磁感应线圈1相对于悬浮永磁体32发生位移滑动。
所述滑动结构包括设于上滑盖的卡台、设于下基座上的卡扣、设于上滑盖卡台和下基座卡扣间的滑道、设于上滑盖和下基座之间的阻尼弹簧，上滑盖通过所述滑道可上下滑动，所述上滑盖上位于隔离腔与滑道之间的位置设有弹簧腔，所述阻尼弹簧置于弹簧腔内，所述阻尼弹簧使得上滑盖和下基座之间具有弹性形变力。
综上所述设计的人体步态能量转化发电装置，免维护，低成本，安全环保，通过自主采集人体步态能量即可转化为电流，为可穿戴耗电装备提供能量，实用性高。
以上所记载，仅为利用本创作技术内容的实施例，任何熟悉本项技艺者运用本创作所做的修饰、变化，皆属本创作主张的专利范围，而不限于实施例所揭示者。

Claims (7)

1.人体步态能量转化发电装置，包括壳体，设于壳体内的电磁感应线圈、永磁体以及与电磁感应线圈连接的整流缓存芯片，其特征在于：所述永磁体包括定位永磁体和悬浮永磁体，所述壳体上设有中央导轨，所述定位永磁体套设于中央导轨的固定端上，所述悬浮永磁体套设于中央导轨的自由端上，所述定位永磁体与悬浮永磁体的相对面为同磁性面，定位永磁体使得悬浮永磁体悬浮于中央导轨的自由端上，当所述悬浮永磁体受到振动时，所述悬浮永磁体能够沿中央导轨上下位移；所述悬浮永磁体位于电磁感应线圈内。
2.根据权利要求1所述的人体步态能量转化发电装置，其特征在于：所述壳体包括上滑盖和下基座，上滑盖与下基座相对连接；所述电磁感应线圈设于上滑盖内；所述中央导轨设于下基座上，悬浮永磁体位于电磁感应线圈内。
3.根据权利要求2所述的人体步态能量转化发电装置，其特征在于：还包括线圈基座，所述上滑盖上设有隔离腔，所述线圈基座设于隔离腔内，所述线圈基座与隔离腔的内腔壁之间形成线圈保护腔，所述电磁感应线圈环绕设于线圈基座的外侧壁上；所述线圈基座内开设有活动腔室，所述悬浮永磁体位于活动腔室内。
4.根据权利要求3所述的人体步态能量转化发电装置，其特征在于：所述线圈基座与隔离腔之间通过自咬合结构可拆卸连接。
5.根据权利要求4所述的人体步态能量转化发电装置，其特征在于：所述自咬合结构包括设于线圈基座上的卡扣和设于隔离腔上的卡台，所述卡扣与卡台能够匹配咬合。
6.根据权利要求2所述的人体步态能量转化发电装置，其特征在于：所述上滑盖和下基座之间通过可受力滑动产生阻尼压缩的滑动结构进行连接；所述上滑盖通过滑动结构与下基座发生相对滑动时，上滑盖能带动电磁感应线圈相对于悬浮永磁体发生位移滑动。
7.根据权利要求6所述的人体步态能量转化发电装置，其特征在于：所述滑动结构包括设于上滑盖的卡台、设于下基座的卡扣、设于卡台和卡扣间的滑道、设于上滑盖和下基座之间的阻尼弹簧，上滑盖通过所述滑道可上下滑动，所述阻尼弹簧使得上滑盖和下基座之间具有弹性形变力。
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