CN106877625A - 液态金属发电装置和液态金属发电跑步机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及健身器材技术领域，提供了一种液态金属发电装置和液态金属发电跑步机。该装置包括第一永磁铁、第二永磁铁、第一电极、第二电极、转轮以及充有液态金属的环形柔性管道，转轮用于挤压环形柔性管道并驱动液态金属流动，第一永磁铁和第二永磁铁相对设置在环形柔性管道的外侧、且关于环形柔性管道的轴线或轴线的切线方向对称，第一电极和第二电极的第一端分别插设在位于磁场中的环形柔性管道的两侧壁中，液态金属的流动方向、磁场方向以及第一电极和第二电极之间的电流方向两两垂直。该跑步机包括上述液态金属发电装置。本发明噪音小、结构简单、便于安装，通过液态金属切割磁感线产生电流，有效利用了健身运动所产生的能量，节约了电能。
Description
技术领域
本发明涉及健身器材技术领域，具体涉及一种液态金属发电装置和液态金属发电跑步机。
背景技术
随着人们生活水平的逐步提高，人们对健身的需求也渐渐提升，各种健身器材相继面世。其中，跑步机是家庭及健身房中最常见、最简单的一种。人们在跑步机上跑步的过程中能够产生大量动能，例如正常身体状况的人在跑步机上跑步5～10分钟，所产生的动能转换为电能时能够供应4个LED灯亮1个小时；如果跑步0.5小时，所产生的动能转换为电能时能够使24个LED灯亮1个小时。
但是现有的跑步机，一般只是用于健身，在健身跑步的过程中所产生的动能并不能得到充分的利用。除此以外，日常生活中还有许多人体通过消耗自身能量产生的动能未被有效利用，例如骑自行车产生的动能等。
发明内容
本发明的目的是提供一种液态金属发电装置，以解决能量未被合理转换及有效利用的问题。
为解决上述问题，本发明提供了一种液态金属发电装置，该装置包括发电单元、转轮以及与固定基体连接的环形柔性管道，所述环形柔性管道中充有液态金属，所述转轮用于挤压所述环形柔性管道并驱动所述液态金属在所述环形柔性管道内流动，所述发电单元包括第一永磁铁、第二永磁铁、第一电极以及第二电极，所述第一永磁铁和所述第二永磁铁相对设置在所述环形柔性管道的外侧、且关于所述环形柔性管道的轴线或轴线的切线方向对称，所述第一电极和所述第二电极的第一端分别插设在位于磁场中的所述环形柔性管道的两侧壁中，所述液态金属的流动方向、所述第一永磁铁和所述第二永磁铁形成的磁场方向以及所述第一电极和第二电极之间的电流方向两两垂直。
其中，所述环形柔性管道的材质为PDMS、硅胶或乳胶。
其中，所述液态金属为汞、镓、镓基合金、铟基合金和铋基合金中的至少一种。
其中，所述第一电极和所述第二电极的第一端均镀设有金、银、钛、镍或石墨。
其中，所述第一永磁铁和所述第二永磁铁为钕铁硼永磁体、铁氧体永磁体、钴镍永磁体、纳米钕铁硼永磁体、纳米铁氧体永磁体或纳米钴镍永磁体。
其中，所述环形柔性管道的截面形状为圆形、椭圆形或正多边形。
其中，还包括蓄电池，所述第一电极和所述第二电极的第二端分别通过导线与所述蓄电池的正、负极连接。
其中，所述发电单元的数量为多个，多个所述发电单元沿所述环形柔性管道的轨迹间隔分布，多个所述第一电极的第二端通过导线与所述蓄电池的正极连接，多个所述第二电极的第二端通过导线与所述蓄电池的负极连接。
本发明的噪音小、结构简单、便于安装，通过转轮转动挤压环形柔性管道变形来驱动环形柔性管道内的液态金属流动，进而使液态金属切割磁感线产生电流，从而可将转轮的动能转换为电能，使动能得到了有效利用。
本发明的另一个目的是提供一种液态金属发电跑步机，以解决现有技术中跑步机在健身运动所产生的能量没有被有效利用的技术问题。
为解决上述问题，本发明还提供了一种液态金属发电跑步机，该跑步机包括前滚筒和后滚筒，还包括上述所述的液态金属发电装置，所述前滚筒和/或所述后滚筒上设有所述液态金属发电装置。
本发明的噪音小、结构简单，通过人在跑步机上健身时驱动转轮转动来促使液态金属切割磁感线产生电流，从而有效利用了健身运动所产生的能量，节约了电能。
附图说明
图1是本发明实施例1中液态金属发电装置的主视图；
图2是本发明实施例1中液态金属发电装置的等轴侧视图；
图3是本发明实施例1中液态金属发电装置的发电单元的结构示意图；
图4是本发明实施例2中液态金属发电跑步机的轴侧视图。
附图标记说明：
1、发电单元；2、转轮；3、环形柔性管道；1-1、第一永磁铁；
1-2、第二永磁铁；1-3、第一电极；1-4、第二电极；4、蓄电池；
5、跑带；6、前滚筒；7、后滚筒。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，除非另有说明，术语“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
结合图1至图3所示，本发明实施例提供了一种液态金属发电装置，该装置包括发电单元1、转轮2以及与固定基体连接的环形柔性管道3，环形柔性管道3中充有液态金属，转轮2用于挤压环形柔性管道3并驱动液态金属在环形柔性管道3内流动，发电单元1包括第一永磁铁1-1、第二永磁铁1-2、第一电极1-3以及第二电极1-4，第一永磁铁1-1和第二永磁铁1-2相对设置在环形柔性管道3的外侧、且关于环形柔性管道3的轴线或轴线的切线方向对称，第一电极1-3和第二电极1-4的第一端插设在位于磁场中的环形柔性管道3的两侧壁中，液态金属的流动方向、第一永磁铁1-1和第二永磁铁1-2形成的磁场方向以及第一电极1-3和第二电极1-4之间的电流方向两两垂直。
由此，当外部设备驱动转轮2转动时，环形柔性管道3会受到转轮2的挤压而发生变形，进而迫使液态金属在环形柔性管道3内循环流动。当液态金属流过第一永磁铁1-1和第二永磁铁1-2之间的环形柔性管道3时，会不断切割磁感线并产生电流。产生的电流可通过第一电极1-3和第二电极1-4直接供给负载，也可储存在蓄电池4中。需要说明的是，转轮2可以设于环形柔性管道3的内环中，即转轮2通过挤压环形柔性管道3的内侧来驱动液态金属流动；转轮2也可以设于环形柔性管道3的外侧，即转轮2通过挤压环形柔性管道3的外侧来驱动液态金属流动。
优选地，环形柔性管道3的材质为PDMS(polydimethylsiloxane，聚二甲基硅氧烷)、硅胶或乳胶。
优选地，液态金属为汞、镓、镓基合金、铟基合金和铋基合金中的至少一种。
优选地，第一电极1-3和第二电极1-4的第一端均镀设有金、银、钛、镍或石墨，以此可增大第一电极1-3和第二电极1-4的导电性。
优选地，第一永磁铁1-1和第二永磁铁1-2为钕铁硼永磁体、铁氧体永磁体、钴镍永磁体、纳米钕铁硼永磁体、纳米铁氧体永磁体或纳米钴镍永磁体。
优选地，环形柔性管道3的截面形状为圆形、椭圆形或正多边形。例如，将环形柔性管道3的截面形状为椭圆形，其中椭圆的长轴与转轮2的轴线平行，从而可增大环形柔性管道3与转轮2的接触面积，进而可增大转轮2对环形柔性管道3的作用力，以加快液态金属的流动速度。
另外，还包括蓄电池4，第一电极1-3和第二电极1-4的第二端分别通过导线与蓄电池4的正、负极连接。
进一步地，发电单元1的数量为多个，多个发电单元1沿环形柔性管道3的轨迹间隔分布，多个第一电极1-3的第二端通过导线与蓄电池4的正极连接，多个第二电极1-4的第二端通过导线与蓄电池4的负极连接。由于环形柔性管道3为封闭的环形结构，液态金属可在环形柔性管道3内循环流动，通过设置多个发电单元1可在环形柔性管道3的不同位置同时切割磁感线，进而可增大单位时间产生的电能。
实施例2
如图4所示，本发明还提供了一种液态金属发电跑步机，包括前滚筒6和后滚筒7，还包括上述的液态金属发电装置，前滚筒6和/或后滚筒7上设有液态金属发电装置。
本实施例与实施例1中的液态金属发电装置基本相同，对于与实施例1相同的部分本实施例不再赘述。
本实施例中后滚筒7的两端均设有上述液态金属发电装置，后滚筒7通过转轮2与跑步机的两侧的侧板连接，环形柔性管道3固定在跑步机的侧板上。当人在跑带5上跑动时，可通过跑带5带动前滚筒6和后滚筒7转动，进而带动安装在前滚筒6和/或后滚筒7上的转轮2转动。转轮2转动时又可挤压环形柔性管道3，使充注在环形柔性管道3中的液态金属不断切割磁感线进而产生电流。由此，人们在跑步机上既可以实现健身的目的，还可以将健身时产生的动能就可转换为电能。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种液态金属发电装置，其特征在于，包括发电单元、转轮以及与固定基体连接的环形柔性管道，所述环形柔性管道中充有液态金属，所述转轮用于挤压所述环形柔性管道并驱动所述液态金属在所述环形柔性管道内流动，所述发电单元包括第一永磁铁、第二永磁铁、第一电极以及第二电极，所述第一永磁铁和所述第二永磁铁相对设置在所述环形柔性管道的外侧、且关于所述环形柔性管道的轴线或轴线的切线方向对称，所述第一电极和所述第二电极的第一端分别插设在位于磁场中的所述环形柔性管道的两侧壁中，所述液态金属的流动方向、所述第一永磁铁和所述第二永磁铁形成的磁场方向以及所述第一电极和第二电极之间的电流方向两两垂直。
2.根据权利要求1所述的液态金属发电装置，其特征在于，所述环形柔性管道的材质为PDMS、硅胶或乳胶。
3.根据权利要求1所述的液态金属发电装置，其特征在于，所述液态金属为汞、镓、镓基合金、铟基合金和铋基合金中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的液态金属发电装置，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极的第一端均镀设有金、银、钛、镍或石墨。
5.根据权利要求1所述的液态金属发电装置，其特征在于，所述第一永磁铁和所述第二永磁铁为钕铁硼永磁体、铁氧体永磁体、钴镍永磁体、纳米钕铁硼永磁体、纳米铁氧体永磁体或纳米钴镍永磁体。
6.根据权利要求1所述的液态金属发电装置，其特征在于，所述环形柔性管道的截面形状为圆形、椭圆形或正多边形。
7.根据权利要求1至6任一项所述的液态金属发电装置，其特征在于，还包括蓄电池，所述第一电极和所述第二电极的第二端分别通过导线与所述蓄电池的正、负极连接。
8.根据权利要求7所述的液态金属发电装置，其特征在于，所述发电单元的数量为多个，多个所述发电单元沿所述环形柔性管道的轨迹间隔分布，多个所述第一电极的第二端通过导线与所述蓄电池的正极连接，多个所述第二电极的第二端通过导线与所述蓄电池的负极连接。
9.一种液态金属发电跑步机，包括前滚筒和后滚筒，其特征在于，还包括如权利要求1至8任一项所述的液态金属发电装置，所述前滚筒和/或所述后滚筒上设有所述液态金属发电装置。
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