CN109488542A - 发电背包 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种发电背包，包括：背包架组件、若干弹性组件、运动机构和电池单元；所述弹性组件设置在所述背包架组件的一侧；所述运动机构设置在所述弹性组件上，所述运动机构通过所述弹性组件在所述背包架组件上下运动；所述运动机构包括发电盒、发电机和电池单元；所述发电盒包括传动组件和机械储能装置；所述背包架组件上设有齿条，所述齿条与所述传动组件连接，所述传动组件连接机械储能装置，所述机械储能装置通过一传动齿轮连接发电机的齿轮端，所述发电机还与电池单元电性连接。本发明在运动机构向上和向下的运动过程中均可实现发电，发电效能较现有的装置提升两倍。

Description

发电背包

技术领域

本发明涉及发电装置技术领域，尤其涉及一种可收集人体振动能量的发电书包。

背景技术

随着科学技术的发展，人类的生活越来越离不开各种各样的电子设备，然而电子设备的使用均离不开电能，尤其是在户外使用电子设备时，电子产品的户外充电成为一个亟待解决的问题。现有随身携带发电设备有了长足的发展。其中，直接利用人体动能发电的产品是人类最早的人力发电设备，然而这类产品纯粹依靠人体的单个部位的运动发电，对人体能量消耗极大；现有的利用人体动能的发电设备，通过将人体的动能装化为电能储藏起来，以备后续使用，这种发电装置可将人体在行走等运动中的多余动能转化为电能储藏，然而这类发电装置却存在动能转化为电能的效率低下的问题。现有一种通过上下振动获得电能的发电装置，存在只能在装置上升或下降的一个过程实现发电机的发电储能的缺陷，发电效率不高。因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种发电背包。

本发明的技术方案如下：一种发电背包，包括：背包架组件、若干弹性组件、运动机构和电池单元；所述弹性组件设置在所述背包架组件的一侧；所述运动机构设置在所述弹性组件上，所述运动机构通过所述弹性组件在所述背包架组件上下运动；所述运动机构包括发电盒、发电机和电池单元；所述发电盒包括传动组件和机械储能装置；所述背包架组件上设有齿条，所述齿条与所述传动组件连接，所述传动组件连接机械储能装置，所述机械储能装置通过一传动齿轮连接发电机的齿轮端，所述发电机还与电池单元电性连接。

进一步地，所述机械储能装置为发条盒，所述发条盒包括发条盒壳体、发条与单向轴承；所述发条盒壳体为圆盘状，发条盒壳体的边缘设有啮齿，所述传动齿轮分别与所述发条盒壳体的啮齿和发电机的齿轮端啮合；所述单向轴承设置在所述发条盒的轴心；所述发条设置在发条盒内，发条的一端连接所述单向轴承，另一端连接所述发条盒壳。

进一步地，所述传动组件包括第一齿轮和第二齿轮；所述第二齿轮设置在所述发条盒壳体上，并设置在所述单向轴承的外围；所述第一齿轮分别与齿条和第二齿轮啮合，所述第一齿轮在所述齿条上转动，带动所述第二齿轮转动，从而带动所述发条盒壳体转动。

进一步地，所述运动机构还包括运动机构本体，所述发电盒、发电机和电池单元设置在所述运动机构本体内，所述传动组件设置在所述机械储能装置靠近所述齿条的一侧，并与所述齿条连接。

进一步地，所述弹性组件包括：弹簧调节蜗杆套、弹簧调节蜗杆、弹簧和弹簧套；所述弹簧调节蜗杆套设置在所述背包架组件上，所述弹簧调节蜗杆的一端设置在所述弹簧调节蜗杆套内，另一端连接所述弹簧；所述弹簧套设置在所述弹簧的外围；所述运动机构设置在所述弹簧套的外围。

进一步地，还包括导向机构，所述导向机构包括上部安装件、中部滑动件和下部安装件；所述上部安装件水平设置在所述背包架组件的上端，所述下部安装件水平设置在所述背包架组件的下端，所述上部安装件与下部安装件的两端之间设有两根导杆；所述中部滑动件的两端分别设置在所述导杆上；所述弹性组件的一端连接所述上部安装件，另一端连接所述中部活动件。

进一步地，所述弹性机构有两个，分别设置在所述上部安装件的两端；所述中部滑动件包括上连接件和下连接件，所述上连接件和下连接件的两端分别滑动设置在所述导杆上；所述弹簧组件的下端设置在下连接件上；所述上连接件设置在所述上部安装件与所述下连接件之间之间，且设置在所述弹性组件与背包架组件之间；所述运动机构的上下两端分别设置在所述上连接件与所述下连接件上。

进一步地，所述运动机构本体远离所述背包架组件的一侧底部设有与所述运动机构本体翻转连接的“U”形架，所述运动机构本体表面设有容置“U”形架的凹槽，所述“U”形架的凹槽的两侧还分别设有挂件。

进一步地，所述背包架组件包括钢条架，所述齿条设置在所述钢条架上；所述钢条架远离所述齿条的一侧设有记忆海绵。

进一步地，还包括背带，所述背带的两端分别连接所述上部安装件和下部安装件。

采用上述方案，本发明具有如下有益效果：1、使用发条将机械能储存，从而达到发电机地持续转动；2、本发明利用单向轴承，将所有的动能，输出为一个方向，使发电机在持续地转动中，不改变转动方向，在运动机构向上和向下的运动过程中均可实现发电，发电效能较现有的装置提升两倍，从而达到最大效率的发电；3、本发明可实现运动机构的锁死，实现发电模式和非发电模式的切换；4、本发明可实现紧急情况的手摇发电：具体而言，本发明中的发电机包括手摇发电机，所述运动机构的表面设有所述手摇发点电机的手摇手柄发电接口，可用于紧急情况下手动紧急发电；5、本发明中弹性组件可根据背包不同的重量进行调整，可适应不同重量的背包发电。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明部分结构的结构示意图；

图3为导向机构和弹性机构的结构示意图；

图4为发电盒和发电机的背面结构示意图；

图5为发电盒和发电机的正面结构示意图；

图6为发电盒和发电机的俯视图；

图7为本发明含电池箱部分的结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。

参照图1至图7所示，本发明提供一种发电背包，包括：背包架组件、若干弹性组件3、运动机构4和电池单元5；所述弹性组件3设置在所述背包架组件的一侧；所述运动机构4设置在所述弹性组件3上，所述运动机构4通过所述弹性组件3在所述背包架组件上下运动；所述运动机构4包括发电盒41、发电机43和电池单元5；所述发电盒41包括传动组件和机械储能装置；所述背包架组件上设有齿条11，所述齿条11与所述传动组件连接，所述传动组件连接机械储能装置，所述机械储能装置通过一传动齿轮42连接发电机43的齿轮端，所述发电机43还与电池单元5电性连接。

所述运动机构4在所述齿条11上相对上下运动时，带动其中的传动组件运动，所述传动组件带动所述机械储能装置运动，所述机械储能装置通过传动齿轮42带动所述发电机43进行发电。所述机械储能装置在正向运动过程中通过传动齿轮42带动所述发电机43进行发电，并将一部分动能转化为势能储存在机械储能装置内，并在反向运动过程中，将势能转化为动能，通过传动齿轮42带动发电机43进行发电。所述发电机43的电能储存在电池单元5内。

作为一种实施例，所述背包架组件包括钢条架1，所述齿条11设置在所述钢条架1上；所述钢条架1远离所述齿条11的一侧设有记忆海绵。

作为一种实施例，本发明还包括导向机构2，所述导向机构2设置在所述钢条架1远离记忆海绵的一侧。所述导向机构2包括上部安装件21、中部滑动件和下部安装件25；所述上部安装件21水平设置在所述钢条架1的上端，所述下部安装件25水平设置在所述钢条架1的下端，所述上部安装件21与下部安装件25的两端之间设有两根导杆24；所述中部滑动件的两端分别设置在所述导杆24上；所述弹性组件3的一端连接所述上部安装件21，另一端连接所述中部活动件。作为一种实施例，本发明还包括背带，所述背带的两端分别连接所述上部安装件21和下部安装件25。

所述弹性机构有两个，分别设置在所述上部安装件21的两端；所述中部滑动件包括上连接件22和下连接件23，所述上连接件22和下连接件23的两端分别滑动设置在所述导杆24上；所述弹簧组件3的下端设置在下连接件23上；所述上连接件22设置在所述上部安装件与所述下连接件23之间之间，且设置在所述弹性组件与背包架组件之间；所述运动机构4的上下两端分别设置在所述上连接件22与所述下连接件23上。

本发明中，所述弹性组件3包括：弹簧调节蜗杆套32、弹簧调节蜗杆33、弹簧34和弹簧套；所述弹簧调节蜗杆套32设置在所述背包架组件上，所述弹簧调节蜗杆33的一端设置在所述弹簧调节蜗杆套32内，另一端连接所述弹簧34；所述弹簧套设置在所述弹簧34的外围；所述运动机构4设置在所述弹簧套的外围。

作为一种实施例，所述运动机构4还包括运动机构本体，所述发电盒41、发电机43和电池单元5设置在所述运动机构本体内，所述传动组件设置在所述机械储能装置靠近所述齿条11的一侧，并与所述齿条11连接。所述运动机构本体远离所述背包架组件的一侧底部设有与所述运动机构本体翻转连接的“U”形架45，所述运动机构本体表面设有容置“U”形架45的凹槽，所述“U”形架45的凹槽的两侧还分别设有挂件44。所述运动机构本体的一侧的上下两端分别设置在所述连接件与所述下部安装组件上，并在弹性组件3的牵引下，在导杆24上面上下滑动。

作为一种实施例，所述机械储能装置为发条盒43，所述发条盒43包括发条盒壳体4131、发条与单向轴承4132；所述发条盒壳体4131为圆盘状，发条盒壳体4131的边缘设有啮齿，所述传动齿轮42分别与所述发条盒壳体4131的啮齿和发电机43的齿轮端啮合；所述单向轴承4132设置在所述发条盒43的轴心；所述发条设置在发条盒43内，发条的一端连接所述单向轴承4132，另一端连接所述发条盒43壳。

所述传动组件包括第一齿轮411和第二齿轮412；所述第二齿轮412设置在所述发条盒壳体4131上，并设置在所述单向轴承4132的外围；所述第一齿轮411分别与齿条11和第二齿轮412啮合，所述第一齿轮411在所述齿条11上转动，带动所述第二齿轮412转动，从而带动所述发条盒壳体4131转动。

本发明工作原理：

1、本发明在运动机构4向上和向下的运动过程中均可实现发电，发电效能较现有的装置提升两倍：值得注意的是，所述单向轴承4132只能单向传动，本实施例中，将运动机构4向下运动设置为正向运动，运动机构4向下运动时，第一齿轮411在齿条11上滑动，第一齿轮411带动第二齿轮412运动，由于第二齿轮412设置在单向轴承4132上，将此时单向轴承4132的转动方向设置为锁死方向，单向轴承4132的一端连接所述发条盒壳体4131，并带动所述发条盒壳体4131转动。

由于运动机构4向下运动为正向运动。第二齿轮412通过锁死的单向轴承4132带动发条盒壳体4131转动，所述发条盒壳体4131通过传动齿轮42带动发电机43的齿轮端转动，实现发电，将该发条盒壳体4131的转动方向设置为正向。与此同时，发条盒壳体4131转动，发条盒43内的发条收紧，将动能转化为发条的弹性势能，由于单向轴承4132锁死，能让发条受力后不在回旋，从而将发条的弹性势能锁死。

当运动机构4向上运动时，第二齿轮412带动所述单向轴承4132反向运动，此时单向轴承4132为活动轴承，此时发条被松开，将发条盒43内的弹性势能转化为动能，带动所述发条盒壳体4131正向运动，使得运动机构4在反向运动的时候也能将动能转化为电能。发电效率是现有的通过上下振动实现发电的装置的两倍，效能明显增高。

2、本发明弹性组件3可根据背包不同的重量进行调整，可适应不同重量的背包发电；作为一种实施例，所述所述弹簧调节蜗杆33的一端设置在所述弹簧调节蜗杆套32，并连接一弹簧34调节旋钮，另一端连接所述弹簧34。所述弹簧34的另一端连接下部安装件25。通过旋转弹簧34调节旋钮可将弹簧调节蜗杆33从弹簧调节蜗杆套32中，从而改变上部安装件21和下部安装件25之间的距离，实现运动机构4运动范围的调节。

3、本发明可实现运动机构4的锁死：作为一种实施例，所述下连接件23上可设计放置所述第一齿轮411的安置座，所述第一齿轮411部分安置在所述安置座上，部分与所述齿条11啮合。所述下连接件23上还可设有锁死旋钮，用于卡住所述运动机构4。具体而言，所述钢条架1上与所述锁死旋钮对应的位置设有若干定位孔，所述锁死旋钮为螺母，将运动机构4移动到预定位置，旋转锁死旋钮，将运动机构4锁死。

4、本发明可实现紧急情况的手摇发电：具体而言，本发明中的发电机43包括手摇发电机43，所述运动机构4的表面设有所述手摇发点电机的手摇手柄发电接口，该接口连接一手摇手柄46，可用于紧急情况下手动紧急发电。本实施例中，所述手摇手柄46设置在运动机构本体外侧的凹槽内，其中，手摇手柄46的一端与运动机构本体内的一发电齿轮47同轴连接，所述发电齿轮47还与传动齿轮42连接；所述手摇手柄46的另一端为可折叠的手柄，转动该手柄时可带动发电齿轮47旋转，从而带动与传动齿轮42连接的发电机43旋转，从而实现手摇发电。

5、本发明中的电池单元5可为独立电池箱，可实现电池箱单独使用，作为一种实施例，所述电池箱设置在所述运动机构本体内，电池箱的上端露出运动机构本体，所述电池箱的上表面设有显示屏51、调压按键、复位键、输入插座52和输出防水防震插座53。所述输入插座的上方设有防水盖，可打开进行充电。所述防水防震插座52上设有透明的防水防震盖5，由于运动中接头容易松开，防水防震盖53可将电线固定，在压紧电线同时也会防水。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种发电背包，其特征在于，包括：背包架组件、若干弹性组件、运动机构和电池单元；所述弹性组件设置在所述背包架组件的一侧；所述运动机构设置在所述弹性组件上，所述运动机构通过所述弹性组件在所述背包架组件上下运动；所述运动机构包括发电盒、发电机和电池单元；所述发电盒包括传动组件和机械储能装置；所述背包架组件上设有齿条，所述齿条与所述传动组件连接，所述传动组件连接机械储能装置，所述机械储能装置通过一传动齿轮连接发电机的齿轮端，所述发电机还与电池单元电性连接。

2.根据权利要求1所述的发电背包，其特征在于，所述机械储能装置为发条盒，所述发条盒包括发条盒壳体、发条与单向轴承；所述发条盒壳体为圆盘状，发条盒壳体的边缘设有啮齿，所述传动齿轮分别与所述发条盒壳体的啮齿和发电机的齿轮端啮合；所述单向轴承设置在所述发条盒的轴心；所述发条设置在发条盒内，发条的一端连接所述单向轴承，另一端连接所述发条盒壳。

3.根据权利要求2所述的发电背包，其特征在于，所述传动组件包括第一齿轮和第二齿轮；所述第二齿轮设置在所述发条盒壳体上，并设置在所述单向轴承的外围；所述第一齿轮分别与齿条和第二齿轮啮合，所述第一齿轮在所述齿条上转动，带动所述第二齿轮转动，从而带动所述发条盒壳体转动。

4.根据权利要求1所述的发电背包，其特征在于，所述运动机构还包括运动机构本体，所述发电盒、发电机和电池单元设置在所述运动机构本体内，所述传动组件设置在所述机械储能装置靠近所述齿条的一侧，并与所述齿条连接。

5.根据权利要求1所述的发电背包，其特征在于，所述弹性组件包括：弹簧调节蜗杆套、弹簧调节蜗杆、弹簧和弹簧套；所述弹簧调节蜗杆套设置在所述背包架组件上，所述弹簧调节蜗杆的一端设置在所述弹簧调节蜗杆套内，另一端连接所述弹簧；所述弹簧套设置在所述弹簧的外围；所述运动机构设置在所述弹簧套的外围。

6.根据权利要求1所述的发电背包，其特征在于，还包括导向机构，所述导向机构包括上部安装件、中部滑动件和下部安装件；所述上部安装件水平设置在所述背包架组件的上端，所述下部安装件水平设置在所述背包架组件的下端，所述上部安装件与下部安装件的两端之间设有两根导杆；所述中部滑动件的两端分别设置在所述导杆上；所述弹性组件的一端连接所述上部安装件，另一端连接所述中部活动件。

7.根据权利要求6所述的发电背包，其特征在于，所述弹性机构有两个，分别设置在所述上部安装件的两端；所述中部滑动件包括上连接件和下连接件，所述上连接件和下连接件的两端分别滑动设置在所述导杆上；所述弹簧组件的下端设置在下连接件上；所述上连接件设置在所述上部安装件与所述下连接件之间之间，且设置在所述弹性组件与背包架组件之间；所述运动机构的上下两端分别设置在所述上连接件与所述下连接件上。

8.根据权利要求4所述的发电背包，其特征在于，所述运动机构本体远离所述背包架组件的一侧底部设有与所述运动机构本体翻转连接的“U”形架，所述运动机构本体表面设有容置“U”形架的凹槽，所述“U”形架的凹槽的两侧还分别设有挂件。

9.根据权利要求1所述的发电背包，其特征在于，所述背包架组件包括钢条架，所述齿条设置在所述钢条架上；所述钢条架远离所述齿条的一侧设有记忆海绵。

10.根据权利要求6所述的发电背包，其特征在于，还包括背带，所述背带的两端分别连接所述上部安装件和下部安装件。