CN109698545A - 一种基于健身器材功能化发电的共享电源 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于健身器材功能化发电的共享电源，能够覆盖弧摆式、往复式、回旋式等多种类型健身器材，通过直接运作健身器材，各类健身器材在变速齿轮处汇集机械能后，通过变速齿轮和发电机将机械能转换为电能，进而直接实现供电。发电后以共享小电源的形式用于健身仪表、小功率风扇、手机等小功率用电器的使用，实现能源的循环利用与共享经济、共享生活、共享理念的有机融合。

Description

一种基于健身器材功能化发电的共享电源

技术领域

本发明涉及共享电源技术领域，特别是涉及一种基于健身器材功能化发电的共享电源。

背景技术

现有健身器材发电系统主要是通过脚踏式健身发电装置将回旋式健身器材的动力输出端连接发电机，实现动能与电能的转换，再由发电机的输出端通过电线连接蓄电池的输入端，蓄电池的输出端通过电线连接箱体上的取电插孔。从而达到利用健身器材发电，储电再用电的目的。

但是现有技术中存在下列缺陷：

(1)所产生电能的使用方向有局限性。现有健身器材发电系统中，对所产生电能的利用重点在于电能的储存上，无法进行所产生电能的实时直接利用。

(2)可利用健身器材种类少。现有健身器材发电技术主要针对回旋式健身器材进行发电。无法覆盖弧摆式、往复式、回旋式等多种健身器材，可发电健身器材种类具有局限性。

(3)能源不可共享。人人可利用健身器材发电的情况下，却无法进行人人用电，达不到资源的最大化利用。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于健身器材功能化发电的共享电源，能够覆盖弧摆式、往复式、回旋式等多种类型健身器材，发电后以共享小电源的形式用于健身仪表、小功率风扇、手机等小功率用电器的使用，实现能源的循环利用与共享经济、共享生活、共享理念的有机融合。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于健身器材功能化发电的共享电源，包括：健身器材、缓冲水槽、变速齿轮、发电机、直流降压斩波器、蓄电池和逆变器；所述健身器材包括往复式健身器材、弧摆式健身器材和回旋式健身器材；所述往复式健身器材，与所述缓冲水槽连接，用于将往复式健身器材所产生的机械能通过所述缓冲水槽化为水的势能；所述缓冲水槽、所述弧摆式健身器材和所述回旋式健身器材分别与所述变速齿轮连接，所述变速齿轮用于将三类健身器材产生的机械能经由变速齿轮部分提高设定倍数的转速；所述变速齿轮与所述发电机连接，所述发电机与所述直流降压斩波器连接，所述直流降压斩波器与所述蓄电池连接，所述蓄电池用于将所述直流降压斩波器输出的直流电压进行存储；所述直流降压斩波器与所述逆变器连接，所述逆变器用于将所述直流降压斩波器输出的直流电压转换为交流电压。

可选的，所述共享电源还包括往复式容积泵，所述往复式容积泵的一端连接往复式健身器材，另一端连接缓冲水槽。

可选的，所述往复式容积泵内包括依次设置的偏心轮、柱塞和密封工作腔，所述偏心轮与所述往复式健身器材连接。

可选的，所述缓冲水槽包括单向阀、第一缓冲槽、第二缓冲槽、叶轮和水槽；所述往复式容积泵通过所述单向阀分别与所述第一缓冲槽和所述水槽连接，所述第一缓冲槽与所述第二缓冲槽通过所述叶轮连接，所述第二缓冲槽与所述水槽连接。

可选的，所述发电机采用永磁发电机。

可选的，所述蓄电池上设置取电插口，通过所述取电插口为外部设备供电。

可选的，所述取电插口为USB插口。

可选的，所述逆变器采用正弦波逆变器或方波逆变器。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供一种基于健身器材功能化发电的共享电源，能够覆盖弧摆式、往复式、回旋式等多种类型健身器材，通过直接运作健身器材，各类健身器材在变速齿轮处汇集机械能后，通过变速齿轮和发电机将机械能转换为电能，进而直接实现供电。发电后以共享小电源的形式用于健身仪表、小功率风扇、手机等小功率用电器的使用，实现能源的循环利用与共享经济、共享生活、共享理念的有机融合。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例基于健身器材功能化发电的共享电源组成示意图；

图2为本发明实施例往复式容积泵与缓冲水槽连接示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

本发明的目的是提供一种基于健身器材功能化发电的共享电源，能够覆盖弧摆式、往复式、回旋式等多种类型健身器材，发电后以共享小电源的形式用于健身仪表、小功率风扇、手机等小功率用电器的使用，实现能源的循环利用与共享经济、共享生活、共享理念的有机融合。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明实施例基于健身器材功能化发电的共享电源组成示意图。如图1所示，一种基于健身器材功能化发电的共享电源，包括：健身器材、缓冲水槽4、变速齿轮5、发电机6、直流降压斩波器7、蓄电池8和逆变器9；所述健身器材包括往复式健身器材1、弧摆式健身器材2和回旋式健身器材3；所述往复式健身器材1，与所述缓冲水槽4连接，用于将往复式健身器材1所产生的机械能通过所述缓冲水槽4化为水的势能；所述缓冲水槽4、所述弧摆式健身器材2和所述回旋式健身器材3分别与所述变速齿轮5连接，所述变速齿轮5用于将三类健身器材产生的机械能经由变速齿轮部分提高设定倍数的转速；所述变速齿轮5与所述发电机6连接，所述发电机6与所述直流降压斩波器7连接，所述直流降压斩波器7与所述蓄电池8连接，所述蓄电池8用于将所述直流降压斩波器7输出的直流电压进行存储；所述直流降压斩波器7与所述逆变器9连接，所述逆变器9用于将所述直流降压斩波器7输出的直流电压转换为交流电压。

所述共享电源还包括往复式容积泵10，所述往复式容积泵10的一端连接往复式健身器材1，另一端连接缓冲水槽4。图2为本发明实施例往复式容积泵与缓冲水槽连接示意图。如图2所示，所述往复式容积泵10内包括依次设置的偏心轮11、柱塞12和密封工作腔13，所述偏心轮11与所述往复式健身器材1连接。所述缓冲水槽4包括单向阀41、第一缓冲槽42、第二缓冲槽44、叶轮43和水槽45；所述往复式容积泵10通过所述单向阀41分别与所述第一缓冲槽42和所述水槽45连接，所述第一缓冲槽42与所述第二缓冲槽44通过所述叶轮43连接，所述第二缓冲槽44与所述水槽45连接。所述往复式健身器材1带动所述偏心轮11运转，使所述柱塞12在所述密封工作腔13中做活塞运动，再通过所述往复式容积泵10将水槽45中的水经所述单向阀压入所述第一缓冲槽42中；所述第一缓冲槽42中的水，流经所述叶轮43，带动所述叶轮43运动后流入所述第二缓冲槽44中，最终回到所述水槽45中，达到水资源的循环利用。将往复式健身器材1所产生的不规律机械能通过缓冲水槽4转化为水的势能，从而达到平稳发电的目的。而弧摆式健身器材2和回旋式健身器材3则可直接通过传送装置，将机械能平稳的传送到变速齿轮5处。

所述变速齿轮5分为大齿轮和小齿轮。固定大齿轮，将其与健身器材连接(往复式健身器材利用水的位能，带动叶轮转动转化为机械能，将叶轮的转子通过传动链条和大齿轮连接；因弧摆式健身器材和回旋式健身器材本身具有转轴，即可将其转轴上的转子通过传动链条和大齿轮连接)，将小齿轮与发电机连接，健身器材运作通过传动链条驱动变速齿轮运转，此时三类健身器材运作所产生的机械能经由变速齿轮部分提高一定倍数的转速从而增大机械能。

将所述变速齿轮5中的小齿轮通过传动链条和永磁发电机的转子相连接，健身器材运作带动变速齿轮运转，再通过传动链条带动永磁发电机的转子转动，此时发电机输出幅值不稳定的直流电压。

本发明通过控制直流稳压斩波器开关器件的占空比，保证最终输出稳定幅值的直流电压。

所述发电机6采用永磁发电机。所述蓄电池8上设置取电插口，例如：USB插口，通过所述取电插口为外部设备供电。所述逆变器9采用正弦波逆变器或方波逆变器。

本发明的共享电源分为以下三个部分：

(1)机械能产生部分：将往复式健身器材与偏心轮相连接，偏心轮与密封工作腔中的柱塞相连接，将密封工作腔安装在往复式容积泵中，容积泵输出端与缓冲槽用管道连接，并在第一缓冲槽和第二缓冲槽两者之间安装叶轮。通过叶轮将动能传输给变速齿轮。弧摆式及回旋式健身器材可与变速齿轮直接连接，通过动能传输装置直接将产生的机械能传输给变速齿轮。变速齿轮汇集各类健身器材产生的机械能。

(2)机械能转化为动能部分：选取合适的地理位置安装变速齿轮，通过动能传输装置，收集各类健身器材所产生的机械能。将永磁发电机的输出端与直流降压斩波器的输入端相结合，从而输出幅值稳定的直流电压。

(3)电能使用部分：将直流降压斩波器与蓄电池物理结合，在蓄电池上制作USB插口和取电插口，将储能电池视为一个“共享电源”。将直流降压斩波器输出端与逆变器输入端结合，逆变器输出端可与负载连接，直接使用电能。

本发明通过直接运作健身器材，各类健身器材在变速齿轮处汇集机械能后，通过变速齿轮和发电机将机械能转换为电能，进而直接实现供电。

本发明提供的基于健身器材功能化发电的共享电源具有下列优势：

(1)所产生电能的使用方向更广泛。其一，将直流降压斩波器的输出端通过逆变器和电线连接箱体上的取电插孔，达到电能的实时利用。其二，将实时利用不完全的多余电能在蓄电池中进行储存。

(2)可利用健身器材种类更全面。区别于现有健身器材发电技术主要针对回旋式健身器材，本技术可覆盖弧摆式、往复式、回旋式等多种健身器材。

(3)小电力免费共享。将运动产生的动能转化为电能后，对其进行有效储存，并在蓄电池上制作USB插口和取电插口，将储能电池视为一个“共享电源”，积极响应“全民共享”的理念。

本发明中健身器材功能化发电原理：

将直线平行的双向的不连续运动所产生的能量转化成单项的连续的能量输出，进而将这部分能量转化成电能储存起来，并对其进行合理利用。通过基于健身器材功能化发电的研究，实现将人体运动时的生物质能，通过健身器材人为作业时的机械能有效转换为电能，从而达到能源循环利用与共享经济、共享生活、共享理念的有机融合。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的装置及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种基于健身器材功能化发电的共享电源，其特征在于，包括：健身器材、缓冲水槽、变速齿轮、发电机、直流降压斩波器、蓄电池和逆变器；所述健身器材包括往复式健身器材、弧摆式健身器材和回旋式健身器材；所述往复式健身器材，与所述缓冲水槽连接，用于将往复式健身器材所产生的机械能通过所述缓冲水槽化为水的势能；所述缓冲水槽、所述弧摆式健身器材和所述回旋式健身器材分别与所述变速齿轮连接，所述变速齿轮用于将三类健身器材产生的机械能经由变速齿轮部分提高设定倍数的转速；所述变速齿轮与所述发电机连接，所述发电机与所述直流降压斩波器连接，所述直流降压斩波器与所述蓄电池连接，所述蓄电池用于将所述直流降压斩波器输出的直流电压进行存储；所述直流降压斩波器与所述逆变器连接，所述逆变器用于将所述直流降压斩波器输出的直流电压转换为交流电压。

2.根据权利要求1所述的基于健身器材功能化发电的共享电源，其特征在于，所述共享电源还包括往复式容积泵，所述往复式容积泵的一端连接往复式健身器材，另一端连接缓冲水槽。

3.根据权利要求2所述的基于健身器材功能化发电的共享电源，其特征在于，所述往复式容积泵内包括依次设置的偏心轮、柱塞和密封工作腔，所述偏心轮与所述往复式健身器材连接。

4.根据权利要求3所述的基于健身器材功能化发电的共享电源，其特征在于，所述缓冲水槽包括单向阀、第一缓冲槽、第二缓冲槽、叶轮和水槽；所述往复式容积泵通过所述单向阀分别与所述第一缓冲槽和所述水槽连接，所述第一缓冲槽与所述第二缓冲槽通过所述叶轮连接，所述第二缓冲槽与所述水槽连接。

5.根据权利要求1所述的基于健身器材功能化发电的共享电源，其特征在于，所述发电机采用永磁发电机。

6.根据权利要求1所述的基于健身器材功能化发电的共享电源，其特征在于，所述蓄电池上设置取电插口，通过所述取电插口为外部设备供电。

7.根据权利要求6所述的基于健身器材功能化发电的共享电源，其特征在于，所述取电插口为USB插口。

8.根据权利要求1所述的基于健身器材功能化发电的共享电源，其特征在于，所述逆变器采用正弦波逆变器或方波逆变器。