CN110013103A - 发电背包 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发电背包，包括背包载重机构、牵引回弹机构、固定机构、直线发电机、传动机构，背包载重机构通过牵引回弹机构与固定机构的内侧面竖向滑动连接，传动机构包括第一齿条、齿轮、第二齿条，所述第一齿条安装在背包载重机构的内侧面，所述直线发电机、齿轮分别安装在所述固定机构的内侧面上，所述第二齿条的一端与固定机构竖向滑动连接，所述第二齿条的另一端与直线发电机连接，所述第一齿条通过齿轮与所述第二齿条传动啮合连接。该发电背包能有效收集人体运动上下振动产生的能量，进而转换成电能，为野外旅行的人们带来方便。

Description

发电背包

技术领域

本发明涉及背包领域，尤其涉及一种发电背包。

背景技术

目前，野外旅行的背包功能单一，只能用来储存物品；且人体行走、登山时，背包也随之上下运动，产生竖直方向上的振动能量。此外，野外旅行时，需要蓄电池提供照明和通讯，但蓄电池携带不方便，有效使用时间短；若能高效回收人体运动时产生的振动能，并且利用，则可以带来可观的节能效应，以及给野外旅行的人们带来方便。

因此，设计一种收集人体运动动能发电的背包显得十分必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种发电背包，该发电背包能有效收集人体运动上下振动产生的能量，进而转换成电能，为野外旅行的人们带来方便。

其技术方案如下：

发电背包，包括背包载重机构、牵引回弹机构、固定机构、直线发电机、传动机构，背包载重机构通过牵引回弹机构与固定机构的内侧面竖向滑动连接，传动机构包括第一齿条、齿轮、第二齿条，所述第一齿条安装在背包载重机构的内侧面，所述直线发电机、齿轮分别安装在所述固定机构的内侧面上，所述第二齿条的一端与固定机构竖向滑动连接，所述第二齿条的另一端与直线发电机连接，所述第一齿条通过齿轮与所述第二齿条传动啮合连接。

所述固定机构包括固定框架、背带，所述固定框架包括固定底板，所述背带安装在所述固定底板的外侧面上。

所述牵引回弹机构包括第一竖向导轨、第二竖向导轨、第一滑块、第二滑块、第一牵引弹簧、第二牵引弹簧，所述固定框架还包括第一固定横梁、第二固定横梁，所述第一固定横梁、第二固定横梁分别安装所述固定底板内侧面的上端、下端上，所述第一滑块、第二滑块分别安装在所述背包载重机构的两侧，所述第一竖向导轨、第二竖向导轨的上端分别与所述第一固定横梁的两端连接，所述第一竖向导轨、第二竖向导轨的下端分别与所述第二固定横梁的两端连接，所述第一滑块、第二滑块分别与所述第一竖向导轨、第二竖向导轨竖向滑动连接；所述第一牵引弹簧、第二牵引弹簧的上端分别与所述第一滑块、第二滑块连接，所述第一牵引弹簧、第二牵引弹簧的下端分别与所述第二固定横梁的两端连接。

所述第一滑块包括第一直线轴承、第二直线轴承，所述第二滑块包括第三直线轴承、第四直线轴承，所述第一直线轴承、第二直线轴承按竖向排列方向安装在所述背包载重机构的一侧上，所述第三直线轴承、第四直线轴承按竖向排列方向安装在所述背包载重机构的另一侧上，所述第一直线轴承、第二直线轴承、第三直线轴承、第四直线轴承分别具有第一轴承孔、第二轴承孔、第三轴承孔、第四轴承孔，所述第一竖向导轨的下端依次穿过所述第一轴承孔、第二轴承孔、第一牵引弹簧与所述第二固定横梁连接，所述第一牵引弹簧的两端分别与所述第二直线轴承、第二固定横梁一端连接；所述第二竖向导轨的下端依次穿过所述第三轴承孔、第四轴承孔、第二牵引弹簧与所述第二固定横梁另一端连接，所述第二牵引弹簧的两端分别与所述第四直线轴承、第二固定横梁连接。

所述背包载重机构包括活动框架、载物背包，所述背包载重机构通过所述活动框架与所述固定机构的内侧面竖向滑动连接，所述载物背包安装在所述活动框架的外侧面上；所述第一齿条安装在所述活动框架的内侧面上。

所述直线发电机包括直线绕组、永磁铁、发电机固定座，所述直线绕组通过所述发电机固定座安装在所述固定机构内侧面上，所述永磁铁的上端穿过所述直线绕组与所述第二齿条连接。

所述传动机构还包括第一储能轴承座、第一滑动连杆，所述第一储能轴承座安装在所述固定机构内侧面的下端上，所述永磁铁的下端穿过所述直级绕组与所述第一滑动连杆连接，所述第一滑动连杆与所述第一储能轴承座竖向滑动连接。

所述第一储能轴承座包括第一轴承支座、第一储能弹簧，所述第一轴承支座具有具的第一滑孔，所述第一滑孔的下端封闭，所述第一储能弹簧安装在所述第一滑孔内，所述第一滑动连杆的下端与所述第一储能弹簧连接，所述第一滑动连杆与所述第一滑孔竖向滑动连接。

所述传动机构还包括第二储能轴承座、第二滑动连杆，所述第二储能轴承座安装在所述固定机构内侧面的上端上，所述第二齿条的上端通过所述第二滑动连杆与所述第二储能轴承座竖向滑动连接。

所述第二储能轴承座包括第二轴承支座、第二储能弹簧，所述第二轴承支座具有具的第二滑孔，所述第二滑孔的上端封闭，所述第二储能弹簧安装在所述第二滑孔内，所述第二滑动连杆的上端与所述第二储能弹簧连接，所述第二滑动连杆与所述第二滑孔竖向滑动连接。

需要说明的是：

前述“第一、第二…”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于对名称的区分。

前述“固定机构、固定框架或固定底板的内侧面”为朝向前述“背包载重机构”的一侧；前述“固定机构、固定框架或固定底板的外侧面”为背向前述“背包载重机构”的一侧。

前述“背包载重机构或活动框架的内侧面”为朝向前述“固定机构”的一侧；前述“背包载重机构或活动框架的外侧面”为背向前述“固定机构”的一侧。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”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，或者是本发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，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设备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。

下面对本发明的优点或原理进行说明：

1、本发电背包包括背包载重机构、牵引回弹机构、固定机构、直线发电机、传动机构，人体行走或者跑步时，重心上下波动，由于背包载重机构通过牵引回弹机构与固定机构的内侧面竖向滑动连接，牵引回弹机构具有滞后性，背包载重机构与固定机构产生相对位移，第一齿条随着背包载重机构做相同的运动，第一齿条通过齿轮带动第二齿条做上下运动，进而带动直线发电机发电产生电能；其中，背包载重机构向上或向下分别带动第二齿条向下或向上运动，进而带动直线发电机向下或向上发电产生电能，双向产生电能两倍于单向产生电能，增大电磁转化的效率；

该发电背包能有效收集人体运动上下振动产生的能量，进而转换成电能，为野外旅行的人们带来方便。

2、固定机构包括固定框架、背带，背带的设置，方便使用旅行携带。

3、牵引回弹机构包括第一竖向导轨、第二竖向导轨、第一滑块、第二滑块、第一牵引弹簧、第二牵引弹簧，背包载重机构通过第一滑块、第二滑块与安装在固定机构上的第一竖向导轨、第二竖向导轨竖向滑动连接，最大化收集人体运动上下振动产生的能量；第一牵引弹簧、第二牵引弹簧的设置，利用弹簧的压缩回弹性质，背包载重机构向下运动时，第一滑块、第二滑块分别压缩第一牵引弹簧、第二牵引弹簧，同时第一牵引弹簧、第二牵引弹簧将对背包载重机构产生回弹向上的弹力，从而加大了背包载重机构向上的动通，进而提高直线发电机向上或向下的发明动能，提高发电转化效率。

4、第一滑块包括第一直线轴承、第二直线轴承，第二滑块包括第三直线轴承、第四直线轴承，背包载重机构的两侧分别通过两个直线轴承与竖向导轨滑动连接，使背包载重机构与固定机构的竖向滑动更为稳定，另外滑块与竖向导轨的滑动采用直线轴承，使滑动更为顺畅。

5、背包载重机构包括活动框架、载物背包，背包载重机构通过活动框架与固定机构的内侧面竖向滑动连接，活动框架可由刚性材质做成，用活动框架与固定机构的内侧面竖向滑动连接，使两者之间的传动更为稳定；载物背包的设置，方便装载物件，方便旅行者。

6、直线发电机包括直线绕组、永磁铁、发电机固定座，第二齿条与永磁铁连接组成直线发电机的动子，然后由永磁铁连续运动通过直线绕组产生电势发电。

7、传动机构还包括第一储能轴承座、第一滑动连杆，永磁铁的下端通过第一滑动连杆与第一储能轴承座滑动连接，使永磁铁的上下运动更为稳定、顺畅。

8、第一储能轴承座包括第一轴承支座、第一储能弹簧，当永磁铁向下运动时，第一储能弹簧压缩，弹簧具压缩回弹的属性，第一储能弹簧产生向上的回弹力，增加永磁铁向上的动能，提高发电转化效率。

9、传动机构还包括第二储能轴承座、第二滑动连杆，第二齿条的上端通过第二滑动连杆与第二储能轴承座竖向滑动连接，使第二齿条与固定机构的竖向滑动连接更为稳定、顺畅。

10、第二储能轴承座包括第二轴承支座、第二储能弹簧，当第二齿条向上运动时，第二储能弹簧压缩，弹簧具压缩回弹的属性，第二储能弹簧产生向下的回弹力，增加第二齿条向下的动能，从而增大永磁铁向下的动能，提高发电转化效率。

附图说明

图1是本发明实施例发电背包的立体示意图。

图2是本发明实施例发电背包的结构分解图。

图3是本发明实施例发电背包的背包载重机构的内侧视图。

图4是本发明实施例发电背包的固定机构的内侧视图。

图5是本发明实施例发电背包的第一储能轴承座的俯视图。

图6是图5的A-A剖示图。

图7是本发明实施例发电背包的第二储能轴承座的仰视图。

图8是图7的B-B剖示图。

附图标记说明：

10、背包载重机构，11、活动框架，12、载物背包，20、牵引回弹机构，21、第一竖向导轨，22、第二竖向导轨，23、第一滑块，231、第一直线轴承，232、第二直线轴承，24、第二滑块，241、第三直线轴承，242、第四直线轴承，25、第一牵引弹簧，26、第二牵引弹簧，30、固定机构，31、固定框架，311、固定底板，312、第一固定横梁，313、第二固定横梁，32、背带，40、直线发电机，41、直线绕组，42、永磁铁，43、发电机固定座，50、传动机构，51、第一齿条，52、齿轮，53、第二齿条，54、第一储能轴承座，541、第一轴承支座，5411、第一滑孔，542、第一储能弹簧，55、第一滑动连杆，56、第二储能轴承座，561、第二轴承支座，5611、第二滑孔，562、第二储能弹簧，57、第二滑动连杆，

具体实施方式

下面对本发明的实施例进行详细说明。

如图1至图8所示，发电背包，包括背包载重机构10、牵引回弹机构20、固定机构30、直线发电机40、传动机构50，背包载重机构10通过牵引回弹机构20与固定机构30的内侧面竖向滑动连接，传动机构50包括第一齿条51、齿轮52、第二齿条53，第一齿条51安装在背包载重机构10的内侧面，直线发电机40、齿轮52分别安装在固定机构30的内侧面上，第二齿条53的一端与固定机构30竖向滑动连接，第二齿条53的另一端与直线发电机40连接，第一齿条51通过齿轮52与所述第二齿条53传动啮合连接。

其中，固定机构30包括固定框架31、背带32，固定框架31包括固定底板311、第一固定横梁312、第二固定横梁313，背带32安装在固定底板311的外侧面上。

牵引回弹机构20包括第一竖向导轨21、第二竖向导轨22、第一滑块23、第二滑块24、第一牵引弹簧25、第二牵引弹簧26，第一固定横梁312、第二固定横梁313分别安装固定底板311内侧面的上端、下端上，第一滑块23包括第一直线轴承231、第二直线轴承232，第二滑块24包括第三直线轴承241、第四直线轴承242，第一直线轴承231、第二直线轴承232按竖向排列方向安装在背包载重机构10的一侧上，第三直线轴承241、第四直线轴承242按竖向排列方向安装在背包载重机构10的另一侧上，第一直线轴承231、第二直线轴承232、第三直线轴承241、第四直线轴承242分别具有第一轴承孔、第二轴承孔、第三轴承孔、第四轴承孔，第一竖向导轨21、第二竖向导轨22的上端分别与第一固定横梁312的两端连接，第一竖向导轨21、第二竖向导轨22的下端分别与第二固定横梁313的两端连接，第一滑块23、第二滑块24分别与第一竖向导轨21、第二竖向导轨22竖向滑动连接；第一竖向导轨21的下端依次穿过第一轴承孔、第二轴承孔、第一牵引弹簧25与所述第二固定横梁313连接，第一牵引弹簧25的两端分别与第二直线轴承232、第二固定横梁313一端连接；第二竖向导轨22的下端依次穿过第三轴承孔、第四轴承孔、第二牵引弹簧26与第二固定横梁313另一端连接，第二牵引弹簧26的两端分别与第四直线轴承242、第二固定横梁313连接。

背包载重机构10包括活动框架11、载物背包12，背包载重机构10通过活动框架11与固定机构30的内侧面竖向滑动连接，载物背包12安装在活动框架11的外侧面上；第一齿条51安装在活动框架11的内侧面上。

直线发电机40包括直线绕组41、永磁铁42、发电机固定座43，直线绕组41通过发电机固定座43安装在固定机构30内侧面上，永磁铁42的上端穿过直线绕组41与第二齿条53连接。

传动机构50还包括第一储能轴承座54、第一滑动连杆55、第二储能轴承座56、第二滑动连杆57，第一储能轴承座54安装在固定机构30内侧面的下端上，永磁铁42的下端穿过直级绕组与第一滑动连杆55连接；第一储能轴承座54包括第一轴承支座541、第一储能弹簧542，第一轴承支座541具有具的第一滑孔5411，第一滑孔5411的下端封闭，第一储能弹簧542安装在第一滑孔5411内，第一滑动连杆55的下端与第一储能弹簧542连接，第一滑动连杆55与第一滑孔5411竖向滑动连接。

第二储能轴承座56安装在固定机构30内侧面的上端上，第二储能轴承座56包括第二轴承支座561、第二储能弹簧562，第二轴承支座561具有具的第二滑孔5611，第二滑孔5611的上端封闭，第二储能弹簧562安装在第二滑孔5611内，第二滑动连杆57的上端与第二储能弹簧562连接，第二滑动连杆57与第二滑孔5611竖向滑动连接；第二齿条53的上端通过第二滑动连杆57与第二储能轴承座56竖向滑动连接。

本实施例具有如下优点：

1、本发电背包包括背包载重机构10、牵引回弹机构20、固定机构30、直线发电机40、传动机构50，人体行走或者跑步时，重心上下波动，由于背包载重机构10通过牵引回弹机构20与固定机构30的内侧面竖向滑动连接，牵引回弹机构20具有滞后性，背包载重机构10与固定机构30产生相对位移，第一齿条51随着背包载重机构10做相同的运动，第一齿条51通过齿轮52带动第二齿条53做上下运动，进而带动直线发电机40发电产生电能；其中，背包载重机构10向上或向下分别带动第二齿条53向下或向上运动，进而带动直线发电机40向下或向上发电产生电能，双向产生电能两倍于单向产生电能，增大电磁转化的效率；

该发电背包能有效收集人体运动上下振动产生的能量，进而转换成电能，为野外旅行的人们带来方便。

2、固定机构30包括固定框架31、背带32，背带32的设置，方便使用旅行携带。

3、牵引回弹机构20包括第一竖向导轨21、第二竖向导轨22、第一滑块23、第二滑块24、第一牵引弹簧25、第二牵引弹簧26，背包载重机构10通过第一滑块23、第二滑块24与安装在固定机构30上的第一竖向导轨21、第二竖向导轨22竖向滑动连接，最大化收集人体运动上下振动产生的能量；第一牵引弹簧25、第二牵引弹簧26的设置，利用弹簧的压缩回弹性质，背包载重机构10向下运动时，第一滑块23、第二滑块24分别压缩第一牵引弹簧25、第二牵引弹簧26，同时第一牵引弹簧25、第二牵引弹簧26将对背包载重机构10产生回弹向上的弹力，从而加大了背包载重机构10向上的动通，进而提高直线发电机40向上或向下的发明动能，提高发电转化效率。

4、第一滑块23包括第一直线轴承231、第二直线轴承232，第二滑块24包括第三直线轴承241、第四直线轴承242，背包载重机构10的两侧分别通过两个直线轴承与竖向导轨滑动连接，使背包载重机构10与固定机构30的竖向滑动更为稳定，另外滑块与竖向导轨的滑动采用直线轴承，使滑动更为顺畅。

5、背包载重机构10包括活动框架11、载物背包12，背包载重机构10通过活动框架11与固定机构30的内侧面竖向滑动连接，活动框架11可由刚性材质做成，用活动框架11与固定机构30的内侧面竖向滑动连接，使两者之间的传动更为稳定；载物背包12的设置，方便装载物件，方便旅行者。

6、直线发电机40包括直线绕组41、永磁铁42、发电机固定座43，第二齿条53与永磁铁42连接组成直线发电机40的动子，然后由永磁铁42连续运动通过直线绕组41产生电势发电。

7、传动机构50还包括第一储能轴承座54、第一滑动连杆55，永磁铁42的下端通过第一滑动连杆55与第一储能轴承座54滑动连接，使永磁铁42的上下运动更为稳定、顺畅。

8、第一储能轴承座54包括第一轴承支座541、第一储能弹簧542，当永磁铁42向下运动时，第一储能弹簧542压缩，弹簧具压缩回弹的属性，第一储能弹簧542产生向上的回弹力，增加永磁铁42向上的动能，提高发电转化效率。

9、传动机构50还包括第二储能轴承座56、第二滑动连杆57，第二齿条53的上端通过第二滑动连杆57与第二储能轴承座56竖向滑动连接，使第二齿条53与固定机构30的竖向滑动连接更为稳定、顺畅。

10、第二储能轴承座56包括第二轴承支座561、第二储能弹簧562，当第二齿条53向上运动时，第二储能弹簧562压缩，弹簧具压缩回弹的属性，第二储能弹簧562产生向下的回弹力，增加第二齿条53向下的动能，从而增大永磁铁42向下的动能，提高发电转化效率。

以上仅为本发明的具体实施例，并不以此限定本发明的保护范围；在不违反本发明构思的基础上所作的任何替换与改进，均属本发明的保护范围。

Claims (10)

1.发电背包，其特征在于，包括背包载重机构、牵引回弹机构、固定机构、直线发电机、传动机构，背包载重机构通过牵引回弹机构与固定机构的内侧面竖向滑动连接，传动机构包括第一齿条、齿轮、第二齿条，所述第一齿条安装在背包载重机构的内侧面，所述直线发电机、齿轮分别安装在所述固定机构的内侧面上，所述第二齿条的一端与固定机构竖向滑动连接，所述第二齿条的另一端与直线发电机连接，所述第一齿条通过齿轮与所述第二齿条传动啮合连接。

2.如权利要求1所述的发电背包，其特征在于，所述固定机构包括固定框架、背带，所述固定框架包括固定底板，所述背带安装在所述固定底板的外侧面上。

3.如权利要求2所述的发电背包，其特征在于，所述牵引回弹机构包括第一竖向导轨、第二竖向导轨、第一滑块、第二滑块、第一牵引弹簧、第二牵引弹簧，所述固定框架还包括第一固定横梁、第二固定横梁，所述第一固定横梁、第二固定横梁分别安装所述固定底板内侧面的上端、下端上，所述第一滑块、第二滑块分别安装在所述背包载重机构的两侧，所述第一竖向导轨、第二竖向导轨的上端分别与所述第一固定横梁的两端连接，所述第一竖向导轨、第二竖向导轨的下端分别与所述第二固定横梁的两端连接，所述第一滑块、第二滑块分别与所述第一竖向导轨、第二竖向导轨竖向滑动连接；所述第一牵引弹簧、第二牵引弹簧的上端分别与所述第一滑块、第二滑块连接，所述第一牵引弹簧、第二牵引弹簧的下端分别与所述第二固定横梁的两端连接。

4.如权利要求3所述的发电背包，其特征在于，所述第一滑块包括第一直线轴承、第二直线轴承，所述第二滑块包括第三直线轴承、第四直线轴承，所述第一直线轴承、第二直线轴承按竖向排列方向安装在所述背包载重机构的一侧上，所述第三直线轴承、第四直线轴承按竖向排列方向安装在所述背包载重机构的另一侧上，所述第一直线轴承、第二直线轴承、第三直线轴承、第四直线轴承分别具有第一轴承孔、第二轴承孔、第三轴承孔、第四轴承孔，所述第一竖向导轨的下端依次穿过所述第一轴承孔、第二轴承孔、第一牵引弹簧与所述第二固定横梁连接，所述第一牵引弹簧的两端分别与所述第二直线轴承、第二固定横梁一端连接；所述第二竖向导轨的下端依次穿过所述第三轴承孔、第四轴承孔、第二牵引弹簧与所述第二固定横梁另一端连接，所述第二牵引弹簧的两端分别与所述第四直线轴承、第二固定横梁连接。

5.如权利要求1所述的发电背包，其特征在于，所述背包载重机构包括活动框架、载物背包，所述背包载重机构通过所述活动框架与所述固定机构的内侧面竖向滑动连接，所述载物背包安装在所述活动框架的外侧面上；所述第一齿条安装在所述活动框架的内侧面上。

6.如权利要求1至5任一项所述的发电背包，其特征在于，所述直线发电机包括直线绕组、永磁铁、发电机固定座，所述直线绕组通过所述发电机固定座安装在所述固定机构内侧面上，所述永磁铁的上端穿过所述直线绕组与所述第二齿条连接。

7.如权利要求6所述的发电背包，其特征在于，所述传动机构还包括第一储能轴承座、第一滑动连杆，所述第一储能轴承座安装在所述固定机构内侧面的下端上，所述永磁铁的下端穿过所述直级绕组与所述第一滑动连杆连接，所述第一滑动连杆与所述第一储能轴承座竖向滑动连接。

8.如权利要求7所述的发电背包，其特征在于，所述第一储能轴承座包括第一轴承支座、第一储能弹簧，所述第一轴承支座具有具的第一滑孔，所述第一滑孔的下端封闭，所述第一储能弹簧安装在所述第一滑孔内，所述第一滑动连杆的下端与所述第一储能弹簧连接，所述第一滑动连杆与所述第一滑孔竖向滑动连接。

9.如权利要求6所述的发电背包，其特征在于，所述传动机构还包括第二储能轴承座、第二滑动连杆，所述第二储能轴承座安装在所述固定机构内侧面的上端上，所述第二齿条的上端通过所述第二滑动连杆与所述第二储能轴承座竖向滑动连接。

10.如权利要求9所述的发电背包，其特征在于，所述第二储能轴承座包括第二轴承支座、第二储能弹簧，所述第二轴承支座具有具的第二滑孔，所述第二滑孔的上端封闭，所述第二储能弹簧安装在所述第二滑孔内，所述第二滑动连杆的上端与所述第二储能弹簧连接，所述第二滑动连杆与所述第二滑孔竖向滑动连接。