CN110507067A - 一种利用人体振动能量与太阳能互补发电的多用背包支架 - Google Patents

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胡家珍
张旭杰
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Abstract

本发明涉及一种利用人体振动能量与太阳能互补发电的多用背包支架，该装置包括支架以及内置连接在一起的太阳能柔性板、双向逆变器、蓄电池的储存盒。支架一侧的上部设有储存盒，中部分别设有连接在一起的两个弹簧、齿轮齿条组、发电机，下部设有可伸缩的底座；与底座相对的支架的另一侧设有辅助束腰带，该辅助束腰带的上方设有与支撑条相连的背带，且该支撑条与辅助束腰带相连；储存盒与弹簧之间的支架上设有紧固带；支撑条与支架之间的中部分别设有GPS追踪、智能蓝牙4.0；支架上固定有阻尼器，该阻尼器通过内置电路与弹簧相连。本发明拾取部分人体运动能量并结合太阳能联合发电，具有发电效率高，结构紧凑，安全舒适及无损匹配多种背包的特性。

Description

一种利用人体振动能量与太阳能互补发电的多用背包支架
技术领域
本发明涉及发电装置技术领域，尤其涉及一种利用人体振动能量与太阳能互补发电的多用背包支架。
背景技术
目前，在野外出行、军警执勤、应急救援等工作中，人体必须背负一定重量的物品，长时间背负重物会使人体产生疲劳感，损害人体健康，大大降低出行体验及工作效率。振动能和太阳能是清洁的可再生能源，由于具有绿色环保和储量丰富的特点，日益受到国内外的广泛关注。俄罗斯人发明的“逃生背包”、荷兰人发明的“防偷背包”以及美国人方明的“爬墙背包”等，他们主要强调了功能性方面，没有考虑到节能以及发电方式。在国内针对利用背包自生发电的研究较多，比如有利用振动能发电的背包、利用太阳能发电的背包等，他们主要强调如何发电，但是没有考虑发电的稳定性和持续性，且在功能方面考虑较少。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种提高发电效率的利用人体振动能量与太阳能互补发电的多用背包支架。
为解决上述问题，本发明所述的一种利用人体振动能量与太阳能互补发电的多用背包支架，其特征在于：该装置包括支架以及内置连接在一起的太阳能柔性板、双向逆变器、蓄电池的储存盒；所述支架一侧的上部设有所述储存盒，中部分别设有连接在一起的两个弹簧、齿轮齿条组、发电机，下部设有可伸缩的底座；与所述底座相对的所述支架的另一侧设有辅助束腰带，该辅助束腰带的上方设有与所述支撑条相连的背带，且该支撑条与所述辅助束腰带相连；所述储存盒与所述弹簧之间的所述支架上设有紧固带；所述支撑条与所述支架之间的中部分别设有GPS追踪、智能蓝牙4.0；所述支架上固定有阻尼器，该阻尼器通过内置电路与所述弹簧相连。
所述太阳能柔性板与所述蓄电池相连，该蓄电池与所述双向逆变器相连。
两个所述弹簧与所述齿轮齿条组相连，该齿轮齿条组与所述发电机通过输出轴相连。
所述储存盒、所述弹簧、所述齿轮齿条组和所述发电机分别通过螺栓固定在所述支架上。
所述紧固带上设有暗扣Ⅰ，该暗扣Ⅰ与设在所述太阳能柔性板上的暗扣Ⅱ相连。
所述太阳能柔性板采用CIGS 薄膜制成。
所述发电机为5V直流发电机。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明中设有两个弹簧，可以拾取部分人体运动能量，同时结合太阳能联合发电，有效提高了发电效率。
2、本发明中辅助束腰带与支撑条相连位于支架前，可以减轻重物对肩部的冲击，提升背负舒适性。
3、本发明中设有可伸缩的底座，可以无损匹配多种背包。
4、本发明中设有紧固带，可以更具不同背负物的大小进行加固，使背负物更加稳定。
5、本发明中底座可以伸缩，可以根据背负物的大小调节。
6、本发明中的GPS追踪、智能蓝牙4.0与其他智能设备互连如微信小程序，从而能够精确定位的同时，也保证救援人员及时采取行动，提高了救援成功率。
7、本发明所回收的是原本间接作用在人体肩部的地球引力对重物做功，不额外消耗人体能量，实现了振动能量高效回收发电。
8、本发明在15Kg负重状态下正常行走的平均发电功率为3.9W，奔跑时可达7.3W。充满一部1830mAh的Iphone6手机只需要1.16小时。
9、使用本发明时的运动背包相比单独使用传统户外运动背包，可减轻62.5%的肩部压力，在同一负重感的情况下，提升负重能力40%以上。
10、本发明结构紧凑，适用于军用市场、 警用市场等。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1为本发明的立体结构示意图。
图2为本发明中太阳能发电示意图。
图3为本发明中人体振动能量收集示意图。
图4为本发明中可伸缩底座结构示意图。
图中：1-太阳能柔性板、2-双向逆变器、3-蓄电池、4-储存盒、5-弹簧、6-齿轮齿条组、7-发电机、8-背带、9-支撑条、10-阻尼器、11-辅助束腰带、12-GPS追踪、13-智能蓝牙4.0、14-紧固带、15-底座、16-支架。
具体实施方式
如图1~4所示，一种利用人体振动能量与太阳能互补发电的多用背包支架，该装置包括支架16以及内置连接在一起的太阳能柔性板1、双向逆变器2、蓄电池3的储存盒4。支架16一侧的上部设有储存盒4，中部分别设有连接在一起的两个弹簧5、齿轮齿条组6、发电机7，下部设有可伸缩的底座15；与底座15相对的支架16的另一侧设有辅助束腰带11，该辅助束腰带11的上方设有与支撑条9相连的背带8，且该支撑条9与辅助束腰带11相连；储存盒4与弹簧5之间的支架16上设有紧固带14；支撑条9与支架16之间的中部分别设有GPS追踪12、智能蓝牙4.0 13；支架16上固定有阻尼器10，该阻尼器10通过内置电路与弹簧5相连。储存盒4、弹簧5、齿轮齿条组6和发电机7分别通过螺栓固定在支架16上。
其中：太阳能柔性板1与蓄电池3相连，该蓄电池3与双向逆变器2相连。太阳能柔性板1将产生的能量储存于蓄电池3中；蓄电池3可通过双向逆变器2补充发电。太阳能柔性板1采用CIGS 薄膜制成。CIGS 薄膜的效率可达到13.4%，200mm×50mm×3mm的太阳能柔性板1发电量为10854J。
太阳能柔性板1在光照时可从储存盒4内取出并固定于紧固带14的暗扣Ⅰ上进行发电；在无光照时，太阳能柔性板1被收纳于储存盒4内。
如图1和图3所示，两个弹簧5与齿轮齿条组6相连，该齿轮齿条组6与发电机7通过输出轴相连。
弹簧5、齿轮齿条组6和发电机7用于人体振动的收集和发电。弹簧5单向收集重物相对人体上下振动的不规则机械能；齿轮齿条组6带动发电机7发电。发电机7选用5V直流发电机。
阻尼器10固定于支架16上与弹簧5通过内置电路相连。支撑条9通过阻尼器10调节，阻尼器10可直接改变机械系统阻尼力，从而调整背带8减少肩部压力，同时辅助束腰带11也减缓了腰部压力。
如图4所示：紧固带14上设有暗扣Ⅰ，该暗扣Ⅰ与设在太阳能柔性板1上的暗扣Ⅱ相连。并且通过调节可伸缩的底座15，和紧固带14可以无损匹配多种背包。

Claims (7)

1.一种利用人体振动能量与太阳能互补发电的多用背包支架，其特征在于：该装置包括支架（16）以及内置连接在一起的太阳能柔性板（1）、双向逆变器（2）、蓄电池（3）的储存盒（4）；所述支架（16）一侧的上部设有所述储存盒（4），中部分别设有连接在一起的两个弹簧（5）、齿轮齿条组（6）、发电机（7），下部设有可伸缩的底座（15）；与所述底座（15）相对的所述支架（16）的另一侧设有辅助束腰带（11），该辅助束腰带（11）的上方设有与所述支撑条（9）相连的背带（8），且该支撑条（9）与所述辅助束腰带（11）相连；所述储存盒（4）与所述弹簧（5）之间的所述支架（16）上设有紧固带（14）；所述支撑条（9）与所述支架（16）之间的中部分别设有GPS追踪（12）、智能蓝牙4.0（13）；所述支架（16）上固定有阻尼器（10），该阻尼器（10）通过内置电路与所述弹簧（5）相连。
2.如权利要求1所述的一种利用人体振动能量与太阳能互补发电的多用背包支架，其特征在于：所述太阳能柔性板（1）与所述蓄电池（3）相连，该蓄电池（3）与所述双向逆变器（2）相连。
3.如权利要求1所述的一种利用人体振动能量与太阳能互补发电的多用背包支架，其特征在于：两个所述弹簧（5）与所述齿轮齿条组（6）相连，该齿轮齿条组（6）与所述发电机（7）通过输出轴相连。
4.如权利要求1所述的一种利用人体振动能量与太阳能互补发电的多用背包支架，其特征在于：所述储存盒（4）、所述弹簧（5）、所述齿轮齿条组（6）和所述发电机（7）分别通过螺栓固定在所述支架（16）上。
5.如权利要求1所述的一种利用人体振动能量与太阳能互补发电的多用背包支架，其特征在于：所述紧固带（14）上设有暗扣Ⅰ，该暗扣Ⅰ与设在所述太阳能柔性板（1）上的暗扣Ⅱ相连。
6.如权利要求1所述的一种利用人体振动能量与太阳能互补发电的多用背包支架，其特征在于：所述太阳能柔性板（1）采用CIGS 薄膜制成。
7.如权利要求1所述的一种利用人体振动能量与太阳能互补发电的多用背包支架，其特征在于：所述发电机（7）为5V直流发电机。
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