CN112128071A - 柔性发电装置及应用该装置的发电背包 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种柔性发电装置及应用该装置的发电背包，其包括能够相对滑动的背板和滑板，所述背板和滑板之间设有用于驱动滑板向上滑动的回弹机构，所述滑板上固定有发电机，所述滑板上转动连接有转轴，所述转轴与发电机之间通过单向传动机构同向转动，所述转轴上缠绕有绳索，所述背板的上下两端均固定有紧绳器，所述绳索的上下两端固定在紧绳器上；所述滑板向下滑动时，所述转轴通过绳索的拉动而转动，所述转轴通过单向传动机构带动发电机单向转动而发电，所述回弹机构被压缩而具有弹力，驱动所述滑板复位。本发明的发电装置不受到环境的影响，回弹机构可以在任何环境下采集人体行走或奔跑时背包上下振动产生的机械能，进而转化成电能。

Description

柔性发电装置及应用该装置的发电背包

技术领域

本发明涉及穿戴式发电设备的技术领域，更具体地说，它涉及一种柔性发电装置及应用该装置的发电背包。

背景技术

当前，随着穿戴式电子设备技术蓬勃发展，人们对穿戴式电子设备的需求越来越高。在户外活动时难免会遇到用电器电力不足的情况，这带来了诸多不便。穿戴式发电设备可以通过人体自身活动产生的能量来满足电子设备的供电需求。

机械能是支撑人体日常活动的主要能量源，它有着较高的能量密度。然而，人体产生的机械能只仅有很小比例用于支持人体活动。目前已有的穿戴式电子设备，如风力发电背包，太阳能发电背包，对环境有严格的要求，在一些特定场景无法正常工作，必须借助外界的自然条件才能够发电。因此，针对上述问题，需要设计新的穿戴式发电背包。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的之一在于提供一种柔性发电装置及应用该装置的发电背包，其优点是，只要人们穿戴背包时，发电装置就能够发电，进而不会受到天气和外界环境的影响。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种柔性发电装置，包括能够相对滑动的背板和滑板，所述背板和滑板之间设有用于驱动滑板向上滑动的回弹机构，所述滑板上固定有发电机，所述滑板上转动连接有转轴，所述转轴与发电机之间通过单向传动机构同向转动，所述转轴上缠绕有绳索，所述背板的上下两端均固定有紧绳器，所述绳索的上下两端固定在紧绳器上；

所述滑板向下滑动时，所述转轴通过绳索的拉动而转动，所述转轴通过单向传动机构带动发电机单向转动而发电，所述回弹机构被压缩而具有弹力，驱动所述滑板复位。

上述设置达到的效果：本发明主要引用于背包领域中，背板固定不动，当人在行走时，滑板的重心会发生上下浮动，此时滑板在自身重力的作用下会下滑，当滑板相对于背板向下滑动时，转轴通过绳索的拉动而转动，转轴再通过单向传动机构带动发电机单向转动而发电，此时回弹机构被压缩而具有弹力，当回弹机构被压缩到一定程度时，回弹机构顶推滑板，使得滑板向上滑动。由于紧绳器和单向传动机构使得转轴只能够单向转动，这样滑板在下滑的过程中转轴能够转动，而滑板在复位的时候，转轴不转动，滑板在往复的滑动过程中，发电机始终在单向转动，从而能够产生电能，将机械能转化成电能存储起来。应用场合多样，只要人们在行走过程中，就能够不断的发电，实用性更强。

进一步设置：所述回弹机构包括两个竖向平行固定在背板上的滑杆、滑移连接在滑杆上的滑套以及套设在滑杆上的弹性件，同一个所述滑杆上安装两个滑套，所述滑套与滑板固定连接，下端所述滑套用于触压弹性件。

上述设置达到的效果：滑杆对滑板的滑动起到导向的作用，当滑板向下移动时，滑套挤压弹性件，使得弹性件具有弹力，从而使得滑板能够不断的上下移动。

进一步设置：所述背板上固定有固定块，所述固定块通过螺栓固定有卡箍，所述滑杆通过卡箍固定在固定块上。

上述设置达到的效果：这样设置，使得滑杆、滑套和弹性件均能够可拆卸，便于后期的维修和更换。

进一步设置：所述单向传动机构包括固定在转轴上的主动轮和固定在发电机输出轴上的从动轮；所述主动轮和从动轮之间通过皮带、齿轮或连杆组件进行动力传递。

上述设置达到的效果：当转轴转动时，通过主动轮和从动轮实现转轴和发电机的输出轴同步转动。

进一步设置：所述紧绳器包括底座、嵌设在底座中的单向滚动机构，所述单向滚动机构中单向转动有调节杆，所述调节杆的一端延伸出底座并固定连接有绕线轮，通过单向转动调节杆对绳索进行收紧。

上述设置达到的效果：紧绳器用于收紧绳索，防止绳索松动，确保绳索能够带动转轴转动。

本发明的目的之一在于提供一种发电背包，其优点是，只要人们穿戴背包时，发电装置就能够发电，进而不会受到天气和外界环境的影响。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种发电背包，其特征在于，包括背带组件、包体和发电装置，背板固定在所述背带组件上，滑板固定在所述包体的内部。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明的发电装置不受到环境的影响，回弹机构可以在任何环境下采集人体行走或奔跑时背包上下振动产生的机械能转化滑板的压力和支撑弹簧的反向弹力。

2、转轴、绳索这种柔性动力系统不受到人体行走时左右摇晃产生的位移影响，可以稳定高效的完成往复回弹机构产生的竖直方向动力到转轴转动驱动力的转换。

3、单向传动机构中的主动轮和从动轮之间可以通过皮带、齿轮啮合或连杆的方式进行动力传递，单向滚动机构保证发电机仅向一个方向转动，进行存储或供用电器使用。

4、本发明的发电背包可适应多种环境和人体步态行为，可以有效达到减重和发电的效果。

附图说明

图1是本实施例的发电装置的结构示意图；

图2是本实施例的发电装置爆炸后的结构示意图；

图3是本实施例的背板、紧绳器和回弹机构的结构示意图；

图4是本实施例的发电机、转轴和单向传动机构的结构示意图；

图5是本实施例的背包和发电装置主视视角的结构示意图；

图6是本实施例的背包和发电装置立体的结构示意图。

图中：1、背板；2、滑板；3、发电机；4、转轴；5、绳索；6、回弹机构；61、滑杆；62、滑套；63、弹性件；64、固定块；7、单向传动机构；71、主动轮；72、从动轮；73、皮带；74、单向转动联轴器；8、紧绳器；81、底座；82、单向滚动机构；83、调节杆；84、绕线轮；91、包体；92、背带。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1：参考图1-4，一种柔性发电装置，包括能够相对滑动的背板1和滑板2，背板1和滑板2之间设有用于驱动背板1向上滑动的回弹机构6，滑板2上固定有发电机3，滑板2上转动连接有转轴4，转轴4水平设置，转轴4与发电机3之间通过单向传动机构7同向转动，转轴4上缠绕有绳索5，背板1的上下两端均固定有紧绳器8，绳索5的上下两端固定在紧绳器8上，紧绳器8用于使得绳索5处于绷紧状态。

参考图1-4，本发明主要引用于背包领域中，背板1固定不动，当人在行走、奔跑时，滑板2的重心会发生上下浮动，此时滑板2在自身重力的作用下会下滑，当滑板2相对于背板1向下滑动时，转轴4通过绳索5的拉动而转动，转轴4再通过单向传动机构7带动发电机3单向转动而发电，此时回弹机构6被压缩而具有弹力，当回弹机构6被压缩到一定程度时，回弹机构6顶推滑板2，使得滑板2向上滑动。滑板2在下滑的过程中转轴4能够转动，而滑板2在复位的时候，转轴4不转动，滑板2在往复的滑动过程中，发电机3始终在单向转动，从而能够产生电能，将机械能转化成电能存储起来。

参考图1-4，回弹机构6包括两个竖向平行固定在背板1上的滑杆61、滑移连接在滑杆61上的滑套62以及套设在滑杆61上的弹性件63，同一个滑杆61上滑移设有两个滑套62，滑套62通过卡箍固定在背板1上。背板1上位于滑杆61的两端固定设有固定块64，滑杆61通过卡箍可拆卸的固定在固定块64上。弹性件63的两端分别抵触在下端的滑套62上和固定块64上，弹性件63具体为弹簧，当滑板2向下滑动时，滑套62挤压弹簧，使得弹簧被压缩而具有弹力，上述结构中，滑杆61、滑套62、弹性件63均可拆卸，便于更换。

参考图2-4，单向传动机构7包括固定在转轴4上的主动轮71和固定在发电机3输出轴上的从动轮72；主动轮71和从动轮72之间可以通过皮带73、齿轮或连杆组件进行动力传递，本实施例优选为皮带73。发电机3的输出轴上固定设置单向转动联轴器74，从动轮72上固定有连接轴，连接轴通过单向转动联轴器74与发电机3的输出轴连接，通过单向转动联轴器74使得发电机3只能单向转动。当转轴4转动时，通过主动轮71、从动轮72和皮带73带动发电机3的输出轴转动。

参考图1-4，紧绳器8包括底座81、嵌设在底座81中的单向滚动机构82，单向滚动机构82中单向转动有调节杆83，调节杆83的一端延伸出底座81并固定连接有绕线轮84，绕线轮84和调节杆83一体设置，绳索5固定在绕线轮84上。调节杆83远离绕线轮84的一端开设有六边形的盲孔，当绳索5的两端固定好后，转动调节杆83，使得绳索5处于绷紧状态，这样避免绳索5和转轴4之间打滑。

上述实施例的实施原理为：本发明主要引用于背包领域中，背板1固定不动，当人在行走时，滑板2的重心会发生上下浮动，此时滑板2在自身重力的作用下会下滑，当滑板2相对于背板1向下滑动时，转轴4通过绳索5的拉动而转动，转轴4再通过单向传动机构7带动发电机3单向转动而发电，此时回弹机构6被压缩而具有弹力，当回弹机构6被压缩到一定程度时，回弹机构6顶推滑板2，使得滑板2向上滑动，从而能够连续不断的发电。

实施例2：参考图1-6，一种发电背包，包括背带92组件、包体91以及实施例1中的发电装置。发电装置的背板1与背带92组件固定连接，包体91上竖直开设有条形孔，主动轮71在条形槽中滑动；滑板2位于包体91的内部并且与包体91固定连接。当人们在背着背包时，人们在户外走动的过程中，人的重心会变化，在惯性的作用下，滑板2和背板1会有相对滑动，利用这部分的机械能转化成电能。滑板2和背板1在相对滑动的过程中，绳索5带动转轴4转动，进一步通过单向传动机构7带动发电机3转动，进入产生电能。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种柔性发电装置，其特征在于：包括能够相对滑动的背板(1)和滑板(2)，所述背板(1)和滑板(2)之间设有用于驱动滑板(2)向上滑动的回弹机构(6)，所述滑板(2)上固定有发电机(3)，所述滑板(2)上转动连接有转轴(4)，所述转轴(4)与发电机(3)之间通过单向传动机构(7)同向转动，所述转轴(4)上缠绕有绳索(5)，所述背板(1)的上下两端均固定有紧绳器(8)，所述绳索(5)的上下两端固定在紧绳器(8)上；

所述滑板(2)向下滑动时，所述转轴(4)通过绳索(5)的拉动而转动，所述转轴(4)通过单向传动机构(7)带动发电机(3)单向转动而发电，所述回弹机构(6)被压缩而具有弹力，驱动所述滑板(2)复位。

2.根据权利要求1所述的一种柔性发电装置，其特征在于：所述回弹机构(6)包括两个竖向平行固定在背板(1)上的滑杆(61)、滑移连接在滑杆(61)上的滑套(62)以及套设在滑杆(61)上的弹性件(63)，同一个所述滑杆(61)上安装两个滑套(62)，所述滑套(62)与滑板(2)固定连接，下端所述滑套(62)用于触压弹性件(63)。

3.根据权利要求2所述的一种柔性发电装置及应用该装置的发电背包，其特征在于：所述背板(1)上固定有固定块(64)，所述固定块(64)通过螺栓固定有卡箍，所述滑杆(61)通过卡箍固定在固定块(64)上。

4.根据权利要求1所述的一种柔性发电装置，其特征在于：所述单向传动机构(7)包括固定在转轴(4)上的主动轮(71)和固定在发电机(3)输出轴上的从动轮(72)；所述主动轮(71)和从动轮(72)之间通过皮带(73)、齿轮或连杆组件进行动力传递。

5.根据权利要求1所述的一种柔性发电装置，其特征在于：所述紧绳器(8)包括底座(81)、嵌设在底座(81)中的单向滚动机构(82)，所述单向滚动机构(82)中单向转动有调节杆(83)，所述调节杆(83)的一端延伸出底座(81)并固定连接有绕线轮(84)，所述绳索(5)的端部固定绕线轮(84)上，通过单向转动调节杆(83)对绳索(5)进行收紧。

6.一种发电背包，其特征在于，包括背带(92)组件、包体(91)和权利要求1至5任一项所述的发电装置，背板(1)固定在所述背带(92)组件上，滑板(2)固定在所述包体(91)的内部。

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