CN204493092U - 运动能量采集行军背包 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种行走能量采集发电装置。本实用新型公开了一种运动能量采集行军背包。本实用新型的运动能量采集行军背包，包括安装在背包中的发电机、传动装置、和电源管理模块，所述传动装置与发电机连接，带动发电机发电，所述发电机与电源管理模块连接，所述电源管理模块与输出端连接，其特征在于，所述传动装置由底板、夹板、扇形齿条和杠杆构成，所述底板和夹板通过旋转轴连接，所述旋转轴上装有扭簧，所述扭簧两端分别与底板和夹板连接，所述杠杆一端与夹板连接，另一端与扇形齿条连接，所述扇形齿条与发电机齿轮啮合，所述发电机齿轮固定在发电机轴上。本实用新型具有结构简单、成本低、发电效率高、安全可靠和兼顾舒适性的特定。

Description

运动能量采集行军背包

技术领域

本实用新型涉及一种行走能量采集发电装置，特别涉及一种通过发电装置和背包的组合，将人体背负背包运动所产生的自然振动能量转换为电能，并存储和释放电能的装置。

背景技术

近年来，数码产品尤其是移动数码设备盛行，给人们的生活工作带来了极大的便利，也促进了生产力的发展。但是移动数码设备的电池一直没有突破性进展，电量不足的问题成为妨碍人们使用移动数码设备的最大阻力。各种移动电源应运而生，但大多数移动电源都需要提前充电，而且充电时间较长，期间耗电量较大。因此有一些移动电源主打充电便利性，利用太阳能或者各种机械能充电。太阳能充电受制于天气状况，以及充电过程中的发热问题，使用情景受限。

据检索，目前已有将行走能量采集发电的背包装置，如公开号为CN201173169Y的中国专利申请公开了一种背包式发电装置，包括一发电模块、一发电机及一背包，发电模块由二组加速齿轮与一齿条所组成，发电模块与发电机的整体结构组合于背包背带上，背负背包行走时产生的自然上下律动，令发电机发电。

又如公开号CN102562498A的中国专利申请公开了一种悬挂运动式发电装置和包含该装置的背包，其包括悬挂于运动体上的悬挂单元、获取运动体活动或运动过程中产生的运动动能的缓冲单元、用于传递所述运动动能的传动单元，以及发电单元，传动单元将缓冲单元获取的运动动能传递至发电单元，发电单元将传动单元传递的运动动能转化为电能。

上述两种对行走能量采集发电背包的技术方案均存在不足之处，第一种技术方案的装置过于微小，其发电量只能在一个非常微小的量级，且该装置对于装配精度的要求高，导致制造成本高，并易出现齿轮错位等故障；另外该装置没有能量存储模块和电压稳定模块，发出来的电能既不能储存也不能直接利用。第二种技术方案的装置利用悬挂体运动发电，会增加行走过程中的颠簸，影响背包的舒适性，而悬挂体本身具有不小的重量，增加人体行动负担，造成得不偿失的困扰。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题，就是针对现有技术行走能量采集发电背包存在的问题，提供一种运动能量采集行军背包，采集人体运动能量进行发电。

本实用新型解决所述技术问题采用的技术方案是，运动能量采集行军背包，包括安装在背包中的发电机、传动装置、和电源管理模块，所述传动装置与发电机连接，带动发电机发电，所述发电机与电源管理模块连接，所述电源管理模块与输出端连接，其特征在于，所述传动装置由底板、夹板、扇形齿条和杠杆构成，所述底板和夹板通过旋转轴连接，所述旋转轴上装有扭簧，所述扭簧两端分别与底板和夹板连接，所述杠杆一端与夹板连接，另一端与扇形齿条连接，所述扇形齿条与发电机齿轮啮合，所述发电机齿轮固定在发电机轴上。

本实用新型的技术方案，利用杠杆原理放大人体行进过程中产生的微小振动，能够充分发挥背包长度的优势，以扇形齿条直接将杠杆的往复运动转换为发电机的转动，大大减少了传动过程的中间环节，降低了能量损耗，极大地简化了传动装置的结构，降低了背包重量和生产成本，提高了发电效率。

进一步的，所述发电机齿轮装有单向离合器。

本方案采用单向离合器将发电机转动方向固定到一个方向，使发电机旋转更均匀，可以减少反电动势的影响，进一步提高发电效率。

具体的，所述电源管理模块包括整流器、充电控制器和蓄电池，所述整流器与发电机连接，所述充电控制器与整流器连接，所述蓄电池与充电控制器连接。

本方案进一步完善了发电背包的功能，并且可以通过充电控制器调整输出电压，以提高适应性。

优选的，所述输出端为USB接口。

采用USB接口作为输出端，可以适应大多数移动数码设备的充电接口。

推荐的，所述背包为双肩包。

本方案采用双肩包作为载体，可以提供足够的空间容纳发电装置，并可以安装较大的发电机，以获得更大的输出电能。

具体的，所述底板和夹板安装在所述双肩包底部，所述发电机安装在双肩包顶部。

本方案充分发挥了双肩包的长度优势，可以采用较长的杠杆，增加扇形齿条的运动行程，可以获得更大的电能输出。

具体的，所述底板和发电机固定在背包背板上。

本方案采用硬质薄板作为背包背板，将底板和发电机固定在背包背板上，既便于安装，也可以提高背包的舒适性。

本实用新型的有益效果是，能够将人体背负背包时行走所产生的自然振动，转换为电能。具有结构简单、成本低、发电效率高、安全可靠和兼顾舒适性的特定。

下面结合附图及实施例，详细描述本实用新型的技术方案。

附图说明

图1是实施例的结构示意图；

图2是发电机、传动装置、和电源管理模块装配结构示意图；

图3是扇形齿条与发电机连接关系示意图；

图4是底板和夹板连接关系示意图。

实施例

参见图1～4。本例运动能量采集行军背包，采用双肩包5作为发电整体，双肩包5中安装有发电机1、传动装置和电源管理模块4。传动装置与发电机1连接，将行走运动产生振动转换为动能，带动发电机发电，参见图1和图2。发电机1输出的电能输入电源管理模块进行处理，然后通过与电源管理模块连接的输出端输出电能。本例传动装置结构如图2所示，由底板7、夹板6、扇形齿条30和杠杆3构成。底板7和夹板6安装在双肩包5的底部，发电机1通过支架11安装在双肩包5的顶部，底板7和支架11都固定在双肩包5的的塑料背板9上。整个传动装置由隔离带12隔离，使传动装置在空间上与背包保持独立。这种布局结构最大长度发挥了双肩包的长度优势，可以增加杠杆3和扇形齿条30的长度，提高发电机转速和发电能力。如图4所示，底板7和夹板6通过旋转轴80连接，旋转轴80上装有扭簧8，扭簧80两端分别与底板7和夹板6连接，杠杆3末端与夹板6连接顶端连接扇形齿条30，扇形齿条30与发电机齿轮2啮合，发电机齿轮2固定在发电机1轴上。当人体背负背包运动时，压缩扭簧8使底板7和夹板6构成的合页一开一合的运动，通过杠杆3连接的扇形齿条30带动发电机1旋转发电，参见图3。发电机1输出的电能通过导线连接到电源管理模块4，经过处理后由USB输出端10输出。本例电源管理模块4包括整流器、充电控制器和蓄电池，整流器与发电机1连接，对发电机1输出的交流电进行整流，然后通过充电控制器向蓄电池充电，将电能储存起来。当USB输出端10连接移动数码设备进行充电时，充电控制器可以将蓄电池存储的电能转换为标准的5V电压输出，对数码设备进行充电。本例中发电机齿轮装有单向离合器，可以将扇形齿条的来回往复运动，转换成发电机的连续单向转动，有利于提高发电效率。

Claims (7)

1.运动能量采集行军背包，包括安装在背包中的发电机、传动装置、和电源管理模块，所述传动装置与发电机连接，带动发电机发电，所述发电机与电源管理模块连接，所述电源管理模块与输出端连接，其特征在于，所述传动装置由底板、夹板、扇形齿条和杠杆构成，所述底板和夹板通过旋转轴连接，所述旋转轴上装有扭簧，所述扭簧两端分别与底板和夹板连接，所述杠杆一端与夹板连接，另一端与扇形齿条连接，所述扇形齿条与发电机齿轮啮合，所述发电机齿轮固定在发电机轴上。

2.根据权利要求1所述的运动能量采集行军背包，其特征在于，所述发电机齿轮装有单向离合器。

3.根据权利要求1所述的运动能量采集行军背包，其特征在于，所述电源管理模块包括整流器、充电控制器和蓄电池，所述整流器与发电机连接，所述充电控制器与整流器连接，所述蓄电池与充电控制器连接。

4.根据权利要求1所述的运动能量采集行军背包，其特征在于，所述输出端为USB接口。

5.根据权利要求1～4任意一项所述的运动能量采集行军背包，其特征在于，所述背包为双肩包。

6.根据权利要求5所述的运动能量采集行军背包，其特征在于，所述底板和夹板安装在所述双肩包底部，所述发电机安装在双肩包顶部。

7.根据权利要求5所述的运动能量采集行军背包，其特征在于，所述底板和发电机固定在背包背板上。