CN217129705U - 一种膝关节发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种体积小、便于携带和使用，并有效将人体活动产生的机械能转化为电能的一种膝关节发电装置。它包括无刷发电机以及均与无刷发电机相连接的第一固定组件和第二固定组件，无刷发电机包括机壳、设置在机壳内的发电机芯、与发电机芯相连接的行星增速器以及一端与行星增速器相连接的传动转轴，行星增速器包括行星外壳、设置在行星外壳内的行星架和若干安装于行星架上并与传动转轴相啮合的行星齿轮组，传动转轴另一端上设置有连接盖，第一固定组件和第二固定组件分别与机壳和连接盖相连接。本实用新型适用于微型发电设备领域。

Description

一种膝关节发电装置

技术领域

本实用新型涉及一种穿戴式微型发电设备，尤其涉及一种膝关节发电装置。

背景技术

当前便携式电子产品的使用变得越来越普遍，人们在日常生活中越来越依赖这些电子设备，从普通的电子产品到医疗产品等。当人们外出或进行野外活动时，电子设备的使用变得必然不可或缺，但这些电子产品中往往存在电池供电不足的缺陷,由此带来的电子设备的供电问题就给人们造成很大的困扰，尤其考虑到部队、消防、特警等部门经常需要在极限环境下活动，需要储备充足的能源来为设备提供电能。现有市场上通常使用储能电池或者充电宝来实现能源储备的工作，但这种设备事前需要花费大量时间进行充电，而且设备体积与储电量成正比，能源储量越大，体积和重量也越大，不便于携带和运输，而且价格也十分昂贵，不利于推广给公众使用。众所周知，人体活动携带有大量的机械能，若能通过适当的方法把这些机械能转化为电能并提供给这些便携式电子设备，则可使电子设备摆脱电量不足的局限和束缚。

因此，开发一种便携式的发电装置就尤为重要了。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种体积小、便于携带和使用，并有效将人体活动产生的机械能转化为电能的一种膝关节发电装置。

本实用新型所采用的技术方案是：本实用新型包括无刷发电机以及均与所述无刷发电机相连接的第一固定组件和第二固定组件，所述无刷发电机包括机壳、设置在所述机壳内的发电机芯、与所述发电机芯相连接的行星增速器以及一端与所述行星增速器相连接的传动转轴，所述行星增速器包括行星外壳、设置在所述行星外壳内的行星架和若干安装于所述行星架上并与所述传动转轴相啮合的行星齿轮组，所述传动转轴另一端上设置有连接盖，所述第一固定组件和所述第二固定组件分别与所述机壳和所述连接盖相连接。

进一步地，所述第一固定组件包括至少两组第一固定垫块以及将至少两组所述第一固定垫块相串联的第一连接杆，所述第一连接杆一端与其中一组所述第一固定垫块固定连接、另一端与所述机壳相连接，余下所述第一固定垫块套设在所述第一连接杆上并与其滑动配合；所述第二固定组件包括至少两组第二固定垫块以及将至少两组所述第二固定垫块相串联的第二连接杆，所述第二连接杆一端与其中一组所述第二固定垫块固定连接、另一端与所述连接盖相连接，余下所述第二固定垫块套设在所述第二连接杆上并与其滑动配合。

再进一步地，所述第一固定垫块和所述第二固定垫块结构一致，在左右两侧均设置有穿带孔，在所述穿带孔上穿设有固定绑带，所述固定绑带其中一端上设置有按压式卡扣。

还进一步地，所述行星齿轮组的数量为两组，分别为第一行星齿轮组和第二行星齿轮组，所述第一行星齿轮组包括第一太阳轮和若干个与所述第一太阳轮相啮合的第一行星轮，所述第二行星齿轮组包括第二太阳轮和若干个与所述第二太阳轮相啮合的第二行星轮，所述行星外壳内壁上设有与所述第一行星轮和所述第二行星轮均相啮合的齿圈，所述传动转轴与所述第一太阳轮(相连接，所述第一行星轮和第二太阳轮均安装于所述行星架上，所述第二行星轮与所述发电机芯的转子相连接。

又进一步地，所述行星架转动安装于所述行星外壳内，所述行星架包括第一底座、转动连接轴和第二底座，所述转动连接轴设置于所述第一底座和所述第二底座之间，所述第一底座和第二底座上均设置有若干个分别与所述第一行星轮和所述第二行星轮相适配的行星安装柱，所述第一底座和所述第二底座上均设置有分别与所述第一太阳轮和所述第二太阳轮相适配的太阳安装柱。

更进一步地，所述行星外壳的上端设置有上盖，所述传动转轴穿过所述上盖与所述第一太阳轮相连接。

最后，所述第一行星轮的数量和所述第二行星轮的数量均为三个。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型通过所述第一固定组件和所述第二固定组件分别绑缚在使用者的大腿和小腿上，由于所述第一固定组件和所述第二固定组件还分别与所述无刷发电机的所述外壳和所述连接盖相连，随着使用者腿部的摆动，与所述连接盖相连接的所述第二固定组件带动所述传动转轴转动，实现所述行星齿轮组、所述行星增速器环绕所述发电机芯转动，达致将使用者运动产生的机械能转变为电能的目的。本实用新型利用所述无刷发电机的结构特性，通过所述行星增速器提高了转速比，在相同运动量的前提下提高了电能转化量；同时由于采用了所述行星齿轮组来替代传统的斜角式啮合或者直线式啮合的齿轮传动，大大降低了设备的体积，更加便于携带和使用。

附图说明

图1是本实用新型的立体示意图；

图2是所述无刷发电机的爆炸图；

图3是所述行星架的立体示意图；

图4是所述行星齿轮组的结构示意图；

图5是所述第一固定垫块和所述第二固定垫块的示意图。

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4和图5所示，本实用新型包括无刷发电机以及均与所述无刷发电机相连接的第一固定组件和第二固定组件，所述无刷发电机包括机壳1、设置在所述机壳1内的发电机芯2、与所述发电机芯2相连接的行星增速器3以及一端与所述行星增速器3相连接的传动转轴4，所述行星增速器3包括行星外壳5、设置在所述行星外壳5内的行星架6和若干安装于所述行星架6上并与所述传动转轴4相啮合的行星齿轮组7，所述传动转轴4另一端上设置有连接盖8，所述第一固定组件和所述第二固定组件分别与所述机壳1和所述连接盖8相连接。所述第一固定组件包括至少两组第一固定垫块9以及将至少两组所述第一固定垫块9相串联的第一连接杆10，所述第一连接杆10一端与其中一组所述第一固定垫块9固定连接、另一端与所述机壳1相连接，余下所述第一固定垫块9套设在所述第一连接杆10上并与其滑动配合；所述第二固定组件包括至少两组第二固定垫块11以及将至少两组所述第二固定垫块11相串联的第二连接杆12，所述第二连接杆12一端与其中一组所述第二固定垫块11固定连接、另一端与所述连接盖8相连接，余下所述第二固定垫块11套设在所述第二连接杆12上并与其滑动配合。使用者穿戴时，可将所述第一固定组件和所述第二固定组件任意绑缚在大腿或小腿上，更便于穿戴和使用，提高了设备的适用性；随着使用者腿部的摆动，与所述传动转轴4相连接的所述第二固定组件随之摆动，并带动所述行星齿轮组7围绕所述发电机芯2转动，进行发电。在本实用新型中，所述第一连接杆10和所述第二连接杆12为空心设计，与外部需要用电的电子设备相连接的线缆通过插拔的方式与所述无刷发电机相连接，并利用所述第一连接杆 10或所述第二连接杆12的中控设计进行隐藏，避免线缆缠绕。在本实施例中，所述无刷发电机的最大功率为5.4W，传动噪音控制在60dB，本实用新型的整体重量约为610g。所述第一连接杆10和所述第二连接杆12为中空式设置，所述无刷发电机上还设置有用于与外部电能储存设备或电子产品相连接的线缆，线缆内设与所述第一连接杆10或者所述第二连接杆12的中控结构内，通过推拉式接头与外部设备连接。在所述外壳1内还设置有与所述无刷发电机电性连接的稳压控制模块以及调节反馈模块，所述稳压控制模块还与设置在所述外壳1上的线缆接口电性连接；在本实用新型中，所述线缆接口的型号为：JX-DC-4KZ，所述线缆接头的型号为：JX-DC-4JT。

在本实用新型中，所述第一固定垫块9和所述第二固定垫块11结构一致，在左右两侧均设置有穿带孔13，在所述穿带孔13上穿设有固定绑带，所述固定绑带其中一端上设置有按压式卡扣。所述固定绑带末端也可设置为魔术粘或插拔式卡扣进行固定。所述第一固定垫块9和所述第二固定垫块11内侧呈弧形设置，在使用者穿戴式能更加贴合、舒适，符合人体工学。

在本实用新型中，所述行星齿轮组7的数量为两组，分别为第一行星齿轮组和第二行星齿轮组，所述第一行星齿轮组包括第一太阳轮71和若干个与所述第一太阳轮71相啮合的第一行星轮72，所述第二行星齿轮组包括第二太阳轮和若干个与所述第二太阳轮相啮合的第二行星轮，所述行星外壳5内壁上设有与所述第一行星轮72和所述第二行星轮均相啮合的齿圈73，所述传动转轴4与所述第一太阳轮71相连接，所述第一行星轮72和第二太阳轮均安装于所述行星架6上，所述第二行星轮与所述发电机芯2的转子相连接。

在本实用新型中，所述行星架6转动安装于所述行星外壳5内，所述行星架6包括第一底座61、转动连接轴62和第二底座63，所述转动连接轴62 设置于所述第一底座61和所述第二底座63之间，所述第一底座61和所述第二底座63上均设置有若干个分别与所述第一行星轮72和所述第二行星轮相适配的行星安装柱64，所述第一底座61和所述第二底座63上均设置有分别与所述第一太阳轮71和所述第二太阳轮相适配的太阳安装柱65。所述行星外壳5的上端设置有上盖14，所述传动转轴4穿过所述上盖14与所述第一太阳轮71相连接。所述第一行星轮72的数量和所述第二行星轮的数量均为三个。

本实用新型的工作原理为通过绑缚在使用者腿部的所述第一固定组件和所述第二固定组件的摆动，带动所述传动转轴4转动，从而使得所述第一太阳轮71转动并将动力传递给所述第一行星轮72，再带动所述行星架6与所述第二太阳轮转动，最后通过所述第二太阳轮带动所述第二行星轮转动，使得所述发电机芯2的转子转动发电。本实用新型利用所述第一固定组件和所述第二固定组件进行绑缚，简化了设备的使用难度；利用所述行星增速器3 提高了转速比，从而提高了设备的发电量；使用行星齿轮的结构替代传统的斜角式啮合或直线式啮合的齿轮传动方式，减少了设备的体积，更加便于携带。

最后需要强调的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种变化和更改，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种膝关节发电装置，其特征在于：它包括无刷发电机以及均与所述无刷发电机相连接的第一固定组件和第二固定组件，所述无刷发电机包括机壳(1)、设置在所述机壳(1)内的发电机芯(2)、与所述发电机芯(2)相连接的行星增速器(3)以及一端与所述行星增速器(3)相连接的传动转轴(4)，所述行星增速器(3)包括行星外壳(5)、设置在所述行星外壳(5)内的行星架(6)和若干安装于所述行星架(6)上并与所述传动转轴(4)相啮合的行星齿轮组(7)，所述传动转轴(4)另一端上设置有连接盖(8)，所述第一固定组件和所述第二固定组件分别与所述机壳(1)和所述连接盖(8)相连接。

2.根据权利要求1所述的一种膝关节发电装置，其特征在于：所述第一固定组件包括至少两组第一固定垫块(9)以及将至少两组所述第一固定垫块(9)相串联的第一连接杆(10)，所述第一连接杆(10)一端与其中一组所述第一固定垫块(9)固定连接、另一端与所述机壳(1)相连接，余下所述第一固定垫块(9)套设在所述第一连接杆(10)上并与其滑动配合；所述第二固定组件包括至少两组第二固定垫块(11)以及将至少两组所述第二固定垫块(11)相串联的第二连接杆(12)，所述第二连接杆(12)一端与其中一组所述第二固定垫块(11)固定连接、另一端与所述连接盖(8)相连接，余下所述第二固定垫块(11)套设在所述第二连接杆(12)上并与其滑动配合。

3.根据权利要求2所述的一种膝关节发电装置，其特征在于：所述第一固定垫块(9)和所述第二固定垫块(11)结构一致，在左右两侧均设置有穿带孔(13)，在所述穿带孔(13)上穿设有固定绑带，所述固定绑带其中一端上设置有按压式卡扣。

4.根据权利要求1所述的一种膝关节发电装置，其特征在于：所述行星齿轮组(7)的数量为两组，分别为第一行星齿轮组和第二行星齿轮组，所述第一行星齿轮组包括第一太阳轮(71)和若干个与所述第一太阳轮(71)相啮合的第一行星轮(72)，所述第二行星齿轮组包括第二太阳轮和若干个与所述第二太阳轮相啮合的第二行星轮，所述行星外壳(5)内壁上设有与所述第一行星轮(72)和所述第二行星轮均相啮合的齿圈(73)，所述传动转轴(4) 与所述第一太阳轮(71)相连接，所述第一行星轮(72)和第二太阳轮均安装于所述行星架(6)上，所述第二行星轮与所述发电机芯(2)的转子相连接。

5.根据权利要求4所述的一种膝关节发电装置，其特征在于：所述行星架(6)转动安装于所述行星外壳(5)内，所述行星架(6)包括第一底座(61)、转动连接轴(62)和第二底座(63)，所述转动连接轴(62)设置于所述第一底座(61)和所述第二底座(63)之间，所述第一底座(61)和所述第二底座(63)上均设置有若干个分别与所述第一行星轮(72)和所述第二行星轮相适配的行星安装柱(64)，所述第一底座(61)和所述第二底座(63)上均设置有分别与所述第一太阳轮(71)和所述第二太阳轮相适配的太阳安装柱(65)。

6.根据权利要求5所述的一种膝关节发电装置，其特征在于：所述行星外壳(5)的上端设置有上盖(14)，所述传动转轴(4)穿过所述上盖(14)与所述第一太阳轮(71)相连接。

7.根据权利要求4所述的一种膝关节发电装置，其特征在于：所述第一行星轮(72)的数量和所述第二行星轮的数量均为三个。

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