RU2787839C1 - Electric generator - Google Patents

Electric generator Download PDF

Info

Publication number
RU2787839C1
RU2787839C1 RU2022104655A RU2022104655A RU2787839C1 RU 2787839 C1 RU2787839 C1 RU 2787839C1 RU 2022104655 A RU2022104655 A RU 2022104655A RU 2022104655 A RU2022104655 A RU 2022104655A RU 2787839 C1 RU2787839 C1 RU 2787839C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pair
shoes
magnetic circuits
permanent magnets
different
Prior art date
Application number
RU2022104655A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Петрович Тимашов
Сергей Александрович Чуев
Наталья Савельевна Трубчанинова
Иван Александрович Кощаев
Оксана Валентиновна Тимашова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный аграрный университет имени В.Я. Горина"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный аграрный университет имени В.Я. Горина" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный аграрный университет имени В.Я. Горина"
Application granted granted Critical
Publication of RU2787839C1 publication Critical patent/RU2787839C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to the field of electrical engineering. The electric generator consists of permanent magnets, inductors, rectifiers, batteries and connectors for connecting consumers of energy located inside a pair of shoes, so that a pair of "permanent magnet-inductor" is located in different items from a pair of shoes. Moreover, the permanent magnets and inductance coils are equipped with magnetic circuits, the poles of which are directed towards the opposite object of a pair of shoes, the axes of the magnetic circuits are inclined at the same angle in absolute value to the horizontal, and the tilt angles are different in sign for the magnetic circuits of permanent magnets and the magnetic circuits of the inductance coils located in different objects from pairs of shoes.
EFFECT: invention increases the efficiency of power generation and the speed of battery charging.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к электрическим машинам, которые не содержат движущихся или деформируемых элементов, и служит для преобразования механической энергии движения человека в электрическую энергию с последующим ее накоплением и использованием для работы мобильных устройств.The invention relates to electrical machines that do not contain moving or deformable elements, and is used to convert the mechanical energy of human movement into electrical energy, followed by its accumulation and use for the operation of mobile devices.

Известно техническое решение - устройство и способ накопления энергии для обуви, в подошве которой расположена катушка и постоянный магнит с возможность его перемещения при ходьбе. К катушке присоединены выпрямитель, накопитель электрической энергии, разъем для подключения внешних потребителей энергии или устройство для беспроводной передачи энергии [US 2013020986 Al, H02J 7/00; Н05K 13/00 (2006.01), 24.01.2013].A technical solution is known - a device and method for storing energy for shoes, in the sole of which there is a coil and a permanent magnet with the possibility of moving it when walking. A rectifier, an electrical energy storage device, a connector for connecting external energy consumers or a device for wireless power transmission are connected to the coil [US 2013020986 Al, H02J 7/00; H05K 13/00 (2006.01), 01/24/2013].

Недостаток данного устройства в том, что энергетическая эффективность генератора зависит от ускорения, с которым двигаются ноги человека, и устройство перестает работать в случае, если постоянный магнит не двигается относительно соленоида, например при медленной ходьбе.The disadvantage of this device is that the energy efficiency of the generator depends on the acceleration with which the human legs move, and the device stops working if the permanent magnet does not move relative to the solenoid, for example, when walking slowly.

Известно устройство - генератор, элементы которого также содержат постоянные магниты и катушки, находящиеся в разных монтажных блоках на коленях и в блоке накопления энергии и на ремне или в кармане. Монтажные блоки соединены с блоком накопления энергии проводами, обеспечивающими подвижное соединение элементов устройства с возможностью присоединения или отсоединения блока накопления энергии.A device is known - a generator, the elements of which also contain permanent magnets and coils located in different mounting blocks on the knees and in the energy storage unit and on a belt or in a pocket. The mounting blocks are connected to the energy storage unit by wires, which provide a movable connection of the device elements with the possibility of attaching or detaching the energy storage unit.

Устройство недостаточно энергоэффективно, так как расположение монтажных блоков на коленях не обеспечивает высокой скорости их взаимного перемещения, как, например, находящихся в нижней части обуви. Кроме этого, конструкция устройства не обеспечивает гарантированного попадания витков катушек в зоны наибольшей напряженности магнитного поля постоянных магнитов, что также снижает количество вырабатываемой энергии [KR 20110127334 A, H02J 7/00; Н02K 17/42 (2006.01), 25.11.20112].The device is not energy efficient enough, since the location of the mounting blocks on the knees does not provide a high speed of their mutual movement, such as those located in the lower part of the shoe. In addition, the design of the device does not ensure that the turns of the coils get into the areas of the highest magnetic field strength of the permanent magnets, which also reduces the amount of energy generated [KR 20110127334 A, H02J 7/00; H02K 17/42 (2006.01), 11/25/20112].

Наиболее близким техническим решением является устройство, включающее пару обуви с вмонтированными неподвижно магнитами и катушками для выработки электрической энергии, причем пара элементов магнит-катушка находятся в разных предметах из пары обуви.The closest technical solution is a device that includes a pair of shoes with permanently mounted magnets and coils for generating electrical energy, and a pair of magnet-coil elements are located in different items from a pair of shoes.

Недостаток заключается в низком уровне вырабатываемой энергии из-за того, что конструкция устройства не обеспечивает гарантированного попадания витков катушек в зоны наибольшей напряженности магнитного поля постоянных магнитов при движении человека [CN 202504336 U].The disadvantage lies in the low level of generated energy due to the fact that the design of the device does not provide a guaranteed hit of the turns of the coils in the areas of the highest magnetic field strength of permanent magnets when a person moves [CN 202504336 U].

Технический результат заключается в повышении количества вырабатываемой энергии за счет обеспечения гарантированного попадания витков катушек в зоны наибольшей напряженности магнитного поля постоянных магнитов при движении человека.The technical result consists in increasing the amount of generated energy by ensuring that the turns of the coils are guaranteed to enter the zones of the highest magnetic field strength of permanent magnets when a person moves.

Предлагаемое техническое решение осуществляется за счет постоянных магнитов, катушек индуктивности, выпрямителей, аккумуляторов и разъемов для подключения потребителей энергии, расположенных внутри пары обуви, так что пара «постоянный магнит-катушка индуктивности» расположены в разных предметах из пары обуви. Причем постоянные магниты и катушки индуктивности снабжены магнитопроводами, полюса которых направленны в сторону противоположного предмета пары обуви, оси магнитопроводов наклонены под одинаковым по модулю углом к горизонтали, причем углы наклона отличны по знаку для магнитопроводов постоянных магнитов и магнитопроводов катушек индуктивности, расположенных в разных предметах из пары обуви.The proposed technical solution is implemented due to permanent magnets, inductors, rectifiers, batteries and connectors for connecting energy consumers located inside a pair of shoes, so that a pair of "permanent magnet-inductor" are located in different items from a pair of shoes. Moreover, the permanent magnets and inductance coils are equipped with magnetic circuits, the poles of which are directed towards the opposite object of a pair of shoes, the axes of the magnetic circuits are inclined at the same angle in absolute value to the horizontal, and the slope angles are different in sign for the magnetic circuits of permanent magnets and magnetic circuits of the inductance coils located in different objects from pairs of shoes.

Заявленный электрогенератор отличается от прототипа тем, что постоянные магниты и катушки индуктивности снабжены магнитопроводами, полюса которых направленны в сторону противоположного предмета пары обуви, оси магнитопроводов наклонены под одинаковым по модулю углом к горизонтали, причем углы наклона отличны по знаку для магнитопроводов постоянных магнитов и магнитопроводов катушек индуктивности, расположенных в разных предметах из пары обуви.The claimed electric generator differs from the prototype in that the permanent magnets and inductors are equipped with magnetic circuits, the poles of which are directed towards the opposite object of a pair of shoes, the axes of the magnetic circuits are inclined at the same angle in absolute value to the horizontal, and the tilt angles are different in sign for the magnetic circuits of the permanent magnets and the magnetic circuits of the coils inductance located in different items from a pair of shoes.

Электрогенератор (фиг. 1) состоит из постоянных магнитов 1, катушек индуктивности 2, выпрямителей 3, аккумуляторов 4, разъемов для подключения потребителей энергии 5. Катушки индуктивности 2 соединены проводами 6 с выпрямителями 3, которые проводами 6 соединены с аккумуляторами 4, которые проводами 6 соединены с разъемами для подключения потребителей энергии 5. Постоянные магниты 1 снабжены магнитопроводами 7, полюса которых направленны в сторону противоположного предмета пары обуви. Катушки индуктивности 2 также снабжены магнитопроводами 8, полюса которых направленны в сторону противоположного предмета пары обуви. Все элементы устройства неподвижно закреплены в подошве каждого из предметов пары обуви 9. Оси магнитопроводов 7 и 8 расположены под одинаковым по модулю углом к горизонту α. Причем углы наклона α отличны по знаку для магнитопроводов 7 постоянных магнитов 1 и магнитопроводов 8 катушек индуктивности 2, расположенных в разных предметах из пары обуви. Например, если угол наклона α осей магнитопроводов 7 постоянных магнитов 1 в первом предмете из пары обуви положительный, то во втором предмете из пары обуви угол наклона α - отрицательный, при этом угол наклона α осей магнитопроводов 8 катушек индуктивности 2 в первом предмете из пары обуви отрицательный, а во втором предмете из пары обуви - положительный.The electric generator (Fig. 1) consists of permanent magnets 1, inductors 2, rectifiers 3, batteries 4, connectors for connecting energy consumers 5. Inductors 2 are connected by wires 6 to rectifiers 3, which are connected by wires 6 to batteries 4, which are wires 6 connected to connectors for connecting energy consumers 5. Permanent magnets 1 are equipped with magnetic cores 7, the poles of which are directed towards the opposite object of a pair of shoes. The inductors 2 are also provided with magnetic circuits 8, the poles of which are directed towards the opposite object of a pair of shoes. All elements of the device are fixedly fixed in the sole of each of the items of a pair of shoes 9. The axes of the magnetic cores 7 and 8 are located at the same absolute angle to the horizon α. Moreover, the slope angles α are different in sign for the magnetic circuits 7 of permanent magnets 1 and the magnetic circuits 8 of the inductors 2, located in different items from a pair of shoes. For example, if the angle of inclination α of the axes of the magnetic circuits 7 of permanent magnets 1 in the first object from a pair of shoes is positive, then in the second object of a pair of shoes the angle of inclination α is negative, while the angle of inclination α of the axes of the magnetic circuits 8 of the inductance coils 2 in the first object of a pair of shoes negative, and in the second item from a pair of shoes - positive.

Устройство работает следующим образом. При ходьбе или беге подошвы обуви 9 совершают периодические движения относительно друг друга. При этом катушки индуктивности 2 перемещаются в магнитных полях, сформированных постоянными магнитами 1 и магнитопроводами 7. Наличие магнитопроводов 7 и 8, а также расположение их под углами к горизонту обеспечивает большую напряженность магнитного поля при взаимодействии постоянных магнитов с катушками индуктивности и большее количество выработанной электрической энергии. Угол наклона к горизонту необходим, потому что относительное движение предметов пары обуви происходит только когда один из предметов находится на поверхности земли, а другой - приподнят на некоторую высоту. При периодических движениях предметов обуви в катушках индуктивности 2 возникает переменный эклектический ток, передающийся через провода 6 к выпрямителям 3, которые преобразуют ток в постоянный, а аккумуляторы 4 накапливают электрическую энергию. Накопленная энергия с помощью разъемов для подключения потребителей энергии 5 может быть передана для подзарядки мобильных устройств или для других целей.The device works as follows. When walking or running, the soles of the shoes 9 make periodic movements relative to each other. In this case, inductors 2 move in magnetic fields formed by permanent magnets 1 and magnetic circuits 7. The presence of magnetic circuits 7 and 8, as well as their location at angles to the horizon, provides a greater magnetic field strength during the interaction of permanent magnets with inductors and a greater amount of generated electrical energy . The angle of inclination to the horizon is necessary because the relative movement of the objects of a pair of shoes occurs only when one of the objects is on the surface of the earth, and the other is raised to a certain height. With periodic movements of footwear, an alternating eclectic current arises in inductors 2, which is transmitted through wires 6 to rectifiers 3, which convert the current into direct current, and batteries 4 accumulate electrical energy. The accumulated energy can be transferred using the connectors for connecting energy consumers 5 for recharging mobile devices or for other purposes.

Предлагаемая конструкция электрогенератора обеспечивает более эффективную выработку электроэнергии и быстрое заряжание аккумуляторов посредством повышения количества вырабатываемой энергии за счет обеспечения гарантированного попадания витков катушек в зоны наибольшей напряженности магнитного поля постоянных магнитов при движении человека.The proposed design of the generator provides a more efficient generation of electricity and fast charging of the batteries by increasing the amount of generated energy by ensuring that the turns of the coils get into the zones of the highest magnetic field strength of the permanent magnets when a person moves.

Источники информацииSources of information

1 US 2013020986 Al, H02J 7/00; Н05K 13/00 (2006.01), 24.01.2013. Self-replenishing energy storage device and method for footwear.1 US 2013020986 Al, H02J 7/00; H05K 13/00 (2006.01), 01.24.2013. Self-replenishing energy storage device and method for footwear.

2. KR 20110127334 A, H02J 7/00; H02K 17/42 (2006.01), 25.11.2011. Walking generator.2. KR 20110127334 A, H02J 7/00; H02K 17/42(2006.01), 11/25/2011. Walking generator.

3. CN 202504336 U, A43B 13/14; A43B 23/02; A43B 7/04; H02K 35/02, (2006.01), 31.10.2012. Power generation shoes.3. CN 202504336 U, A43B 13/14; A43B 23/02; A43B 7/04; H02K 35/02, (2006.01), 10/31/2012. Power generation shoes.

Claims (1)

Электрогенератор, состоящий из постоянных магнитов, катушек индуктивности, выпрямителей, аккумуляторов и разъемов для подключения потребителей энергии, расположенных внутри пары обуви, так что пара «постоянный магнит-катушка индуктивности» расположена в разных предметах из пары обуви, отличающийся тем, что постоянные магниты и катушки индуктивности снабжены магнитопроводами, полюса которых направлены в сторону противоположного предмета пары обуви, оси магнитопроводов наклонены под одинаковым по модулю углом к горизонтали, причем углы наклона отличны по знаку для магнитопроводов постоянных магнитов и магнитопроводов катушек индуктивности, расположенных в разных предметах из пары обуви.An electric generator consisting of permanent magnets, inductors, rectifiers, batteries and connectors for connecting energy consumers located inside a pair of shoes, so that a pair of "permanent magnet-inductor" is located in different items from a pair of shoes, characterized in that permanent magnets and the inductance coils are provided with magnetic circuits, the poles of which are directed towards the opposite object of the pair of shoes, the axes of the magnetic circuits are inclined at the same absolute angle to the horizontal, and the tilt angles are different in sign for the magnetic circuits of permanent magnets and the magnetic circuits of the inductance coils located in different objects from a pair of shoes.
RU2022104655A 2022-02-21 Electric generator RU2787839C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2787839C1 true RU2787839C1 (en) 2023-01-12

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006230033A (en) * 2005-02-15 2006-08-31 Casio Comput Co Ltd Power system
KR20110127334A (en) * 2010-05-19 2011-11-25 이수민 Walking generator
CN202504336U (en) * 2012-03-28 2012-10-31 宋业盼 Power generation shoes
RU126907U1 (en) * 2012-10-08 2013-04-20 Михаил Анатольевич Белоусов ENERGY GENERATION DEVICE

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006230033A (en) * 2005-02-15 2006-08-31 Casio Comput Co Ltd Power system
KR20110127334A (en) * 2010-05-19 2011-11-25 이수민 Walking generator
CN202504336U (en) * 2012-03-28 2012-10-31 宋业盼 Power generation shoes
RU126907U1 (en) * 2012-10-08 2013-04-20 Михаил Анатольевич Белоусов ENERGY GENERATION DEVICE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9303628B2 (en) Method and apparatus for generating electrical energy
US8723342B2 (en) Wearable generator device
US20090146508A1 (en) Reciprocating power generating module
KR101602246B1 (en) Self Generating Shoes
CN103414309A (en) Portable type generating set
RU2787839C1 (en) Electric generator
CN104883026A (en) Linear vibration energy collecting device for rolling oscillator
US7982345B2 (en) Displacement type generator
US11437886B2 (en) Methods and apparatus for kinetic energy harvesting
KR101163859B1 (en) A shoes with electric generator
CN209643976U (en) Intelligent charge type positions shoes
CN105071701A (en) Magnetic levitation linear generator
RU144227U1 (en) FAST-RESISTANT THREE-DIMENSIONAL ELECTRIC GENERATOR OF A MOBILE OBJECT
EP2758141B1 (en) Ski - or trekking- pole equipped with magnetic- inductive harvester device for electric generation
KR200238217Y1 (en) Shoes including self-generator
WO2021092404A9 (en) Methods and apparatus for kinetic energy harvesting
CN105634100A (en) Light and portable motion-type magnetic continuous power generation and storage device
Khan et al. Design of Piezoelectric Energy Harvesting Shoes for Charging Phones
CN203491871U (en) Portable type generating set
KR20110127334A (en) Walking generator
KR101618282B1 (en) Wireless charging apparatus
CN201146885Y (en) Shoe soles with charging equipment
CN110419848A (en) Suspend power generation knapsack
CN219627550U (en) Motion power generation equipment and wearable motion power generation dress
KR20170022927A (en) Device generated by walk