一種關節發電裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及機械和電學領域，特別涉及一種便攜式關節發電裝置。
[0002]
【背景技術】
[0003]當前便攜式電子產品的使用變得越來越普遍，當人們外出或進行野外活動時，電子設備的使用變得必然不可或缺，但這些電子產品中往往存在電池供電不足的缺陷，由此帶來的電子設備的供電問題就給人們造成很大的困擾。而人體活動攜帶有大量的機械能，若通過適當的方法把這些機械能轉化為電能并提供給這些便攜式電子設備，則可使電子設備擺脫電量不足的局限和束縛。近年來，一些把機械能轉化成電能的便攜式發電裝置陸續出現，如發電背包、發電鞋等。便攜式發電裝置可以隨時隨地將人體的機械能轉化為電能，由于這種裝置的應用靈活性和方便性等特點從而受到極大的關注。
[0004]需要指出的是，人體四肢是產生機械能較大的部位，因此本發明提出一種可佩戴在關節處的便攜式發電裝置，將人體行走時小腿或小臂擺動所產生的機械能轉化為電能，從而高效地便攜式發電。
[0005]
【發明內容】
[0006]技術問題:本發明提供了一種可穿戴在關節處的關節發電裝置，該關節發電裝置是將人體行走時肢體擺動所產生的機械能轉化為電能的裝置。
[0007]技術方案:本發明是一種關節發電裝置，包括支撐座1、對稱固定在支撐座I兩側壁板上的兩個滑道6、穿過支撐座I上圓形孔12的擺動軸3、與擺動軸3外端相連的擺動桿4、固定在擺動軸3內端的擺動齒輪2、由擺動齒輪2驅動的滑動齒條5、由滑動齒條5驅動的輸入齒輪7、由輸入齒輪7帶動的單向裝置9、由單向裝置9輸出端帶動轉子10的發電機11 ;所述的兩個滑道6為兩個方形長管狀結構，方形長管內表面為光滑表面；所述的滑動齒條5兩端為表面光滑的矩形結構；所述的滑動齒條5下表面和一個側表面中間區域設置有齒牙，其中下表面上的齒牙與擺動齒輪2嚙合，側表面上的齒牙與輸入齒輪7嚙合；所述的滑動齒條5兩端分別插入兩個滑道6的方形長管內，并可進行自由滑動。
[0008]本發明的優選方案中，所述的擺動軸3穿過支撐座I上圓形孔12，并可進行自由轉動，所述的擺動桿4垂直固定在擺動軸3末端。
[0009]本發明的優選方案中，所述的滑動齒條5的側表面只有上半平面設置有齒牙或滑動齒條5側表面的整個中間區域都設置有齒牙。
[0010]本發明的優選方案中，所述的輸入齒輪7固定在單向裝置9的輸入軸8末端；所述發電機11的轉子10伸入到單向裝置9中；
本發明的優選方案中，所述的單向裝置9為間歇機構或單向軸承；
本發明的輸入齒輪7轉動方向是雙向的，輸入齒輪7固定在單向裝置9的輸入軸8上，通過單向裝置9的傳遞，發電機11的轉子10，只有在輸入軸8朝一個設定方向轉動時才被帶動轉動；而當輸入軸8朝相反方向轉動時，轉子10與單向裝置9處于離合狀態。
[0011]當人體攜帶此裝置時，擺動桿4固定在小腿或小臂上，支撐座I固定在大腿或大臂上，當人體行走時，擺動桿4隨著小腿或小臂的擺動而前后擺動，從而帶動擺動齒輪2，擺動齒輪2通過嚙合的齒帶動滑動齒條5在滑道6上往復滑動，與此同時滑動齒條5又驅動輸入齒輪7往復轉動。輸入齒輪7往復轉動，經過單向裝置9的傳遞，轉換為發電機11的轉子只沿一個設定的方向轉動，從而帶動發電機11發電，完成人體的機械能到電能的轉換。發電機11產生的電能經過整流穩壓后可以存儲在蓄電裝置中備用，也可以向各種電子設備直接供電。
[0012]有益效果:
1、本發明利用嚙合的齒輪把人體行走時肢體的擺動轉換成電機的轉動，進而把機械能轉化成電能，能夠很好的緩解現有便攜式電子器件供電不足的缺陷，實現了隨時隨地獲取電量的可能。
[0013]2、本發明是根據人的肢體運動的特點把人體行走時過剩的機械能轉化成電能，并沒有涉及到外界能源消耗，環境條件限制小，節能環保。
[0014]3、本發明結構緊湊，便于戶外運動者或戶外工作者隨身攜帶。
[0015]
【附圖說明】
[0016]圖1為發電裝置的結構示意圖。
[0017]圖2為支撐座及固定在支撐座上滑道的結構示意圖。
[0018]圖3(a)為滑動齒條的結構示意圖。
[0019]圖3(b)為滑動齒條的另一種結構示意圖。
[0020]圖4為擺動桿及擺動齒輪的連接示意圖。
[0021 ] 圖5為輸入齒輪及輸入軸的連接示意圖。
[0022]圖中有:1-支撐座；2_擺動齒輪；3_擺動軸；4_擺動桿；5_滑動齒條；6_滑道；7-輸入齒輪；8_輸入軸；9_單向裝置；10_轉子；11-發電機；12_圓形孔。
[0023]
【具體實施方式】
[0024]以下結合實施例和說明書附圖對本發明裝置作進一步的詳細說明。
[0025]如圖1所示，本發明提出的一種關節發電裝置包括支撐座1、對稱固定在支撐座I兩側壁板上的兩個滑道6、穿過支撐板I上圓形孔12的擺動軸3、與擺動軸3外端相連的擺動桿4、固定在擺動軸3內端的擺動齒輪2、由擺動齒輪2驅動并限制在滑道6上的滑動齒條5、由滑動齒條5驅動的輸入齒輪7、由輸入齒輪7帶動的單向裝置9、由單向裝置9輸出端帶動轉子10的發電機11。
[0026]如圖2和圖3(a)所示，本發明的支撐座I的兩側壁板上設有兩個對稱的滑道6，其中滑道6為長方形管狀結構，且方形長管內表面為光滑表面；支撐座I上有一個與轉動軸3半徑大小相同的光滑圓孔12，用來保證擺動齒輪2隨擺動桿4在固定位置自由擺動；滑動齒條5兩端是表面光滑的矩形結構，并限制在兩個滑道6的方形長管狀結構內自由滑動，滑動齒條5下表面和一個側表面中間區域設置有齒牙，其中下表面上的齒牙與擺動齒輪2嚙合，側表面上的齒牙與輸入齒輪7嚙合。
[0027]如圖2和圖4所示，本發明的擺動齒輪2通過擺動軸3固定，擺動軸3通過圓形孔12固定在支撐座I上，擺動桿4的長度可根據關節處此裝置固定的位置而設定；本發明的擺動齒輪2是一個半圓式齒輪，本發明的另一個實施例中，擺動齒輪2設置為圓式齒輪。
[0028]如圖3(a)和圖3(b)所不，本發明的滑動齒條5下表面和一個側表面中間區域設置有齒牙；本發明的滑動齒條5的側表面只有上半平面設置有齒牙，本發明的另一個實施案例中，滑動齒條5側表面的整個中間區域都設置有齒牙。
[0029]如圖5所示，本發明的輸入齒輪7的轉動方向是雙向的，其輸入軸8連接一個單向裝置9，由單向裝置9輸出端帶動轉子10進而驅動發電機11，使發電機只有在轉軸朝一個方向轉動時才工作。輸入齒輪7采用與滑動齒條5的輪齒相嚙合的小齒輪，輪齒數少，加大齒輪的轉速，進而提高機械能到電能轉換的轉換效率。
[0030]上述實施例僅是本發明的優選實施方式，應當指出:對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和等同替換，這些對本發明權利要求進行改進和等同替換后的技術方案，均落入本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種關節發電裝置，其特征在于:該發電裝置，包括支撐座(I)、對稱固定在支撐座(I)兩側壁板上的兩個滑道￠)、穿過支撐座(I)上圓形孔(12)的擺動軸(3)、與擺動軸(3)外端相連的擺動桿(4)、固定在擺動軸(3)內端的擺動齒輪(2)、由擺動齒輪(2)驅動的滑動齒條(5)、由滑動齒條(5)驅動的輸入齒輪(7)、由輸入齒輪(7)帶動的單向裝置(9)、由單向裝置(9)輸出端帶動轉子(10)的發電機(11)； 所述的兩個滑道(6)為兩個方形長管狀結構，方形長管內表面為光滑表面；所述的滑動齒條(5)兩端為表面光滑的矩形結構；所述的滑動齒條(5)下表面和一個側表面中間區域設置有齒牙，其中下表面上的齒牙與擺動齒輪(2)嚙合，側表面上的齒牙與輸入齒輪(7)嚙合； 所述的滑動齒條(5)兩端分別插入兩個滑道(6)的方形長管內，并可進行自由滑動。
2.根據權利要求書I所述的一種關節發電裝置，其特征在于:所述的擺動軸(3)穿過支撐座(I)上圓形孔(12)，并可進行自由轉動，所述的擺動桿(4)垂直固定在擺動軸(3)末端。
3.根據權利要求書I所述的一種關節發電裝置，其特征在于:所述的輸入齒輪(7)固定在單向裝置(9)的輸入軸(8)末端；所述發電機(11)的轉子(10)伸入到單向裝置(9)中。
4.根據權利要求書I所述的一種關節發電裝置，其特征在于:所述的單向裝置(9)為間歇機構或單向軸承。
【專利摘要】本發明公開了一種關節發電裝置，該裝置包括支撐座1、對稱固定在支撐座1兩側壁板上的兩個滑道6、穿過支撐座1上圓形孔12的擺動軸3、與擺動軸3外端相連的擺動桿4、固定在擺動軸3內端的擺動齒輪2、由擺動齒輪2驅動的滑動齒條5、由滑動齒條5驅動的輸入齒輪7、由輸入齒輪7帶動的單向裝置9、由單向裝置9輸出端帶動轉子10的發電機11。該發電裝置可佩戴在膝關節或肘關節處使用，人行走過程中小腿或小臂擺動所產生的機械能轉化為電能后把電能存儲于蓄電裝置中從而向各種用電器供電。本發明攜帶方便且使用壽命長，可以很好地解決便攜式電子產品和可穿戴電子產品供電不足的問題。
【IPC分類】F03G5-06, H02K7-18
【公開號】CN104832383
【申請號】CN201510207373
【發明人】曹自平, 曹增玲, 朱洪波
【申請人】南京郵電大學
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年4月28日