運動能量采集行軍背包的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種行走能量采集發電裝置，特別涉及一種通過發電裝置和背包的組合，將人體背負背包運動所產生的自然振動能量轉換為電能，并存儲和釋放電能的裝置。
【背景技術】
[0002]近年來，數碼產品尤其是移動數碼設備盛行，給人們的生活工作帶來了極大的便利，也促進了生產力的發展。但是移動數碼設備的電池一直沒有突破性進展，電量不足的問題成為妨礙人們使用移動數碼設備的最大阻力。各種移動電源應運而生，但大多數移動電源都需要提前充電，而且充電時間較長，期間耗電量較大。因此有一些移動電源主打充電便利性，利用太陽能或者各種機械能充電。太陽能充電受制于天氣狀況，以及充電過程中的發熱問題，使用情景受限。
[0003]據檢索，目前已有將行走能量采集發電的背包裝置，如公開號為CN201173169Y的中國專利申請公開了一種背包式發電裝置，包括一發電模塊、一發電機及一背包，發電模塊由二組加速齒輪與一齒條所組成，發電模塊與發電機的整體結構組合于背包背帶上，背負背包行走時產生的自然上下律動，令發電機發電。
[0004]又如公開號CN102562498A的中國專利申請公開了一種懸掛運動式發電裝置和包含該裝置的背包，其包括懸掛于運動體上的懸掛單元、獲取運動體活動或運動過程中產生的運動動能的緩沖單元、用于傳遞所述運動動能的傳動單元，以及發電單元，傳動單元將緩沖單元獲取的運動動能傳遞至發電單元，發電單元將傳動單元傳遞的運動動能轉化為電會K。
[0005]上述兩種對行走能量采集發電背包的技術方案均存在不足之處，第一種技術方案的裝置過于微小，其發電量只能在一個非常微小的量級，且該裝置對于裝配精度的要求高，導致制造成本高，并易出現齒輪錯位等故障；另外該裝置沒有能量存儲模塊和電壓穩定模塊，發出來的電能既不能儲存也不能直接利用。第二種技術方案的裝置利用懸掛體運動發電，會增加行走過程中的顛簸，影響背包的舒適性，而懸掛體本身具有不小的重量，增加人體行動負擔，造成得不償失的困擾。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型所要解決的技術問題，就是針對現有技術行走能量采集發電背包存在的問題，提供一種運動能量采集行軍背包，采集人體運動能量進行發電。
[0007]本實用新型解決所述技術問題采用的技術方案是，運動能量采集行軍背包，包括安裝在背包中的發電機、傳動裝置、和電源管理模塊，所述傳動裝置與發電機連接，帶動發電機發電，所述發電機與電源管理模塊連接，所述電源管理模塊與輸出端連接，其特征在于，所述傳動裝置由底板、夾板、扇形齒條和杠桿構成，所述底板和夾板通過旋轉軸連接，所述旋轉軸上裝有扭簧，所述扭簧兩端分別與底板和夾板連接，所述杠桿一端與夾板連接，另一端與扇形齒條連接，所述扇形齒條與發電機齒輪嚙合，所述發電機齒輪固定在發電機軸上。
[0008]本實用新型的技術方案，利用杠桿原理放大人體行進過程中產生的微小振動，能夠充分發揮背包長度的優勢，以扇形齒條直接將杠桿的往復運動轉換為發電機的轉動，大大減少了傳動過程的中間環節，降低了能量損耗，極大地簡化了傳動裝置的結構，降低了背包重量和生產成本，提高了發電效率。
[0009]進一步的，所述發電機齒輪裝有單向離合器。
[0010]本方案采用單向離合器將發電機轉動方向固定到一個方向，使發電機旋轉更均勾，可以減少反電動勢的影響，進一步提尚發電效率。
[0011]具體的，所述電源管理模塊包括整流器、充電控制器和蓄電池，所述整流器與發電機連接，所述充電控制器與整流器連接，所述蓄電池與充電控制器連接。
[0012]本方案進一步完善了發電背包的功能，并且可以通過充電控制器調整輸出電壓，以提尚適應性。
[0013]優選的，所述輸出端為USB接口。
[0014]采用USB接口作為輸出端，可以適應大多數移動數碼設備的充電接口。
[0015]推薦的，所述背包為雙肩包。
[0016]本方案采用雙肩包作為載體，可以提供足夠的空間容納發電裝置，并可以安裝較大的發電機，以獲得更大的輸出電能。
[0017]具體的，所述底板和夾板安裝在所述雙肩包底部，所述發電機安裝在雙肩包頂部。
[0018]本方案充分發揮了雙肩包的長度優勢，可以采用較長的杠桿，增加扇形齒條的運動行程，可以獲得更大的電能輸出。
[0019]具體的，所述底板和發電機固定在背包背板上。
[0020]本方案采用硬質薄板作為背包背板，將底板和發電機固定在背包背板上，既便于安裝，也可以提高背包的舒適性。
[0021]本實用新型的有益效果是，能夠將人體背負背包時行走所產生的自然振動，轉換為電能。具有結構簡單、成本低、發電效率高、安全可靠和兼顧舒適性的特定。
[0022]下面結合附圖及實施例，詳細描述本實用新型的技術方案。
【附圖說明】
[0023]圖1是實施例的結構示意圖；
[0024]圖2是發電機、傳動裝置、和電源管理模塊裝配結構示意圖；
[0025]圖3是扇形齒條與發電機連接關系示意圖；
[0026]圖4是底板和夾板連接關系不意圖。
實施例
[0027]參見圖1?4。本例運動能量采集行軍背包，采用雙肩包5作為發電整體，雙肩包5中安裝有發電機1、傳動裝置和電源管理模塊4。傳動裝置與發電機I連接，將行走運動產生振動轉換為動能，帶動發電機發電，參見圖1和圖2。發電機I輸出的電能輸入電源管理模塊進行處理，然后通過與電源管理模塊連接的輸出端輸出電能。本例傳動裝置結構如圖2所示，由底板7、夾板6、扇形齒條30和杠桿3構成。底板7和夾板6安裝在雙肩包5的底部，發電機I通過支架11安裝在雙肩包5的頂部，底板7和支架11都固定在雙肩包5的的塑料背板9上。整個傳動裝置由隔離帶12隔離，使傳動裝置在空間上與背包保持獨立。這種布局結構最大長度發揮了雙肩包的長度優勢，可以增加杠桿3和扇形齒條30的長度，提高發電機轉速和發電能力。如圖4所示，底板7和夾板6通過旋轉軸80連接，旋轉軸80上裝有扭簧8，扭簧80兩端分別與底板7和夾板6連接，杠桿3末端與夾板6連接頂端連接扇形齒條30，扇形齒條30與發電機齒輪2嚙合，發電機齒輪2固定在發電機I軸上。當人體背負背包運動時，壓縮扭簧8使底板7和夾板6構成的合頁一開一合的運動，通過杠桿3連接的扇形齒條30帶動發電機I旋轉發電，參見圖3。發電機I輸出的電能通過導線連接到電源管理模塊4，經過處理后由USB輸出端10輸出。本例電源管理模塊4包括整流器、充電控制器和蓄電池，整流器與發電機I連接，對發電機I輸出的交流電進行整流，然后通過充電控制器向蓄電池充電，將電能儲存起來。當USB輸出端10連接移動數碼設備進行充電時，充電控制器可以將蓄電池存儲的電能轉換為標準的5V電壓輸出，對數碼設備進行充電。本例中發電機齒輪裝有單向離合器，可以將扇形齒條的來回往復運動，轉換成發電機的連續單向轉動，有利于提尚發電效率。
【主權項】
1.運動能量采集行軍背包，包括安裝在背包中的發電機、傳動裝置、和電源管理模塊，所述傳動裝置與發電機連接，帶動發電機發電，所述發電機與電源管理模塊連接，所述電源管理模塊與輸出端連接，其特征在于，所述傳動裝置由底板、夾板、扇形齒條和杠桿構成，所述底板和夾板通過旋轉軸連接，所述旋轉軸上裝有扭簧，所述扭簧兩端分別與底板和夾板連接，所述杠桿一端與夾板連接，另一端與扇形齒條連接，所述扇形齒條與發電機齒輪嚙合，所述發電機齒輪固定在發電機軸上。
2.根據權利要求1所述的運動能量采集行軍背包，其特征在于，所述發電機齒輪裝有單向離合器。
3.根據權利要求1所述的運動能量采集行軍背包，其特征在于，所述電源管理模塊包括整流器、充電控制器和蓄電池，所述整流器與發電機連接，所述充電控制器與整流器連接，所述蓄電池與充電控制器連接。
4.根據權利要求1所述的運動能量采集行軍背包，其特征在于，所述輸出端為USB接□ O
5.根據權利要求1?4任意一項所述的運動能量采集行軍背包，其特征在于，所述背包為雙肩包。
6.根據權利要求5所述的運動能量采集行軍背包，其特征在于，所述底板和夾板安裝在所述雙肩包底部，所述發電機安裝在雙肩包頂部。
7.根據權利要求5所述的運動能量采集行軍背包，其特征在于，所述底板和發電機固定在背包背板上。
【專利摘要】本實用新型涉及一種行走能量采集發電裝置。本實用新型公開了一種運動能量采集行軍背包。本實用新型的運動能量采集行軍背包，包括安裝在背包中的發電機、傳動裝置、和電源管理模塊，所述傳動裝置與發電機連接，帶動發電機發電，所述發電機與電源管理模塊連接，所述電源管理模塊與輸出端連接，其特征在于，所述傳動裝置由底板、夾板、扇形齒條和杠桿構成，所述底板和夾板通過旋轉軸連接，所述旋轉軸上裝有扭簧，所述扭簧兩端分別與底板和夾板連接，所述杠桿一端與夾板連接，另一端與扇形齒條連接，所述扇形齒條與發電機齒輪嚙合，所述發電機齒輪固定在發電機軸上。本實用新型具有結構簡單、成本低、發電效率高、安全可靠和兼顧舒適性的特定。
【IPC分類】A45F3-04, F03G7-08
【公開號】CN204493092
【申請號】CN201520088642
【發明人】張祖濤, 張興田, 李晏君, 羅典媛, 魏玲科, 王海寧, 劉昱崗
【申請人】西南交通大學
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年2月6日