[發明專利]一種膝關節發電裝置

有效

• 申請號: 201711118975.4
• 申請日: 2017-11-14
• 公開（公告）號: CN108071566B
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: 熊蔡華;王晨波;范軍;史浩浩
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: F03G5/06
• 分類號: F03G5/06
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 張建偉;曹葆青

1.一種膝關節發電裝置，其特征在于，包括小腿綁帶(1)、小腿固定板(2)、第一拉繩(3)、運動轉換組件(5)、發電機(6)和大腿綁帶(8)；其中：

所述小腿固定板(2)設有第一拉繩(3)，其兩端各通過一個鋼絲繩張緊裝置(4)和運動轉換組件(5)的第二拉繩(18)的兩端相連；所述鋼絲繩張緊裝置(4)用于使所述第一拉繩(3)、第二拉繩(18)在運動過程中處于張緊狀態；

所述運動轉換組件(5)用于將拉繩正反向的沿繩方向運動轉換為正反旋轉運動；所述運動轉換組件(5)下端設有雙層滑輪，上端設有單層滑輪；所述第二拉繩(18)一頭從下部一側向上引入，在雙層滑輪的一個槽內繞一圈或更多圈后(圈數多的話，摩擦力變大，效率就降低)，向上方單層滑輪引出，上搭單層滑輪槽內后，向下在雙層滑輪的另一個槽繞一圈或更多圈后，向下方另一側引出；兩個滑輪與第二拉繩(18)的組合方式，用于適應腿部較大的屈張范圍；

所述發電機(6)轉軸與運動轉換組件(5)的轉動輸出部件(13)連接，用于接受該組件傳來的轉動機械能；所述發電機(6)用于將機械能轉換為電能并輸出；

所述小腿綁帶(1)與小腿固定板(2)相連，并將其固定在人體小腿處；所述大腿綁帶(8)與運動轉換組件(5)相連，并將其固定在人體大腿上；

工作時，膝關節的屈伸運動帶動所述小腿固定板(2)運動，使其相對于運動轉換組件(5)做往復擺動，拉扯第一拉繩(3)及鋼絲繩張緊裝置(4)，進而拉動第二拉繩(18)產生沿繩方向運動；該沿繩方向運動經過運動轉換組件(5)后，被轉換為高速旋轉運動，進而帶動發電機(6)產生電能。

2.根據權利要求1所述的一種膝關節發電裝置，其特征在于，所述運動轉換組件(5)包括雙層滑輪(9)、滾柱絲桿安裝架(10)、連接塊(11)、滾珠絲桿(12)、轉動輸出部件(13)、上外殼(14)、單層滑輪(15)、下外殼(16)和第二拉繩(18)；其中：

所述上外殼(14)與下外殼(16)，用于安裝和封裝雙層滑輪(9)、滾珠絲桿安裝架(10)、連接塊(11)、滾珠絲桿(12)、轉動輸出部件(13)和單層滑輪(15)；

所述雙層滑輪(9)、滾珠絲桿安裝架(10)與單層滑輪(15)分別安裝在外殼內的下、中、上三個部位；

所述滾珠絲桿(12)安裝在滾珠絲桿安裝架(10)上，滾珠絲桿(12)的螺帽通過連接塊(11)與第二拉繩(18)固定連接，用于接受拉繩運動傳來的機械能；滾珠絲桿(12)的螺桿接轉動輸出部件(13)，用于將滾珠絲桿的輸出轉動進行傳遞；

所述轉動輸出部件(13)與發電機(6)的轉軸固定連接，用于向發電機提供機械能，帶動發電機旋轉發電；

工作時，第二拉繩(18)的沿繩方向運動，通過連接塊(11)帶動滾珠絲桿(12)的螺母做往復直線運動，進而使滾珠絲桿(12)的螺桿產生正反旋轉運動，通過轉動輸出部件(13)傳遞給發電機(6)，使發電機(6)產生電能。

3.根據權利要求1所述的一種膝關節發電裝置，其特征在于，還包括電能轉換器(7)，其與發電機(6)輸出相連，用于對產生的電能進行處理，包括整流和濾波。

4.根據權利要求2所述一種膝關節發電裝置，其特征在于，所述轉動輸出部件(13)為錐齒輪。

5.根據權利要求1所述一種膝關節發電裝置，其特征在于，所述大腿綁帶(8)有兩根，設在運動轉換組件(5)的兩端，使其與大腿上端和大腿下端固定。

6.根據權利要求1-5任一項所述的一種膝關節發電裝置，其特征在于，所述拉繩為鋼絲繩。