[發明專利]一種用于人體行走能量回收的機械傳動發電裝置

有效

• 申請號: 201810217835.0
• 申請日: 2018-03-16
• 公開（公告）號: CN108518323B
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發明（設計）人: 張華濤;劉抗
• 申請（專利權）人: 張華濤
• 主分類號: F03G5/00
• 分類號: F03G5/00;F03G1/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

本發明公開了一種用于人體行走能量回收的機械傳動發電裝置，包括同心設置的傳動轉盤、環形槽軌道和傳動軸，所述環形槽軌道內設有固定柱，傳動轉盤側部設有一伸入到環形槽軌道內的凸起擋板，所述凸起擋板與固定柱之間一側的環形槽軌道內設有彈簧，另一側的環形槽軌道內多層錯位排列的滾動體陣列，錯位排列的滾動體陣列上方設有上蓋板，所述傳動軸一端與傳動轉盤動力傳動相連，另一端與發電機相連；本發明利用環形槽軌道內彈簧和錯位滾動體陣列的配合有效實現水平方向的往復轉動，并通過傳動軸帶動發電機發電，本裝置整體結構緊湊，簡單、穩定可靠，十分利于置于鞋底內部收集人體行走時產生的能量轉化為機械能，為可穿戴及便攜式電子設備供能。

技術領域

本發明屬于機械傳動發電領域，具體涉及一種用于人體行走能量回收的機械傳動發電裝置。

背景技術

隨著可穿戴便攜式電子及醫療設備發展，電池作為這些電子設備唯一的供能單元漸漸不能滿足人們長期穩定的供能需求，而直接收集人體運動的機械能并轉換為電能則可能逐漸成為可穿戴電子及醫療設備供能的替代技術。人體日常運動產生的機械能最大部分為人體行走的時候產生的機械能，約為67瓦。將這部分能量收集利用可以滿足許多可穿戴及便攜設備的供能需求。

現有的收集人體行走的能量的技術大致可分為機械齒輪或桿件傳動、液壓傳動、氣壓傳動以及壓電陶瓷這幾類。相比于壓電陶瓷不高于5％的轉換效率，機械、液壓和氣壓傳動的方式具有更高的能量效率。相比于液壓傳動和氣壓傳動的裝置，機械傳動的裝置更加簡單、集中、穩定可靠。但機械傳動的方式(包括齒輪和杠桿)面臨的最大問題是：人體行走的時候產生的力很大，但是位移很小，如何有效的將小的位移轉化為足夠的轉動能量來驅動電磁發電機工作是最大的難點。

發明內容

本發明的目的是提供一種新型機械傳動發電裝置結構，可以有效的將垂直方向的小位移能量轉化為水平方向的旋轉運動，并帶動電機發電。

為解決上述問題，實現本發明的技術方案是：

一種用于人體行走能量回收的機械傳動發電裝置，其特征在于：包括同心設置的傳動轉盤、環形槽軌道和傳動軸，所述環形槽軌道內設有固定柱，傳動轉盤側部設有一伸入到環形槽軌道內的凸起擋板，所述凸起擋板與固定柱之間一側的環形槽軌道內設有彈簧，另一側的環形槽軌道內多層錯位排列的滾動體陣列，錯位排列的滾動體陣列上方設有上蓋板，所述傳動軸一端與傳動轉盤動力傳動相連，另一端與發電機相連，當人體行走對上蓋板施加壓力過程中，錯位排列的滾動體陣列散開擠壓彈簧，帶動傳動轉盤轉動，上蓋板壓力消失時，傳動轉盤在彈簧作用下反向轉動，傳動轉盤的轉動通過傳動軸帶動發電機發電。

作為改進，所述環形槽軌道為由圓形腔體內壁、位于圓形腔體內的傳動轉盤外周和設于傳動轉盤下方的支撐板形成的槽型軌道。

作為改進，所述傳動軸通過軸承安裝在支撐板中心處，傳動轉盤與傳動軸固定相連。

作為改進，所述傳動轉盤與傳動軸承之間通過齒輪嚙合傳動。

作為改進，所述傳動轉盤中間設有內齒圈，轉動軸上部設有從動齒輪，內齒圈通過至少三個行星齒輪與從動齒輪嚙合相連。

作為改進，環形槽軌道內為兩層錯位排列的鋼珠陣列或鋼柱陣列。

作為改進，所述傳動軸與發電機之間設有用于傳動緩沖作用的發條或彈片。

作為改進，所述滾動體陣列采用均為表面光滑的空心鋼珠或鋼柱。

作為改進，所述滾動體陣列中的滾動體選用硬質塑料或陶瓷等材料制成。

作為改進，所述彈簧可替換為具有彈性復位功能的彈片、液壓裝置、彈性泡沫和彈性塑料中任意一種或幾種。

通過本發明所構思的以上技術方案與現有技術相比，主要具備以下的技術優點：