[發明專利]一種非線性發電裝置及發電背包

有效

• 申請號: 202110372911.7
• 申請日: 2021-04-07
• 公開（公告）號: CN113027715B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 曹自平;盛高峰
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: F03G7/08
• 分類號: F03G7/08;F03G1/02;A45F3/08;A45F3/06
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 嚴志平

1.一種非線性發電裝置，其特征在于，包括背板、前板、非線性往復振動機構、驅動機構和發電機構；

所述非線性往復振動機構包括與背板連接的錨定架、與前板連接的浮動架、以及連接錨定架和浮動架的若干彎片彈簧；

所述前板連接所述發電機構，所述發電機構連接所述驅動機構，所述驅動機構與背板連接；

基于所述彎片彈簧的非線性特性，所述浮動架帶動前板和發電機構進行非線性往復振動，使驅動機構驅動發電機構發電；

所述彎片彈簧與錨定架的接觸長度隨浮動架向下移動而增大，所述彎片彈簧與錨定架的接觸長度與彈簧剛度遵從如下非線性關系：

其中，F′_x表示接觸長度為x下的彈簧剛度，E為彎片彈簧材料的彈性模量，I為彎片彈簧截面慣性矩，μ為泊松比，l為彎片彈簧長度，x為彎片彈簧與錨定架的接觸長度。

2.根據權利要求1所述的非線性發電裝置，其特征在于，所述浮動架上設有若干均勻分布的凹槽，所述彎片彈簧的一端固定于所述凹槽內，另一端固定于錨定架上。

3.根據權利要求1所述的非線性發電裝置，其特征在于，所述發電機構包括發電機、增速齒輪箱和電能管理模塊，所述增速齒輪箱裝配于發電機上，所述發電機通過壓箍安裝于前板上，所述發電機的電能輸出接口與電能管理模塊連接，所述電能管理模塊對發電機輸出的電能進行整流、穩壓和存儲。

4.根據權利要求3所述的非線性發電裝置，其特征在于，所述驅動機構包括繞繩輪和設于繞繩輪內的單向滾動組件，所述繞繩輪套裝于所述增速齒輪箱的轉軸上，所述繞繩輪在指定旋轉方向上通過單向滾動組件鎖死在轉軸上，在指定旋轉方向的相反方向上進行自由轉動。

5.根據權利要求4所述的非線性發電裝置，其特征在于，所述單向滾動組件為單向軸承、單向離合器或棘輪-棘爪中的一種。

6.根據權利要求4所述的非線性發電裝置，其特征在于，所述繞繩輪上纏繞有若干匝拉繩，所述拉繩的伸出端固定于背板上；當所述繞繩輪在增速齒輪箱的轉軸上進行自由轉動時，所述拉繩進行收卷縮短運動。

7.根據權利要求4所述的非線性發電裝置，其特征在于，所述增速齒輪箱的轉軸上套裝有扭簧，所述扭簧的一端緊固連接在繞繩輪的側面上，另一端緊固連接在增速齒輪箱的殼體上，所述扭簧的旋轉收緊方向與繞繩輪在轉軸上鎖死旋轉的方向相同。

8.一種非線性發電背包，其特征在于，包括權利要求1-7中任一項所述的非線性發電裝置。

9.根據權利要求8所述的非線性發電背包，其特征在于，還包括分離設置的包體和背墊，所述非線性發電裝置的前板與包體緊固連接，所述非線性發電裝置的背板與背墊緊固連接，所述背墊與背帶緊固連接。