[发明专利]一种用于人体行走能量回收的机械传动发电装置

说明书

本发明公开了一种用于人体行走能量回收的机械传动发电装置，包括同心设置的传动转盘、环形槽轨道和传动轴，所述环形槽轨道内设有固定柱，传动转盘侧部设有一伸入到环形槽轨道内的凸起挡板，所述凸起挡板与固定柱之间一侧的环形槽轨道内设有弹簧，另一侧的环形槽轨道内多层错位排列的滚动体阵列，错位排列的滚动体阵列上方设有上盖板，所述传动轴一端与传动转盘动力传动相连，另一端与发电机相连；本发明利用环形槽轨道内弹簧和错位滚动体阵列的配合有效实现水平方向的往复转动，并通过传动轴带动发电机发电，本装置整体结构紧凑，简单、稳定可靠，十分利于置于鞋底内部收集人体行走时产生的能量转化为机械能，为可穿戴及便携式电子设备供能。

技术领域

本发明属于机械传动发电领域，具体涉及一种用于人体行走能量回收的机械传动发电装置。

背景技术

随着可穿戴便携式电子及医疗设备发展，电池作为这些电子设备唯一的供能单元渐渐不能满足人们长期稳定的供能需求，而直接收集人体运动的机械能并转换为电能则可能逐渐成为可穿戴电子及医疗设备供能的替代技术。人体日常运动产生的机械能最大部分为人体行走的时候产生的机械能，约为67瓦。将这部分能量收集利用可以满足许多可穿戴及便携设备的供能需求。

现有的收集人体行走的能量的技术大致可分为机械齿轮或杆件传动、液压传动、气压传动以及压电陶瓷这几类。相比于压电陶瓷不高于5％的转换效率，机械、液压和气压传动的方式具有更高的能量效率。相比于液压传动和气压传动的装置，机械传动的装置更加简单、集中、稳定可靠。但机械传动的方式(包括齿轮和杠杆)面临的最大问题是：人体行走的时候产生的力很大，但是位移很小，如何有效的将小的位移转化为足够的转动能量来驱动电磁发电机工作是最大的难点。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型机械传动发电装置结构，可以有效的将垂直方向的小位移能量转化为水平方向的旋转运动，并带动电机发电。

为解决上述问题，实现本发明的技术方案是：

一种用于人体行走能量回收的机械传动发电装置，其特征在于：包括同心设置的传动转盘、环形槽轨道和传动轴，所述环形槽轨道内设有固定柱，传动转盘侧部设有一伸入到环形槽轨道内的凸起挡板，所述凸起挡板与固定柱之间一侧的环形槽轨道内设有弹簧，另一侧的环形槽轨道内多层错位排列的滚动体阵列，错位排列的滚动体阵列上方设有上盖板，所述传动轴一端与传动转盘动力传动相连，另一端与发电机相连，当人体行走对上盖板施加压力过程中，错位排列的滚动体阵列散开挤压弹簧，带动传动转盘转动，上盖板压力消失时，传动转盘在弹簧作用下反向转动，传动转盘的转动通过传动轴带动发电机发电。

作为改进，所述环形槽轨道为由圆形腔体内壁、位于圆形腔体内的传动转盘外周和设于传动转盘下方的支撑板形成的槽型轨道。

作为改进，所述传动轴通过轴承安装在支撑板中心处，传动转盘与传动轴固定相连。

作为改进，所述传动转盘与传动轴承之间通过齿轮啮合传动。

作为改进，所述传动转盘中间设有内齿圈，转动轴上部设有从动齿轮，内齿圈通过至少三个行星齿轮与从动齿轮啮合相连。

作为改进，环形槽轨道内为两层错位排列的钢珠阵列或钢柱阵列。

作为改进，所述传动轴与发电机之间设有用于传动缓冲作用的发条或弹片。

作为改进，所述滚动体阵列采用均为表面光滑的空心钢珠或钢柱。

作为改进，所述滚动体阵列中的滚动体选用硬质塑料或陶瓷等材料制成。

作为改进，所述弹簧可替换为具有弹性复位功能的弹片、液压装置、弹性泡沫和弹性塑料中任意一种或几种。

通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：