[发明专利]一种可调振幅的背包负重发电装置

说明书

本发明提出了一种可调振幅的背包负重发电装置，包括一个管状发电原型装置和一个振幅调节盒；管状发电原型装置固连在背包上，该管状发电原型装置伸出的两排钢丝绳穿过背包后背的织布与背包原有的背带连接；振幅调节盒的输入端口与管状发电原型装置的输出端口通过导线连接，该振幅调节盒内部的可调电阻通过旋钮能够手动调节；当可调电阻增大时，电阻尼减小，使背包本身的振幅增大；当可调电阻减小时，电阻尼增大，阻碍钢丝绳运动的电阻尼力增大，使背包本身的振幅减小。本发明可以根据在不同的工况下发电功率需求和额外生物能支出承受程度手动调节电阻尼力的大小，进而改变背包的振幅，以满足个性化需求。

技术领域

本发明涉及可再生能源领域，具体涉及人体负重运动机械能收集并转化为可用电能的一种可调振幅的背包负重发电装置。

背景技术

在现代生活中，虽然交通技术已经取得了长足的发展，但是携带背包负重步行仍是一项必要的活动，如背包客需要背负生存物资在野外远足、军人需要背负武器和电子设备行军。背包的功能也从单一化转向多样性，附加许多电子设备来提供定位、照明等功能。与此同时，许多人体动能捕获器被提出，收集人体动能转化为电能，供电子设备使用。但是，使用人体动能捕获器需要人体支出额外的生物能，在肢体活动幅度大或活动条件受限时会放大生物能消耗，发电效率也受到影响。而在不同的道路工况里、不同的行走速度和负重质量下，对电能的需求和对生物能额外支出的承受程度是不同的。因此，有必要寻找一种新的方法，可以从人体负重步行背包中收集动能发电，还能针对不同的环境工况和人体状态进行振动的振幅调节，以满足不同的需求。根据检索结果，目前还没用与本申请类似的方法或者背包内发电装置用于人体负重步行动能捕获和振幅调节并作为电子设备的供电电源。

发明内容

为解决上述问题，本申请提出了一种可调振幅的背包负重发电装置，该装置可轻松装载于背包上，或从背包上卸下，保证对普通原始背包改动破坏的最小化，并有效地为电子设备提供有效电能。通过调整与发电装置输出端以导线导通的振幅调节盒内可调电阻的阻值，改变发电机产生电阻尼大小，以此手动调节背包振动的振幅，从而保证人体在不同工况下运动的舒适性。

一种可调振幅的背包负重发电装置，包括一个管状发电原型装置和一个振幅调节盒；管状发电原型装置通过卡扣直接连接于原装背包的U型支撑架上。管状发电原型装置伸出的两排钢丝绳穿过背包后背的织布与背包原有背带连接。当人体行走或跑步时，人的质心相对于地面在竖直方向上有规律地上下摆动，形成一定振幅。当背包中管状发电原型装置的钢丝绳通过背带连接在人体肩部后，钢丝绳会随着人体质心上下摆动而拉扯，从而利用人体的运动动能，并通过管状发电原型装置内的发电机旋转转化为电能。振幅调节盒的输入端口与发电装置的输出端口通过导线连接，该振幅调节盒内部的可调电阻通过旋钮可手动调节。当可调电阻增大时，电阻尼减小，管状发电原型装置阻碍钢丝绳运动的电阻尼力减小，从而使背包本身的振幅增大。在这种情况下，瞬时发电功率上升，人体额外消耗的生物能上升；当可调电阻减小时，电阻尼增大，管状发电原型装置阻碍钢丝绳运动的电阻尼力增大，从而使背包本身的振幅减小。在这种情况下，瞬时发电功率下降，人体额外消耗的生物能也随之下降。在正常平路直行时，由于人体行走规律，背包振动对人肢体影响相对更小，因此此时可增大电功率输出，付出少量的额外生物能消耗；在崎岖山路上，由于环境复杂，人体本身会消耗相较平时更多的生物能，背包的振动也会对人的肢体造成负面影响，因此此时可减小电功率输出，保证人体的生物能输出稳定和最小化。

所述U型支撑架上设置有两列用于定位管状发电原型装置的孔位，根据穿戴者的个体身高和需求将管状发电原型装置固定在背包内部的不同高度位置，保证了背包穿戴的舒适性，以及针对负载重物形状大小可适配的能力。