本实用新型专利技术提供了一种可穿戴式运动发电储能装置，涉及运动发电技术领域。在塑料外壳和底壳的中部及一侧并列设有两个发电单元，电路板和蓄电池布置在另一侧；发电单元主体呈圆柱状，外壳中部通过轴承与塑料外壳固定，外壳的中央设有铁芯轴，铁芯轴的两端与外壳的两端固定，铁芯轴的中部缠绕铜质线绕制的线圈，线圈外部设有环状永磁体，环状永磁体的上下两端均设有弹簧，弹簧的一端与外壳的端部固结，另一端与环状永磁体的端面固结，两个外壳侧面边缘均开有小孔，通过连接杆相互铰接；两组线圈并联接入整流稳压电路的输入端，整流稳压电路的输出端与蓄电池连接，蓄电池与照明电路和升压供电电路的输入端连接，升压供电电路的输出端与USB接口连接。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及运动发电
，特别涉及一种可穿戴式运动发电技术。
技术介绍
随着信息技术和微电子技术的发展，电子智能设备已经融入了我们的生活，但这些设备的续航能力始终有限，为了确保设备电量的充足，人们出门携带充满电量的移动电源已成常态。而人们在出行、运动时，无时无刻不在输出机械能，如果能将这部分能量通过一种可穿戴式的微型发电装置转化为电能储存起来，既能节省给移动电源充电的电能，又能解决人们急需给电子设备充电的燃眉之急。收集人体机械能的装置主要可以分为压电式、电磁式、静电式3类。静电式振动发电装置需要外加电源对其进行初始充电，限制了其应用范围。压电技术收集人体机械能的装置，发电效率比较低，而且不易于人体穿戴。电磁式振动发电本身实用性强，功率密度高，易于集成，适合于作为回收人体机械能的发电装置。但目前大多数电磁式振动发电装置存在体积大、发电效率低、机械磨损强的缺陷。例如：据检索，目前已有将振动发电能量采集的装置，如公开号为CN104935147A的中国专利申请公开了一种梯形磁轭永磁振动发电装置，由一圆柱形外壳、一个振动轴、四个梯形磁轭、四个线圈、一个弹簧装置所组成。振动轴置于中心且伸出顶盖，四个梯形磁轭固定在圆柱的中心对称分布，线圈缠绕在梯形磁轭当中，弹簧置于外壳底端与振动轴接触，利用振动轴的上下振动发电。又如公开号CN204534160U的中国专利申请公开了一种振动发电手电筒，其包括筒体、发电线圈、永磁动子、整流储能模块、导管、LED灯等。LED灯安装在筒体上端，发电线圈嵌套在导管外侧，永磁振子放在导管内，永磁振子两端连接弹簧，通过手摇振动发电进行照明。上述两种装置对于振动所发电的采集的技术方案均存在不足之处，第一种技术方案的装置振动轴延伸在外面容易使装置受到破坏，仅有下面的弹簧连接也使得它不能收集高频的振动的能量；整个装置的气隙很大漏磁较多，并且体积较大，适用性较小；装置由于没有储能部分，无法把收集到的能量储存下来。第二种装置，结构比较简单，但漏磁通比较多，磁动子的有效行程短，致使其发电效率较低。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种可穿戴式运动发电储能装置，它能有效地解决运动发电的存储问题，装置结构简单、成本低、便携度好、发电效率高、不污染环境。本技术实现其技术目的采用的技术方案是：一种可穿戴式运动发电储能装置，包括运动臂包、塑料外壳和塑料底壳、电路板上设有照明LED灯、电源指示灯、开关和USB接口和蓄电池，在塑料外壳和底壳的中部及一侧并列设有两个发电单元，电路板和蓄电池布置在另一侧；发电单元主体呈圆柱状，外壳中部通过轴承与塑料外壳固定，外壳的中央设有铁芯轴，铁芯轴的两端与外壳的两端固定，铁芯轴的中部缠绕铜质线绕制的线圈，线圈外部设有环状永磁体，环状永磁体的上下两端均设有弹簧，弹簧的一端与外壳的端部固结，另一
端与环状永磁体的端面固结，两个外壳侧面边缘均开有小孔，通过连接杆相互铰接；两组线圈并联接入整流稳压电路的输入端，整流稳压电路的输出端与蓄电池连接，蓄电池与照明电路和升压供电电路的输入端连接，升压供电电路的输出端与USB接口连接。该装置可放置于所述的运动臂包中。本技术的工作过程和原理是：该装置通过臂包固定在人体上。环形永磁体钕铁硼沿铁芯轴方向主要受自身重力以及两端弹簧的弹力作用，当该装置静止时，这三个力处于平衡状态；一旦该装置随着人体运动，原来的受力平衡被打破，发电机两端的弹簧对永磁体的弹力大小发生变化，永磁体在弹力的作用下沿铁芯轴方向振动。同时，当该装置摆动时，两个发电单元在轴承中小幅度转动，使得永磁体在沿铁芯轴方向上产生尽可能大的位移。永磁体与铜质线绕制的线圈的相对位置发生变化，从而引起线圈交链磁链的改变，根据法拉第电磁感应定律，线圈中会产生交变的感应电动势，而且电动势的大小与通过线圈的磁通量随时间的变化率成正比。为了获得较大的电流，该装置将两个线圈并联。线圈两端通过整流稳压电路与电池连接，从而实现储能；电池可为照明电路提供电量，且通过升压电路对MP3、手机等电子设备供电。与现有技术先相比，本技术的有益效果是：一、本技术的发电单元采用永磁体外置式的结构，线圈缠绕于环形永磁体内部，节省材料和减轻重量的同时，能有效地减少漏磁和降低去磁效应，提高发电效率和性能的稳定性，并在一定程度上延长发电单元的使用寿命。二、本技术的发电单元通过转动连接轴与装置外壳连接，巧妙地让两个发电单元随着整个装置的摆动实现小幅度转动，从而带动永磁体直线振动，配合人体惯用运动方式达到更高效的发电效果。三、本技术的发电单元通过将永磁体两端面与弹性构件连接，不仅可以消除永磁体和断面间的机械磨损，使得振动的机械能充分被利用，让永磁体得到来回振动，振动在短时间内连续不间断，从而提高了发电效率。这样，人在做摆臂运动时，如果将本装置安装在手臂上，发电单元与外壳的连接轴可以小幅度转动，使得磁体运动方向在手臂运动方向的分量增大，从而使得发电效率得到提高。同时，装置在振动的工程中，永磁体两端的弹簧起到了增加单位时间磁体切割磁感线次数，并且避免磁体与断面相撞的作用，提高了发电效率，减少了机械损耗。附图说明图1是本技术的结构示意图图2是本技术的一个发电单元的剖视图图3是本技术的运动臂包的配合图图4是本技术的发电电路原理示意图图5是本技术的充电电路原理示意图具体实施方式图1-3示出，本技术的一种具体实施方式是，一种可穿戴式运动发电储能装置，主
要包括运动臂包10、塑料制的外壳1和塑料底壳7、置于塑料外壳1和塑料底壳7内的两个发电单元、电路板11和蓄电池16，在塑料外壳1和塑料底壳7内的中部及一侧分别放置两个发电单元，另一侧的上方放置电路板11，下方放置蓄电池16；其中，电路板11上焊接有照明LED灯12、电源指示灯13、开关14和USB接口15。所述的两个发电单元主体呈圆柱状，结构相同，每个发电单元的构成是：发电单元外壳3一端通过轴承8固定于塑料外壳1后壁上，发电单元外壳内上下弹簧6对称放置，弹簧6的一端固结于发电单元外壳3的顶部，另一端固结于环状永磁体2的端面上，环状永磁体2内置铜质线绕制的线圈5，铜质线绕制的线圈5缠绕于圆柱形铁芯轴4上，铁芯轴4两端与发电单元外壳3固定。两个发电单元外壳3侧面边缘均开有小孔，通过连接杆9相互铰接。本例的铜质线绕制的线圈5并联接入整流稳压电路19的输入端，整流稳压电路19的输出端与蓄电池16连接，蓄电池16与照明电路17和升压供电18的输入端连接，升压压电路的输出端与USB接口15连接。该装置可放置于所述的运动臂包13中。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可穿戴式运动发电储能装置，包括运动臂包(10)、塑料外壳(1)和塑料底壳(7)、电路板(11)上设有照明LED灯(12)、电源指示灯(13)、开关(14)和USB接口(15)和蓄电池(16)，其特征在于：在塑料外壳(1)和底壳(7)的中部及一侧并列设有两个发电单元，电路板(11)和蓄电池(16)布置在另一侧；发电单元主体呈圆柱状，外壳(3)中部通过轴承(8)与塑料外壳(1)固定，外壳(3)的中央设有铁芯轴(4)，铁芯轴(4)的两端与外壳(3)的两端固定，铁芯轴(4)的中部缠绕铜质线绕制的线圈(5)，线圈(5)外部设有环状永磁体(2)，环状永磁体(2)的上下两端均设有弹簧(6)，弹簧(6)的一端与外壳(3)的端部固结，另一端与环状永磁体(2)的端面固结，两个外壳(3)侧面边缘均开有小孔，通过连接杆(9)相互铰接；两组线圈(5)并联接入整流稳压电路(19)的输入端，整流稳压电路(19)的输出端与蓄电池(16)连接，蓄电池(16)与照明电路(17)和升压供电电路(18)的输入端连接，升压供电电路(18)的输出端与USB接口(15)连接。
【技术特征摘要】
1.一种可穿戴式运动发电储能装置，包括运动臂包(10)、塑料外壳(1)和塑料底壳(7)、电路板(11)上设有照明LED灯(12)、电源指示灯(13)、开关(14)和USB接口(15)和蓄电池(16)，其特征在于：在塑料外壳(1)和底壳(7)的中部及一侧并列设有两个发电单元，电路板(11)和蓄电池(16)布置在另一侧；发电单元主体呈圆柱状，外壳(3)中部通过轴承(8)与塑料外壳(1)固定，外壳(3)的中央设有铁芯轴(4)，铁芯轴(4)的两端与外壳(3)的两端固定，铁芯轴(4...
【专利技术属性】
技术研发人员：张祖涛，张兴田，王文睿，张晗，雷雁雄，褚文俊，杨贺淞，张晨昊，胡广地，潘亚嘉，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：新型
国别省市：四川;51
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