本發(fā)明涉及一種組合式運(yùn)動(dòng)自發(fā)電外套，屬于自發(fā)電設(shè)備領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著現(xiàn)代電子設(shè)備技術(shù)的不斷發(fā)展，人們的生活越來越便利，對(duì)電的需求也越來越大。尤其是移動(dòng)電子設(shè)備的發(fā)展，讓人們對(duì)于電的即需即用方面要求越來越高。

特別是近幾年，因?yàn)槭謾C(jī)使用率的不斷提高，移動(dòng)電源越來越受到大眾的追捧，幾乎每個(gè)出門在外的人都必須攜帶一個(gè)移動(dòng)電源，防止手機(jī)沒電。但現(xiàn)有的移動(dòng)電源存在體積大、質(zhì)量大、不方便隨身攜帶、需要進(jìn)行反復(fù)充電等缺點(diǎn)。另外，雖然移動(dòng)電源的電量可以很大，但電量畢竟有限，仍需要進(jìn)行反復(fù)充電，且充電時(shí)間很長(zhǎng)。因此，急需對(duì)移動(dòng)電源設(shè)備進(jìn)行創(chuàng)新，設(shè)計(jì)一款可以通過運(yùn)動(dòng)發(fā)電的外套。

事實(shí)上，對(duì)人體運(yùn)動(dòng)發(fā)電的研究由來已久，利用壓電材料將人體走路、跑步、跳躍產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為電能的設(shè)想已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，利用人體運(yùn)動(dòng)使膝關(guān)節(jié)的舒張發(fā)電也取得了巨大的進(jìn)展，甚至于用人體運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的汗液作為燃料來發(fā)電的研究也取得了初步的成效。現(xiàn)有發(fā)電外套雖然可以發(fā)電，但大多采用太陽能的方式或是壓電材料，穿著不舒適且很不美觀。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提出一種組合式運(yùn)動(dòng)自發(fā)電外套，通過溫差發(fā)電機(jī)和手環(huán)組合發(fā)電，產(chǎn)生電能，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)手機(jī)或其他移動(dòng)可充電設(shè)備進(jìn)行充電。

實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：一種組合式運(yùn)動(dòng)自發(fā)電外套，包括：衣身、衣袖和衣兜，所述的衣兜縫制在衣身上，所述的衣身前片具有一個(gè)夾層，所述的一種組合式運(yùn)動(dòng)自發(fā)電外套還包括正極線、負(fù)極線、整流器、穩(wěn)壓器、USB充電頭、手環(huán)、若干個(gè)溫差發(fā)電機(jī)、若干個(gè)人力電磁發(fā)電機(jī)及若干根交流電線，所述的衣袖上側(cè)具有夾層，衣身的夾層與衣袖的夾層聯(lián)通，所述的手環(huán)被縫制在衣袖袖口的環(huán)形內(nèi)表面，所述的若干個(gè)人力電磁發(fā)電機(jī)呈環(huán)形陣列形式內(nèi)置并固定在手環(huán)中，所述的若干根交流電線的電力輸入端設(shè)置在手環(huán)內(nèi)部并與若干個(gè)人力電磁發(fā)電機(jī)的電力輸出端連接，若干根交流電線的電力輸出端均與整流器的電力輸入端連接，若干根交流電線的電力輸出端和整流器的電力輸入端均內(nèi)置于衣袖的夾層中，所述的若干個(gè)溫差發(fā)電機(jī)呈矩陣形式分布并固定在衣身夾層內(nèi)靠外部的內(nèi)表面上，所述的正極線的電力輸入端與所有的溫差發(fā)電機(jī)的正極連接，所述的負(fù)極線的電力輸入端與所有的溫差發(fā)電機(jī)負(fù)極連接，同時(shí)正極線和負(fù)極線的電力輸入端還連接整流器的電力輸出端，正極線和負(fù)極線的電力輸出端均固定在衣身夾層內(nèi)的靠外部的內(nèi)表面上，正極線和負(fù)極線的電力輸出端均與穩(wěn)壓器的電力輸入端連接，穩(wěn)壓器的電力輸出端與USB充電頭的電力輸入端連接，所述的USB充電頭及穩(wěn)壓器均設(shè)置在衣兜中。

本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是：本發(fā)明提出的一種組合式運(yùn)動(dòng)自發(fā)電外套，通過溫差發(fā)電機(jī)和手環(huán)組合發(fā)電，產(chǎn)生電能，從而通過USB充電頭實(shí)現(xiàn)對(duì)手機(jī)或其他移動(dòng)可充電設(shè)備進(jìn)行充電，解決人們充電麻煩、攜帶電源不方便的問題，同時(shí)為衣服和手環(huán)賦予了更多的可能性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種組合式運(yùn)動(dòng)自發(fā)電外套的主視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中衣身的側(cè)視剖面圖；

圖3是圖1中A部分的放大圖；

圖4是圖1中B部分的放大圖；

圖5是圖1中C部分的放大圖；

圖6是溫差發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是人力電磁發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是圖3的D部分的放大圖；

其中，1衣身、2衣袖、3衣兜、4溫差發(fā)電機(jī)、5人力電磁發(fā)電機(jī)、6正極線、7負(fù)極線、8交流電線、9整流器、10穩(wěn)壓器、11USB充電頭、12手環(huán)、4-1N型半導(dǎo)體、4-2P型半導(dǎo)體、4-3金屬片、5-1隔片、5-2彈簧、5-3永磁體、5-4金屬線圈。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說明，但并不局限于此，凡是對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍中。

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一：如圖1-圖5、圖8所示，一種組合式運(yùn)動(dòng)自發(fā)電外套，包括：衣身1、衣袖2和衣兜3，所述的衣兜3縫制在衣身1上，所述的衣身1前片具有一個(gè)夾層，所述的一種組合式運(yùn)動(dòng)自發(fā)電外套還包括正極線6、負(fù)極線7、整流器9、穩(wěn)壓器10、USB充電頭11、手環(huán)12、若干個(gè)溫差發(fā)電機(jī)4、若干個(gè)人力電磁發(fā)電機(jī)5及若干根交流電線8，所述的衣袖3上側(cè)具有夾層，衣身1的夾層與衣袖3的夾層聯(lián)通，所述的手環(huán)12被縫制在衣袖2袖口的環(huán)形內(nèi)表面，所述的若干個(gè)人力電磁發(fā)電機(jī)5呈環(huán)形陣列形式內(nèi)置并固定在手環(huán)12中，所述的若干根交流電線8的電力輸入端設(shè)置在手環(huán)12內(nèi)部并與若干個(gè)人力電磁發(fā)電機(jī)5的電力輸出端連接，若干根交流電線8的電力輸出端均與整流器9的電力輸入端連接，若干根交流電線8的電力輸出端和整流器9的電力輸入端均內(nèi)置于衣袖2的夾層中，所述的若干個(gè)溫差發(fā)電機(jī)4呈矩陣形式分布并固定在衣身1夾層內(nèi)靠外部的內(nèi)表面上，所述的正極線6的電力輸入端與所有的溫差發(fā)電機(jī)4的正極連接，所述的負(fù)極線7的電力輸入端與所有的溫差發(fā)電機(jī)4負(fù)極連接，同時(shí)正極線6和負(fù)極線7的電力輸入端還連接整流器9的電力輸出端，正極線6和負(fù)極線7的電力輸出端均固定在衣身1夾層內(nèi)的靠外部的內(nèi)表面上，正極線6和負(fù)極線7的電力輸出端均與穩(wěn)壓器10的電力輸入端連接，穩(wěn)壓器10的電力輸出端與USB充電頭11的電力輸入端連接，所述的USB充電頭11及穩(wěn)壓器10均設(shè)置在衣兜3中。

其中，整流器9用于將有若干交流電線8輸入的交流電整流為直流電并輸出出去。

穩(wěn)壓器10用于將不穩(wěn)定的直流電壓調(diào)整為穩(wěn)定的5V電壓并輸出至USB充電頭。

具體實(shí)施方式二：如圖1-圖2所示，本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式一作出的進(jìn)一步說明，所述的若干個(gè)溫差發(fā)電機(jī)4的數(shù)量為二十個(gè)。

具體實(shí)施方式三：如圖1-圖2所示，本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式二作出的進(jìn)一步說明，所述的若干個(gè)溫差發(fā)電機(jī)4分為四列，位于衣身1左側(cè)兩列共十個(gè)溫差發(fā)電機(jī)4依次串聯(lián)，位于衣身1右側(cè)兩列共十個(gè)溫差發(fā)電機(jī)4也依次串聯(lián)，而后分別并聯(lián)到正極線6和負(fù)極線7上。

具體實(shí)施方式四：如圖3、圖7、圖8所示，本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式一作出的進(jìn)一步說明，每個(gè)所述的人力電磁發(fā)電機(jī)5均包括永磁體5-3、兩個(gè)隔片5-1、兩個(gè)彈簧5-2和若干個(gè)金屬線圈5-4，所述的兩個(gè)彈簧5-2設(shè)置在隔片5-1之間，兩個(gè)彈簧5-2的一端分別與對(duì)應(yīng)的隔片5-1固接，所述的永磁體5-3設(shè)置在兩個(gè)彈簧5-2之間，兩個(gè)彈簧5-2的另一端分別與永磁體5-3連接，所述的若干個(gè)金屬線圈5-4環(huán)繞在永磁體5-3外側(cè)，且若干個(gè)金屬線圈5-4由布置在手環(huán)12內(nèi)的若干根交流電線8固定懸空。

手環(huán)12的發(fā)電原理：基于法拉第電磁感應(yīng)定律，人力電磁發(fā)電機(jī)5可以將人體機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。借助永磁體5-3、若干個(gè)金屬線圈5-4和兩個(gè)彈簧5-2，利用人體機(jī)械能驅(qū)動(dòng)永磁體5-3和若干個(gè)金屬線圈5-4做相對(duì)運(yùn)動(dòng)從而輸出電能?；诶愦味桑總€(gè)人體電磁發(fā)電機(jī)5所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算公式為：

E=nΔΦ/Δt

其中，E為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，n為線圈的匝數(shù)，Δt為時(shí)間變化量，ΔΦ為磁通量變化量。

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小取決于若干個(gè)金屬線圈5-4的磁通量變化率以及若干個(gè)金屬線圈5-4的匝數(shù)，因此，只需提高線圈數(shù)量以及振動(dòng)的頻率就可提高所需的電動(dòng)勢(shì)的輸出量。

具體實(shí)施方式五：如圖3、圖8所示，本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式一作出的進(jìn)一步說明，所述的若干根交流電線8的電力輸入端成對(duì)的連接在每個(gè)金屬線圈5-4上，且同相的若干根交流電線8的輸出端在衣袖2的夾層中擰成一股線，分別連接整流器9的兩相電力輸入端。

具體實(shí)施方式六：如圖1-圖2、圖4-圖5所示，本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式一作出的進(jìn)一步說明，所述的穩(wěn)壓器10為輸出電壓為5V的DC-DC模塊。

具體實(shí)施方式七：如圖1-圖2、圖6所示，本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式一、二或三作出的進(jìn)一步說明，每個(gè)所述的溫差發(fā)電機(jī)4均包括N型半導(dǎo)體4-1、P型半導(dǎo)體4-2和金屬片4-3，所述的N型半導(dǎo)體4-1設(shè)置在衣身1夾層靠外部的內(nèi)表面上，所述的P型半導(dǎo)體4-2設(shè)置在衣身1夾層靠人體一側(cè)的內(nèi)表面上，所述的正極線6的電力輸入端與P型半導(dǎo)體4-1連接，所述的負(fù)極線7的電力輸入端與N型半導(dǎo)體4-2連接。

溫差發(fā)電機(jī)4的原理：衣物通過半導(dǎo)體利用人的體溫發(fā)電，溫差越大，電流越大，變成能量?jī)?chǔ)存起來。溫差發(fā)電機(jī)4源自“澤貝克”效應(yīng)，即兩種不同的金屬連接起來構(gòu)成一個(gè)閉合回路時(shí)，如果兩個(gè)連接點(diǎn)的溫度不一樣，就能產(chǎn)生微小的電壓。通常人體體溫為36攝氏度，若室溫為27攝氏度，便可以產(chǎn)生15毫安的電流。

本發(fā)明的理論計(jì)算為：

外套：假設(shè)人體溫度為37攝氏度，外界溫度為17攝氏度，則開路電壓為0.97V，電流為0.225毫安，功率為0.218W。

手環(huán)：按照人體跑步時(shí)每秒鐘擺動(dòng)2次，人每擺臂一次在最大與最小間變化4次。

設(shè)

由 ，k為一個(gè)比例系數(shù)，我們先假設(shè)k=0.5，B=0.1T，S=8x10^-5m³。N=10000匝。則：

其中，B：磁感應(yīng)強(qiáng)度；S：磁感線通過的面積；N：線圈匝數(shù)；e：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；：磁通量；：時(shí)間變化量；：磁通量變化量。