本實(shí)用新型涉及一種運(yùn)動能量轉(zhuǎn)換儲能器。

背景技術(shù)：

運(yùn)動能量轉(zhuǎn)換儲能器是基于對人體運(yùn)動產(chǎn)生的動能進(jìn)行利用而轉(zhuǎn)換成電能的裝置，目前在國內(nèi)市場上已經(jīng)開始出現(xiàn)儲能式的健身器材，這些健身器材利用摩擦、電磁阻尼、彈簧彈力、重物升降等方式提供鍛煉時的運(yùn)動阻力。人們利用此類健身器材的時候就能將部分鍛煉做功的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能儲存在所設(shè)計的蓄電裝置內(nèi)，而儲存的電能又能作為照明電源或者手機(jī)充電電源，從而形成了健康鍛煉節(jié)能環(huán)保的良性循環(huán)。

然而，現(xiàn)有的運(yùn)動能量轉(zhuǎn)換儲能器由于結(jié)構(gòu)設(shè)計不夠合理，對人體動能的利用率還不夠高，難以充分實(shí)現(xiàn)電能的有效轉(zhuǎn)換。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種熱循環(huán)吸附氫同位素分離裝置，其具有結(jié)構(gòu)緊湊、安裝與集成方便的特點(diǎn)，以解決現(xiàn)有的運(yùn)動能量轉(zhuǎn)換儲能器結(jié)構(gòu)設(shè)計不夠合理、動能利用率低的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：

一種運(yùn)動能量轉(zhuǎn)換儲能器，包括平衡錘、機(jī)械能采集模塊、發(fā)電機(jī)、蓄電池充電模塊、蓄電池，其中：

平衡錘，安裝在機(jī)械能采集模塊上，用于減少人體運(yùn)動過程中的勢能變化差距；

機(jī)械能采集模塊，與發(fā)電機(jī)連接，用于采集人體運(yùn)動產(chǎn)生的動能，并將其提供給發(fā)電機(jī)；

發(fā)電機(jī)，與蓄電池充電模塊連接，用于將人體運(yùn)動的動能轉(zhuǎn)換電能，并傳輸至蓄電池充電模塊；

蓄電池充電模塊，與蓄電池連接，用于為蓄電池充電，實(shí)現(xiàn)蓄電池對外供電。

更優(yōu)的，所述機(jī)械能采集模塊為懸臂式壓電能量回收儀。

更優(yōu)的，所述發(fā)電機(jī)為微型永磁發(fā)電機(jī)。

更優(yōu)的，所述蓄電池由電芯、電路以及外殼三個部分組成，所述電芯為電量儲存器，所述外殼上設(shè)有與電路相連的蓄電池USB接口和蓄電池電量顯示燈。

更優(yōu)的，所述電芯為鋰電芯或高級鋰聚合物電芯。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果：

(1)本實(shí)用新型的運(yùn)動能量轉(zhuǎn)換儲能器裝置實(shí)現(xiàn)對人體運(yùn)動動能的收集并將其轉(zhuǎn)化成電能，存儲在蓄電池中，蓄電池具有電量顯示裝置，實(shí)現(xiàn)對智能手機(jī)、智能手表、平板電腦的平穩(wěn)充電，五個模塊同時工作共同實(shí)現(xiàn)人體動能到電能的轉(zhuǎn)化，平衡錘在儲能器中的使用是為了減少提升過程中的勢能變化差距，起到平衡作用，可以提高機(jī)械能采集模塊的工作效率，提高永磁發(fā)電機(jī)對人體動能的利用率，節(jié)約部分電能，從而達(dá)到節(jié)能的目的，設(shè)計出健康綠色的產(chǎn)品，也能推動運(yùn)動儲能器的進(jìn)一步發(fā)展。

(2)本實(shí)用新型中的機(jī)械能采集模塊是為了收集人體運(yùn)動產(chǎn)生的動能，并將收集到的動能傳送給發(fā)電機(jī)模塊；發(fā)電機(jī)模塊將機(jī)械能收集模塊收集到的動能轉(zhuǎn)化成電能，是實(shí)現(xiàn)動能到電能的中心環(huán)節(jié)；蓄電池充電模塊是將電動機(jī)產(chǎn)生的電能進(jìn)行收集并存儲到蓄電池中；蓄電池放電模塊是利用蓄電池中存儲的電能，對小型用電器進(jìn)行充電，結(jié)構(gòu)緊湊、安裝與集成方便。

(3)本實(shí)用新型中蓄電池的外殼上設(shè)有與電路相連的蓄電池USB接口和蓄電池電量顯示燈，蓄電池USB接口的設(shè)置既方便了蓄電池與蓄電池充電模塊的連接，又方便了使用，滿足現(xiàn)在電子數(shù)碼產(chǎn)品的使用需求；蓄電池電量顯示燈的設(shè)置便于使用者了解蓄電池電量，避免電量過低或電量過載。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型的具體實(shí)施流程圖。

圖3為運(yùn)動能量轉(zhuǎn)換蓄電池充電過程的工作原理圖。

圖4為運(yùn)動能量轉(zhuǎn)換蓄電池放電過程的工作原理圖。

其中，附圖標(biāo)記對應(yīng)的名稱為：

1-平衡錘機(jī)；2-機(jī)械能采集模塊；3-發(fā)電機(jī)；4-蓄電池充電模塊；5-蓄電池；6-蓄電池電量顯示燈；7-蓄電池USB接口。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖說明和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，本實(shí)用新型的方式包括但不僅限于以下實(shí)施例。

實(shí)施例1

如圖1-圖2所示，一種運(yùn)動能量轉(zhuǎn)換儲能器，包括平衡錘1、機(jī)械能采集模塊2、發(fā)電機(jī)3、蓄電池充電模塊4、蓄電池5，其中：

平衡錘1，安裝在機(jī)械能采集模塊2上，用于減少人體運(yùn)動過程中的勢能變化差距；

機(jī)械能采集模塊2，與發(fā)電機(jī)3連接，用于采集人體運(yùn)動產(chǎn)生的動能，并將其提供給發(fā)電機(jī)3；

發(fā)電機(jī)3，與蓄電池充電模塊4連接，用于將人體運(yùn)動的動能轉(zhuǎn)換電能，并傳輸至蓄電池充電模塊4；

蓄電池充電模塊4，與蓄電池5連接，用于為蓄電池5充電，實(shí)現(xiàn)蓄電池5對外供電。

本實(shí)施例以發(fā)電機(jī)3、蓄電池5為基本原件，通過加入機(jī)械能收集模,2和相關(guān)的充電放電模塊實(shí)現(xiàn)運(yùn)動充電蓄電池的設(shè)計與制作，采用“能量收集模塊設(shè)計→能量接受裝置控制→永磁發(fā)電機(jī)能量轉(zhuǎn)換研究→能量存儲到蓄電池模塊的設(shè)計→電量LED顯示控制→蓄電池放電模塊設(shè)計”的總體技術(shù)路線，利用動能發(fā)電原理、能量傳遞知識和蓄電池充、放電原理實(shí)現(xiàn)運(yùn)動能量轉(zhuǎn)換儲能器的設(shè)計制作，在人們運(yùn)動時將人們產(chǎn)生的動能轉(zhuǎn)化為電能。

本實(shí)施例將采集到的動能轉(zhuǎn)換成電能存儲到蓄電池中，再用該蓄電池對智能手機(jī)、智能手表和平板電腦等進(jìn)行充電，該裝置由平衡錘1、機(jī)械能收集模塊2、發(fā)電機(jī)3、蓄電池充電模塊4和蓄電池5五個模塊組成，具體實(shí)施過程如圖2所示，主要分三步：采集機(jī)械能、機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能、電能存儲到蓄電池并實(shí)現(xiàn)放電功能，首先需要通過傳感器和自供能應(yīng)用設(shè)計出機(jī)械能采集模塊2，機(jī)械能采集模塊2將傳感器、開關(guān)等設(shè)備從線纜和電池的束縛中解放出來，利用自供能的應(yīng)用僅借助機(jī)械能等周圍環(huán)境中的微小能量，即可正常運(yùn)作，從而收集到人體運(yùn)動產(chǎn)生的動能；對發(fā)電機(jī)3進(jìn)行選擇與優(yōu)化、完成蓄電池充電模塊4的設(shè)計，之后對蓄電池5進(jìn)行設(shè)計，蓄電池5包括蓄電池USB接口7、蓄電池電量顯示燈6和用電器充電完成顯示模塊，這五大模塊共同作用實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換儲能器的開發(fā)。

將平衡錘1、機(jī)械能收集模塊2、發(fā)電機(jī)3、蓄電池充電模塊4和蓄電池5五個模塊分別設(shè)計、加工，并裝配成環(huán)狀，然后將其佩戴在人體手臂或小腿部位，就可以采集到人體運(yùn)動產(chǎn)生的動能并實(shí)現(xiàn)動能到電能的轉(zhuǎn)化。

本實(shí)施例的五個模塊同時工作共同實(shí)現(xiàn)人體動能到電能的轉(zhuǎn)化，平衡錘在儲能器中的使用是為了減少提升過程中的勢能變化差距，起到平衡作用，從而達(dá)到節(jié)能的目的，提高發(fā)電機(jī)的效率，提高了動能利用率，解決了現(xiàn)有的運(yùn)動能量轉(zhuǎn)換儲能器結(jié)構(gòu)設(shè)計不夠合理、動能利用率低的問題。

實(shí)施例2

在實(shí)施例1所述的一種運(yùn)動能量轉(zhuǎn)換儲能器的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化，所述機(jī)械能采集模塊2為懸臂式壓電能量回收儀，能有效收集人體運(yùn)動的動能，具體的：懸臂式壓電能量回收儀選用一端固定、另一端自由的方式，其系統(tǒng)最容易獲得最大撓度與柔順系數(shù)，也就比較容易產(chǎn)生彎曲變形；而一端固定支撐，也保證了震動時只會產(chǎn)生彎曲變形，扭轉(zhuǎn)變形極小，因此保證了轉(zhuǎn)化效率；而且懸臂梁系統(tǒng)可以通過在自由端加裝質(zhì)量塊的方式調(diào)節(jié)系統(tǒng)諧振效率，從而可以以最大效率收集到人們運(yùn)動的動能。

實(shí)施例3

在實(shí)施例1所述的一種運(yùn)動能量轉(zhuǎn)換儲能器的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化，所述發(fā)電機(jī)3為微型永磁發(fā)電機(jī)；本實(shí)施例的永磁發(fā)電機(jī)在轉(zhuǎn)子上有磁鐵，靠磁鐵的磁性建立起磁場，當(dāng)人體運(yùn)動產(chǎn)生的動能拖動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，就有了旋轉(zhuǎn)的主磁場，然后靠定子線圈與旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子之間的相對運(yùn)動切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而生成電能；機(jī)械能收集模塊2收集到人體的動能之后，將其傳遞給微型永磁發(fā)電機(jī)，微型永磁發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)動能到電能的轉(zhuǎn)化，根據(jù)能量守恒定律,物體所具有的能量不會憑空增加,也不會憑空減少，動能若減少,則必會轉(zhuǎn)化為其它形式的能量，要轉(zhuǎn)化為電能,動能必減少，△Ek＝W＝Ud,U指電勢差(即電壓)，在運(yùn)動能量轉(zhuǎn)換蓄電池中，人們運(yùn)動的動能通過關(guān)聯(lián)部件帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子不停地旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的力量，帶動發(fā)電機(jī)的相關(guān)配套設(shè)備，把動力轉(zhuǎn)化成電力，從而實(shí)現(xiàn)了動能到電能的轉(zhuǎn)化。

當(dāng)小型永磁發(fā)電機(jī)將動能轉(zhuǎn)化成了電能之后，必須要將產(chǎn)生的電能保存到蓄電池當(dāng)中，本實(shí)施例蓄電池充電工作原理如圖3所示，蓄電池充電時，電池正極與發(fā)動機(jī)電源正極相聯(lián)，電池負(fù)極與發(fā)動機(jī)電源負(fù)極相聯(lián)，充電電源電壓必須高于電池的總電動勢，為了防止反向放電，在充電回路中要加裝一只防反放電二極管，這只二極管的正向電流要大于正常整流電流三倍，如果沒有合適的二極管，也可以用多只并聯(lián)來解決，耐壓大于電池標(biāo)稱電壓三倍以上。

電量保存到蓄電池之后，接下來就要實(shí)現(xiàn)存儲電量的蓄電池對智能手機(jī)、智能手表和平板電腦的充電，同理，我們根據(jù)移動用電器的充電原理，可以參考現(xiàn)在非?；鸨囊苿映潆妼毜脑?，從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)動能量轉(zhuǎn)換蓄電池為移動用電器的充電功能，移動充電寶充電功能原理如圖4所示。

實(shí)施例4

在實(shí)施例1所述的一種運(yùn)動能量轉(zhuǎn)換儲能器的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化，所述蓄電池5由電芯、電路以及外殼三個部分組成，所述電芯為電量儲存器，所述外殼上設(shè)有與電路相連的蓄電池USB接口7和蓄電池電量顯示燈6，在蓄電池上加工出一個USB接口，本實(shí)施例蓄電池USB接口7的設(shè)置既方便了蓄電池與蓄電池充電模塊的連接，又方便了使用，滿足現(xiàn)在電子數(shù)碼產(chǎn)品的使用需求；蓄電池電量顯示燈6的設(shè)置便于使用者了解蓄電池電量，避免電量過低或電量過載。

實(shí)施例5

在實(shí)施例4所述的一種運(yùn)動能量轉(zhuǎn)換儲能器的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化，所述電芯為鋰電芯或高級鋰聚合物電芯，即由電池組成，易于得到，且制造成本低。

上述實(shí)施例僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式之一，不應(yīng)當(dāng)用于限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡在本實(shí)用新型的主體設(shè)計思想和精神上作出的毫無實(shí)質(zhì)意義的改動或潤色，其所解決的技術(shù)問題仍然與本實(shí)用新型一致的，均應(yīng)當(dāng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。