本實(shí)用新型涉及健身器材發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種適用于電動(dòng)車充電樁的健身器材發(fā)電蓄能裝置。

背景技術(shù)：

隨著人民生活水平的日益提高,更多的人開(kāi)始熱衷于健身,以保持健康的體魄和滿意的體型。在健身時(shí),人體消耗大量的能量將其轉(zhuǎn)化為健身器材的機(jī)械能，這些能量其實(shí)是很可觀的，將健身器材的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為可為生產(chǎn)、生活所使用的電能,也是對(duì)“低碳生活”的一種響應(yīng)。目前，絕大多數(shù)健身器材的發(fā)電均應(yīng)用于傳統(tǒng)的健身房中，像公園這種健身場(chǎng)所，健身器材多，人流量也大，設(shè)計(jì)一種公園內(nèi)健身器材適用的發(fā)電蓄能裝置，在不影響原有健身設(shè)備正常工作的前提下，利用人們健身的能量來(lái)發(fā)電，既鍛煉了身體，又能將鍛煉中消耗的能量實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)化為電能并蓄之，必將具有廣泛的應(yīng)用市場(chǎng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種健身器材發(fā)電蓄能裝置，其特征在于，由轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)模塊、發(fā)電機(jī)模塊、直流穩(wěn)壓模塊和充電控制模塊組成，其中，所述轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)模塊由健身器材附屬轉(zhuǎn)輪和三級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)組成，用于調(diào)節(jié)健身器材附屬轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)速；所述發(fā)電機(jī)模塊，由稀土永磁交流發(fā)電機(jī)組成；所述直流穩(wěn)壓模塊，由橋式整流濾波電路、電荷匯集器、比較器、基于DC/DCMax5035B芯片和TPS63061芯片的2個(gè)充電管理模塊及其外圍電路組成；所述充電控制模塊由蓄電池、升壓電路和逆變電源組成；所述轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)模塊通過(guò)三級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)使得健身器材附屬轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)速增加，并經(jīng)所述發(fā)電機(jī)模塊進(jìn)行發(fā)電產(chǎn)生8-12V交流電壓傳送至所述直流穩(wěn)壓模塊，所述直流穩(wěn)壓模塊對(duì)8-12V交流電壓進(jìn)行整流、濾波和穩(wěn)壓后將其轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的5V直流電壓輸送至所述充電控制模塊的蓄電池中；所述充電控制模塊將所述蓄電池中的5V直流電轉(zhuǎn)換成220V、50Hz的交流電并供給負(fù)載。本實(shí)用新型可將人在鍛煉過(guò)程中健身器材運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定輸出的電能。

所述轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)模塊中，所述三級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)包括低速調(diào)速器、中速調(diào)速器和高速調(diào)速器，三級(jí)調(diào)速器的結(jié)構(gòu)相同均由行星架、三個(gè)行星輪、太陽(yáng)輪和齒圈組成，且三級(jí)調(diào)速器的增速原理完全一致；以低速調(diào)節(jié)器為例，所述太陽(yáng)輪位于所述低速調(diào)節(jié)器的內(nèi)部中心處，太陽(yáng)輪經(jīng)所述行星架與所述三個(gè)行星輪咬合，所述行星架的三個(gè)支點(diǎn)為所述三個(gè)行星輪的軸中心；所述三個(gè)行星輪均勻分布在所述太陽(yáng)輪的外側(cè)，并與所述低速調(diào)節(jié)器最外側(cè)的齒圈咬合從而形成一個(gè)整體；在所述低速調(diào)速器中，所述健身器材附屬轉(zhuǎn)輪傳遞而來(lái)的力矩經(jīng)所述行星架分流傳遞給三個(gè)行星輪，三個(gè)行星輪在圍繞太陽(yáng)輪公轉(zhuǎn)的同時(shí)也圍繞行星架上的三個(gè)支點(diǎn)進(jìn)行自轉(zhuǎn)，在三個(gè)行星輪傳遞過(guò)來(lái)的力矩作用下太陽(yáng)輪進(jìn)行自轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)健身器材附屬轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速的第一級(jí)增速；所述低速調(diào)節(jié)器中的太陽(yáng)輪連接所述中速調(diào)節(jié)器中的行星架，以便將一級(jí)增速后的扭力矩傳遞到所述中速調(diào)節(jié)器的行星架上，以便進(jìn)行第二級(jí)增速，并依次傳遞給高速調(diào)節(jié)器，完成第三級(jí)增速；第二、三級(jí)增速原理與第一級(jí)增速原理相同；所述高速調(diào)節(jié)器的太陽(yáng)輪連接所述發(fā)電機(jī)模塊中的稀土永磁交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸，從而將三級(jí)增速后的扭力矩傳遞至所述發(fā)電機(jī)模塊上帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。

所述發(fā)電機(jī)模塊中，稀土永磁交流發(fā)電機(jī)的電樞繞組通過(guò)其轉(zhuǎn)軸切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生8-12V交流電動(dòng)勢(shì)，并經(jīng)所述稀土永磁交流發(fā)電機(jī)的整流器整流后輸送至所述直流穩(wěn)壓模塊中。

所述直流穩(wěn)壓模塊中，所述橋式整流濾波電路對(duì)所述發(fā)電機(jī)模塊輸出的初步整流后的電壓再次進(jìn)行整流濾波，之后通過(guò)二極管Q1連接到電荷匯集器C2，防止電荷回流；所述電荷匯集器C2連接由一個(gè)電壓基準(zhǔn)源和2個(gè)比較器A、B組成的比較電路，2個(gè)比較器的輸出端分別連接2個(gè)三極管Q2、Q3的基極，當(dāng)電荷匯集器C2上的電壓高于閾值10V時(shí)則三極管Q2導(dǎo)通，電荷進(jìn)入基于MAX5035芯片的充電管理模塊；當(dāng)電荷匯集器C2上的電壓低于閾值10V時(shí)則三極管Q3導(dǎo)通，電荷進(jìn)入基于TPS6306芯片的充電管理模塊，這樣實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同電壓輸入電荷的分級(jí)；所述DC/DCMAX5035芯片和TPS6306芯片輸入電壓的范圍為7.5V-12V，通過(guò)兩個(gè)芯片的聯(lián)合使用實(shí)現(xiàn)了將8-12V交流電壓轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的5V直流電壓并傳遞給所述充電控制模塊中的蓄電池。

所述充電控制模塊中，所述升壓電路由基于MC34063芯片的電路構(gòu)成，其作用是將存儲(chǔ)在所述蓄電池中的5V直流電升壓為12V直流電輸送至逆變電路使用；所述逆變電源是基于YKDA-BY系列逆變電源，與所述升壓電路連接并將其傳送的12V直流電逆變成220V、50Hz交流電；所述逆變電源采用直流主供的方式，即直流與交流雙輸入，直流優(yōu)先供電、交流備用，即所述蓄電池電量充足時(shí)，所述蓄電池給逆變電源供電，當(dāng)所述蓄電池電量低時(shí)，電網(wǎng)給逆變電源供電，當(dāng)直流斷電后自動(dòng)切換至交流供電。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是所述轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)模塊的結(jié)構(gòu)圖。

圖3是所述直流穩(wěn)壓模塊的結(jié)構(gòu)圖。

在圖1-圖3中，1轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)模塊，2發(fā)電機(jī)模塊，3直流穩(wěn)壓模塊，4充電控制模塊，行星架5，三個(gè)行星輪6，太陽(yáng)輪7，齒圈8。

具體實(shí)施方式

參照?qǐng)D1，一種健身器材發(fā)電蓄能裝置，一種健身器材發(fā)電蓄能裝置，其特征在于，由轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)模塊1、發(fā)電機(jī)模塊2、直流穩(wěn)壓模塊3和充電控制模塊4組成，其中，所述轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)模塊1由健身器材附屬轉(zhuǎn)輪和三級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)組成，用于調(diào)節(jié)健身器材附屬轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)速；所述發(fā)電機(jī)模塊2由稀土永磁交流發(fā)電機(jī)組成；所述直流穩(wěn)壓模塊3由橋式整流濾波電路、電荷匯集器、比較器、基于DC/DCMax5035B芯片和TPS63061芯片的2個(gè)充電管理模塊及其外圍電路組成；所述充電控制模塊4由蓄電池、升壓電路和逆變電源組成；所述轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)模塊1通過(guò)三級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)使得健身器材附屬轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)速增加，并經(jīng)所述發(fā)電機(jī)模塊2進(jìn)行發(fā)電產(chǎn)生8-12V交流電壓傳送至所述直流穩(wěn)壓模塊3，所述直流穩(wěn)壓模塊3對(duì)8-12V交流電壓進(jìn)行整流、濾波和穩(wěn)壓后將其轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的5V直流電壓輸送至所述充電控制模塊4的蓄電池中；所述充電控制模塊4將所述蓄電池中的5V直流電轉(zhuǎn)換成220V、50Hz的交流電并供給負(fù)載。本實(shí)用新型可將人在鍛煉過(guò)程中健身器材運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定輸出的電能。

參照?qǐng)D2，所述轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)模塊1中，所述三級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)包括低速調(diào)速器、中速調(diào)速器和高速調(diào)速器，三級(jí)調(diào)速器的結(jié)構(gòu)相同均由行星架5、三個(gè)行星輪6、太陽(yáng)輪7、和齒圈8組成，且三級(jí)調(diào)速器的增速原理完全一致；以低速調(diào)節(jié)器為例，所述太陽(yáng)輪7位于所述低速調(diào)節(jié)器的內(nèi)部中心處，太陽(yáng)輪7經(jīng)所述行星架5與所述三個(gè)行星輪6咬合，所述行星架5的三個(gè)支點(diǎn)為所述三個(gè)行星輪6的軸中心；所述三個(gè)行星輪6均勻分布在所述太陽(yáng)輪7的外側(cè)，并與所述低速調(diào)節(jié)器最外側(cè)的齒圈8咬合從而形成一個(gè)整體；在所述低速調(diào)速器中，所述健身器材附屬轉(zhuǎn)輪傳遞而來(lái)的力矩經(jīng)所述行星架5分流傳遞給三個(gè)行星輪6，三個(gè)行星輪6在圍繞太陽(yáng)輪7公轉(zhuǎn)的同時(shí)也圍繞行星架5上的三個(gè)支點(diǎn)進(jìn)行自轉(zhuǎn)，在三個(gè)行星輪6傳遞過(guò)來(lái)的力矩作用下太陽(yáng)輪7進(jìn)行自轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)健身器材附屬轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速的第一級(jí)增速；所述低速調(diào)節(jié)器中的太陽(yáng)輪7連接所述中速調(diào)節(jié)器中的行星架5，以便將一級(jí)增速后的扭力矩傳遞到所述中速調(diào)節(jié)器的行星架上，以便進(jìn)行第二級(jí)增速，并依次傳遞給高速調(diào)節(jié)器，完成第三級(jí)增速；第二、三級(jí)增速原理與第一級(jí)增速原理相同；所述高速調(diào)節(jié)器的太陽(yáng)輪7連接所述發(fā)電機(jī)模塊2中的稀土永磁交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸，從而將三級(jí)增速后的扭力矩傳遞至所述發(fā)電機(jī)模塊2上帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。

參照?qǐng)D1，所述發(fā)電機(jī)模塊2中，稀土永磁交流發(fā)電機(jī)的電樞繞組通過(guò)其轉(zhuǎn)軸切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生8-12V交流電動(dòng)勢(shì)，并經(jīng)所述稀土永磁交流發(fā)電機(jī)的整流器整流后輸送至所述直流穩(wěn)壓模塊3中。

參照?qǐng)D3，所述直流穩(wěn)壓模塊3中，所述橋式整流濾波電路對(duì)所述發(fā)電機(jī)模塊2輸出的初步整流后的電壓再次進(jìn)行整流濾波，之后通過(guò)二極管Q1連接到電荷匯集器C2，防止電荷回流；所述電荷匯集器C2連接由一個(gè)電壓基準(zhǔn)源和2個(gè)比較器A、B組成的比較電路，2個(gè)比較器的輸出端分別連接2個(gè)三極管Q2、Q3的基極，當(dāng)電荷匯集器C2上的電壓高于閾值10V時(shí)則三極管Q2導(dǎo)通，電荷進(jìn)入基于MAX5035芯片的充電管理模塊；當(dāng)電荷匯集器C2上的電壓低于閾值10V時(shí)則三極管Q3導(dǎo)通，電荷進(jìn)入基于TPS6306芯片的充電管理模塊，這樣實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同電壓輸入電荷的分級(jí)；所述DC/DCMAX5035芯片和TPS6306芯片輸入電壓的范圍為7.5V-12V，通過(guò)兩個(gè)芯片的聯(lián)合使用實(shí)現(xiàn)了將8-12V交流電壓轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的5V直流電壓并傳遞給所述充電控制模塊4中的蓄電池。

參照?qǐng)D1，所述充電控制模塊4中，所述升壓電路由基于MC34063芯片的電路構(gòu)成，其作用是將存儲(chǔ)在所述蓄電池中的5V直流電升壓為12V直流電輸送至逆變電路使用；所述逆變電源是基于YKDA-BY系列逆變電源，與所述升壓電路連接并將其傳送的12V直流電逆變成220V、50Hz交流電；所述逆變電源采用直流主供的方式，即直流與交流雙輸入，直流優(yōu)先供電、交流備用，即所述蓄電池電量充足時(shí)，所述蓄電池給逆變電源供電，當(dāng)所述蓄電池電量低時(shí)，電網(wǎng)給逆變電源供電，當(dāng)直流斷電后自動(dòng)切換至交流供電。