專利名稱:一種可輔助運(yùn)動的穿戴式人體動能捕獲裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種可輔助運(yùn)動的穿戴式人體動能捕獲裝置，包括兩個(gè)支板、相互嚙合的驅(qū)動齒輪及從動齒輪、加速齒輪組、發(fā)條彈簧及發(fā)電機(jī)，兩個(gè)支板分別固定在通過關(guān)節(jié)相連的兩條肢體上，驅(qū)動齒輪及從動齒輪分別安裝在兩個(gè)支板上，加速齒輪組與發(fā)電機(jī)連接，發(fā)條彈簧的內(nèi)圈與驅(qū)動齒輪連接，發(fā)條彈簧的外圈固定在與驅(qū)動齒輪同一個(gè)支板上，通過關(guān)節(jié)的加速或減速，帶動加速齒輪組驅(qū)動發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能，本實(shí)用新型可以部分地代替肌肉使關(guān)節(jié)的運(yùn)動減速或者加速的功能，因此有效地減少人體生物能的支出。
【專利說明】一種可輔助運(yùn)動的穿戴式人體動能捕獲裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及可再生能源領(lǐng)域，具體涉及一種可輔助運(yùn)動的穿戴式人體動能捕獲裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，可穿戴設(shè)備越來越多地走進(jìn)人們的生活。利用可穿戴式的人體動能捕獲裝置為可穿戴的電子設(shè)備供電也成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)。然而，人體動能捕獲器雖然可以提高穿戴式電子設(shè)備的體驗(yàn)，但是也需要人付出一定的代價(jià)，即人體需要支出額外的一部分生物能。對于正?；顒又芯捅仨毾暮芏囿w力的群體來說，人體動能捕獲器消耗的這部分額外生物能可能會對正常的活動造成很大的影響，因此，有必要尋找一種新的方法，既可以輔助人體的運(yùn)動，減少生物能的支出，同時(shí)還能夠捕獲人體動能。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)與不足，本實(shí)用新型提供一種可輔助運(yùn)動的穿戴式人體動能捕獲裝置。
[0004]本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0005]一種可輔助運(yùn)動的穿戴式人體動能捕獲裝置，包括兩個(gè)支板、相互嚙合的驅(qū)動齒輪及從動齒輪、加速齒輪組、發(fā)條彈簧及發(fā)電機(jī)，所述兩個(gè)支板分別固定在通過關(guān)節(jié)相連的兩條肢體上，所述驅(qū)動齒輪及從動齒輪分別安裝在兩個(gè)支板上，所述從動齒輪驅(qū)動加速齒輪組，所述加速齒輪組與發(fā)電機(jī)連接，所述加速齒輪組、發(fā)電機(jī)及從動齒輪安裝在同一個(gè)支板上，所述發(fā)條彈簧的內(nèi)圈與驅(qū)動齒輪連接，所述發(fā)條彈簧的外圈固定在與驅(qū)動齒輪同一個(gè)支板上。
[0006]所述驅(qū)動齒輪的轉(zhuǎn)軸和關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)軸重合。
[0007]還包括整流調(diào)壓電路。
[0008]一種可輔助運(yùn)動的穿戴式人體動能捕獲的方法，當(dāng)關(guān)節(jié)的運(yùn)動減速時(shí)，關(guān)節(jié)通過驅(qū)動齒輪使發(fā)條彈簧發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形而將動能轉(zhuǎn)化為勢能存儲在發(fā)條彈簧中，發(fā)條彈簧產(chǎn)生反力矩協(xié)作肢體減速；由于肢體帶動兩個(gè)支板做相對運(yùn)動，使得驅(qū)動齒輪帶動從動齒輪，并進(jìn)一步帶動加速齒輪組，最后驅(qū)動發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能，電能存儲在蓄電池中；
[0009]當(dāng)關(guān)節(jié)運(yùn)動加速時(shí)，發(fā)條彈簧釋放勢能轉(zhuǎn)化為動能協(xié)助肢體做加速運(yùn)動，并使得關(guān)節(jié)所連接的兩個(gè)肢體發(fā)生相對運(yùn)動，驅(qū)動齒輪帶動從動齒輪，并進(jìn)一步帶動加速齒輪組，最后驅(qū)動發(fā)電機(jī)廣生電能，電能存儲在蓄電池中。
[0010]本實(shí)用新型的有益效果:
[0011]本實(shí)用新型可以部分地代替肌肉使關(guān)節(jié)的運(yùn)動減速或者加速的功能，因此能夠有效地減少人體生物能的支出，同時(shí)，本實(shí)用新型還捕獲人體動能并轉(zhuǎn)換為電能，可以滿足隨身攜帶的電子產(chǎn)品的供電需求。

【附圖說明】

[0012]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2是本實(shí)用新型應(yīng)用在膝關(guān)節(jié)上的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖中示出:
[0015]1-第一支板，2-驅(qū)動齒輪，3-發(fā)條彈簧，4-從動齒輪，5-加速齒輪組，6_發(fā)電機(jī)，7-第二支板，8-綁帶。

【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。
[0017]實(shí)施例
[0018]如圖1、2所示，一種可輔助運(yùn)動的穿戴式人體動能捕獲裝置，包括兩個(gè)支板，分別為第一支板I及第二支板7，所述第一、第二支板分別固定在通過膝關(guān)節(jié)相連接的大腿及小腿部分，具體通過綁帶8固定，并可隨著關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動而作相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，其旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸與關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)軸重合。
[0019]本裝置還包括相互嚙合的驅(qū)動齒輪2及從動齒輪4、加速齒輪組5、發(fā)條彈簧3及發(fā)電機(jī)6，第一、第二支板分別設(shè)有驅(qū)動齒輪2及從動齒輪4，其中驅(qū)動齒輪2的轉(zhuǎn)軸和關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)軸重合，所述驅(qū)動齒輪2與發(fā)條彈簧3的內(nèi)圈連接，并可以驅(qū)動發(fā)條彈簧3扭轉(zhuǎn)變形，所述發(fā)條彈簧3的外圈固定在與驅(qū)動齒輪2同一條支板上，所述從動齒輪4與加速齒輪組5嚙合，所述加速齒輪組5與發(fā)電機(jī)6連接，通過加速齒輪組5驅(qū)動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動，所述加速齒輪組、發(fā)電機(jī)及從動齒輪安裝在同一個(gè)支板上。
[0020]關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動通過兩個(gè)支板傳遞給嚙合的兩個(gè)齒輪，從動齒輪4與加速齒輪組5嚙合，從而使運(yùn)動加速，最后驅(qū)動發(fā)電機(jī)6轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生電能。
[0021]一種獲得電能的方法，當(dāng)關(guān)節(jié)的運(yùn)動需要減速時(shí)，發(fā)條彈簧在與之固連的齒輪驅(qū)動下發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，把動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能儲存起來，從而產(chǎn)生反力矩，并最終作用到關(guān)節(jié)上，使關(guān)節(jié)減速，此時(shí)裝置可以部分地代替肌肉使關(guān)節(jié)的運(yùn)動減速的功能；當(dāng)關(guān)節(jié)的運(yùn)動需要加速時(shí)，發(fā)條彈簧通過齒輪驅(qū)動關(guān)節(jié)運(yùn)動，此時(shí)裝置部分地代替肌肉驅(qū)動關(guān)節(jié)運(yùn)動的功能，從而減少人運(yùn)動時(shí)的生物能支出。
[0022]當(dāng)關(guān)節(jié)做減速運(yùn)動時(shí)，驅(qū)動齒輪通過從動齒輪和加速齒輪組驅(qū)動發(fā)電機(jī)高速轉(zhuǎn)動，使發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能，同時(shí)產(chǎn)生反力矩，反力矩最終作用在關(guān)節(jié)上，也可以部分地代替肌肉使關(guān)節(jié)的運(yùn)動減速的功能；當(dāng)關(guān)節(jié)做加速運(yùn)動時(shí)，發(fā)條彈簧驅(qū)動關(guān)節(jié)運(yùn)動的同時(shí)還通過從動齒輪和加速齒輪組驅(qū)動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動，從而產(chǎn)生電能。
[0023]發(fā)電機(jī)6在關(guān)節(jié)減速或者加速時(shí)，都會進(jìn)行高速地轉(zhuǎn)動，從而產(chǎn)生電能，所產(chǎn)生的電能通過整流調(diào)壓電路后，儲蓄到蓄電池中，為人體隨身攜帶的電子產(chǎn)品供電。
[0024]上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受所述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種可輔助運(yùn)動的穿戴式人體動能捕獲裝置，其特征在于，包括兩個(gè)支板、相互嚙合的驅(qū)動齒輪及從動齒輪、加速齒輪組、發(fā)條彈簧及發(fā)電機(jī)，所述兩個(gè)支板分別固定在通過關(guān)節(jié)相連的兩條肢體上，所述驅(qū)動齒輪及從動齒輪分別安裝在兩個(gè)支板上，所述從動齒輪驅(qū)動加速齒輪組，所述加速齒輪組與發(fā)電機(jī)連接，所述加速齒輪組、發(fā)電機(jī)及從動齒輪安裝在同一個(gè)支板上，所述發(fā)條彈簧的內(nèi)圈與驅(qū)動齒輪連接，所述發(fā)條彈簧的外圈固定在與驅(qū)動齒輪同一個(gè)支板上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的捕獲裝置，其特征在于，所述驅(qū)動齒輪的轉(zhuǎn)軸和關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)軸重合。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的捕獲裝置，其特征在于，還包括整流調(diào)壓電路。
【文檔編號】F03G5-08GK204283765SQ201420724481
【發(fā)明者】謝龍漢, 蔡明京, 李杰鴻 [申請人]華南理工大學(xué)