本實(shí)用新型屬于能量回收存儲(chǔ)裝置，具體的說是一種人體動(dòng)能回收及存儲(chǔ)裝置。

背景技術(shù)：

隨著科技的發(fā)展,現(xiàn)代社會(huì)生活中充斥著各種隨身攜帶的電子設(shè)備,例如智能手機(jī)、智能手表、平板電腦等,這些電子設(shè)備的能源供給主要來自電池。雖然電池技術(shù)已經(jīng)取得了長足進(jìn)步,但電池的電容量仍然限制著這些電子設(shè)備的使用。雖然充電寶可以一定程度上解決這些電子設(shè)備供電的問題，但是充電寶本身也是一種能源消耗，無法從本質(zhì)上解決這些電子設(shè)備的供電問題。同時(shí)隨著人們生活節(jié)奏的不斷加快，我們不停奔波在上班上學(xué)的路上。我們?cè)谛凶?，健身等運(yùn)動(dòng)的時(shí)候有很多能量被我們?cè)跓o形中揮霍。如果我們可以把這些能量收集起來轉(zhuǎn)化成我們需要的電能，用來為我們的手機(jī)，平板電腦等電子設(shè)備進(jìn)行充電，無疑對(duì)我們的生活帶來極大的便利。此外，充分利用人體在日常行為中所消耗的能量，符合當(dāng)今時(shí)代可持續(xù)發(fā)展的主題。

目前在能量回收領(lǐng)域很多人有一定的研究，但是關(guān)于人體動(dòng)能回收存儲(chǔ)的專利卻很少。目前此方面的專利有中國專利公告號(hào)為CN105003401A，發(fā)明專利名稱為《人體腿部運(yùn)動(dòng)能量收集裝置》，此專利雖然可以將人體腿部擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)從而進(jìn)行發(fā)電，但是該裝置只能在小腿下落階段發(fā)揮作用，動(dòng)能回收效率低；中國專利公告號(hào)為CN102868319A，發(fā)明專利名稱為《基于人體運(yùn)動(dòng)能量的能量回收及利用裝置》，此專利采用壓電陶瓷片作為發(fā)電裝置，但是壓電陶瓷片所產(chǎn)生的電流具有瞬時(shí)性，而且瞬時(shí)電壓很大，并不適合用作產(chǎn)能裝置，而且此專利沒有敘述如何收集這種瞬時(shí)高電壓的電能。而且該專利采用無線的方式輸電，這種輸電方式能量衰減快、效率低，不適合人體運(yùn)動(dòng)能量的回收。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，能量回收效率高，便攜式的人體動(dòng)能回收并儲(chǔ)存的裝置，解決了現(xiàn)有人體動(dòng)能回收存儲(chǔ)裝置的上述不足。

本實(shí)用新型技術(shù)方案結(jié)合附圖說明如下：

一種人體動(dòng)能回收及存儲(chǔ)裝置，該存儲(chǔ)裝置包括運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換單元、發(fā)電單元、穩(wěn)壓單元、能量儲(chǔ)存單元和固定單元；其中所述的發(fā)電單元和穩(wěn)壓單元固定在運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換單元的上方；所述的發(fā)電單元和穩(wěn)壓單元通過導(dǎo)線相連接；所述的固定單元粘接在運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換單元和能量儲(chǔ)存單元的下方；所述的能量儲(chǔ)存單元分別通過鋼絲繩和USB數(shù)據(jù)線與運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換單元和穩(wěn)壓單元連接；所述的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換單元和發(fā)電單元固定在人體的小腿上，所述的能量儲(chǔ)存單元固定在人體的大腿上。

所述的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換單元包括下蓋2、回位彈簧4、雙側(cè)齒條11、扇形齒輪10、上蓋13、固定螺栓孔8和固定螺栓12；所述的上蓋13設(shè)置在下蓋2的上方通過四個(gè)固定螺栓8和四個(gè)固定螺栓12固定；所述的雙側(cè)齒條11的上下兩端分別設(shè)置有雙側(cè)齒條上連接孔9和雙側(cè)齒條下連接孔5，中間開有長條孔，長條孔的兩側(cè)為齒狀；所述的扇形齒輪10的一側(cè)與長條孔一側(cè)的齒相咬合，所述的扇形齒輪10的另一側(cè)開有孔；所述的下蓋2的下方設(shè)置有彈簧固定柱3；所述的雙側(cè)齒條11一端的雙側(cè)齒條下連接孔5通過回位彈簧4與下蓋2上的彈簧固定柱3連接。

所述的發(fā)電單元包括電磁發(fā)電機(jī)15；所述的電磁發(fā)電機(jī)15通過熱熔膠與發(fā)電機(jī)固定套筒14連接，其下端固定在扇形齒輪10的孔內(nèi)；所述的電磁發(fā)電機(jī)15的上設(shè)置有兩個(gè)接線柱。

所述的穩(wěn)壓單元包括5V穩(wěn)壓器16；所述的5V穩(wěn)壓器16上設(shè)置有兩個(gè)接線柱并且通過導(dǎo)線與電磁發(fā)電機(jī)15上的兩個(gè)接線柱相連接；所述的5V穩(wěn)壓器16的下端固定在上蓋13上；所述的5V穩(wěn)壓器16上還設(shè)置有穩(wěn)壓器工作指示燈17和穩(wěn)壓器輸出USB接口18。

所述的能量儲(chǔ)存單元包括充放式鋰電池20；所述的充放式鋰電池20上設(shè)置有電能輸入指示燈21、電能輸出指示燈26和能量儲(chǔ)存單元連接孔25；所述的能量儲(chǔ)存單元連接孔25與雙側(cè)齒條上連接孔9通過鋼絲繩連接在一起；所述的充放式鋰電池20上設(shè)置有電能輸入U(xiǎn)SB接口23和電能輸出USB接口24；所述的電能輸入U(xiǎn)SB接口23與穩(wěn)壓器輸出USB接口18通過USB數(shù)據(jù)線連接。

所述的固定單元包括運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換綁帶1、運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換單元卡扣6、電池綁帶卡扣19和能量儲(chǔ)存單元卡扣22；所述的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換綁帶1和轉(zhuǎn)換單元卡扣6為一體，粘接在下蓋2的下方，轉(zhuǎn)換單元卡扣6上設(shè)置有運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換單元卡扣孔7；所述的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換綁帶1與運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換單元卡扣6相配合將運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換單元和發(fā)電單元固定在人體的小腿上；所述的電池綁帶卡扣19和能量儲(chǔ)存單元卡扣22為一體，粘接在充放式鋰電池20的下方，電池綁帶卡扣19和能量儲(chǔ)存單元卡扣22相配合將能量儲(chǔ)存單元固定在人體的大腿上。

本實(shí)用新型的有益效果為：

1、本實(shí)用新型的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換單元可以將人體膝關(guān)節(jié)和肘關(guān)節(jié)的擺動(dòng)轉(zhuǎn)化為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而進(jìn)行發(fā)電；

2、本實(shí)用新型的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換單元可以把人體四肢，例如腿部的伸展和收縮兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子單一個(gè)方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而提高了發(fā)電效率；

3、本實(shí)用新型的穩(wěn)壓單元為配有工作指示燈的5V穩(wěn)壓器，方便觀察裝置工作狀態(tài)，并且能夠?yàn)殡娔軆?chǔ)存單元提供穩(wěn)定的電能輸入；

4、電能存儲(chǔ)單元以充放式鋰電池為主體，配以充電指示燈和發(fā)電指示燈，能夠清楚觀測電能存儲(chǔ)單元的工作狀態(tài)，而且改電能存儲(chǔ)單元尺寸小、無記憶性、壽命長；

5、固定單元使用萊卡面料，具有一定的彈性，配合魔術(shù)貼和卡扣的使用，能夠確保該裝置在運(yùn)動(dòng)時(shí)不會(huì)脫落，而且具有一定的舒適性；

6、穩(wěn)壓器的輸出端和電能存儲(chǔ)單元的輸出輸入端都為標(biāo)準(zhǔn)USB接口，便于相關(guān)數(shù)據(jù)線的選擇；

7、能量轉(zhuǎn)換單元采用ABS工程塑料3D打印成型，具有質(zhì)量小強(qiáng)度高的特點(diǎn)，其主體尺寸為110mm*50mm*14mm，體積小便于穿戴。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型中的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換單元的下蓋集成、綁帶和卡扣俯視圖；

圖2為本實(shí)用新型中的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換單元的上蓋集成的俯視圖和局部剖視圖；

圖3為圖2中A—A處剖視圖；

圖4為本實(shí)用新型中的能量存儲(chǔ)單元及電池綁帶卡扣的俯視圖和局部剖視圖；

圖5為圖4中B—B處剖視圖；

圖6為本實(shí)用新型中的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換單元、發(fā)電單元、固定單元和穩(wěn)壓單元的裝配圖；

圖7為本實(shí)用新型中的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換單元、發(fā)電單元、固定單元和穩(wěn)壓單元裝配圖的爆炸圖；

圖8為本實(shí)用新型中的能量存儲(chǔ)單元和固定單元的裝配圖。

圖中：1、運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換單元綁帶；2、運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換單元下蓋；3、回位彈簧固定柱；4、回位彈簧；5、雙側(cè)齒條下連接孔；6、運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換單元卡扣；7、運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換單元卡扣孔；8、固定螺栓孔；9、雙側(cè)齒條上連接孔；10、扇形齒輪；11雙側(cè)齒條；12、固定螺栓；13、運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換單元上蓋；14、發(fā)電機(jī)固定套筒；15、電磁發(fā)電機(jī)；16、5V穩(wěn)壓器；17、穩(wěn)壓器工作指示燈；18、穩(wěn)壓器輸出USB接口；19、能量儲(chǔ)存單元綁帶卡扣；20、充放式鋰電池；21、電能輸入指示燈；22、能量儲(chǔ)存單元卡扣孔；23、電能輸入U(xiǎn)SB接口；24、電能輸出USB接口；25、能量儲(chǔ)存單元連接孔；26電能輸出指示燈。

具體實(shí)施方式

參閱圖1—圖8，一種人體動(dòng)能回收及存儲(chǔ)裝置，該存儲(chǔ)裝置包括運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換單元、發(fā)電單元、穩(wěn)壓單元、能量儲(chǔ)存單元和固定單元；其中所述的發(fā)電單元和穩(wěn)壓單元固定在運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換單元的上方；所述的發(fā)電單元和穩(wěn)壓單元通過導(dǎo)線相連接；所述的固定單元粘接在運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換單元和能量儲(chǔ)存單元的下方；所述的能量儲(chǔ)存單元分別通過鋼絲繩和USB數(shù)據(jù)線與運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換單元和穩(wěn)壓單元連接；所述的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換單元和發(fā)電單元固定在人體的小腿上，所述的能量儲(chǔ)存單元固定在人體的大腿上。

參閱圖1、圖2、圖3，所述的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換單元包括下蓋2、回位彈簧4、雙側(cè)齒條11、扇形齒輪10、上蓋13、第一固定螺栓8和第二固定螺栓12；所述的上蓋13設(shè)置在下蓋2的上方通過四個(gè)固定螺栓孔8和四個(gè)固定螺栓12固定；所述的雙側(cè)齒條11的上下兩端分別設(shè)置有雙側(cè)齒條上連接孔9和雙側(cè)齒條下連接孔5，中間開有長條孔，長條孔的兩側(cè)為齒狀；所述的扇形齒輪10的一側(cè)與長條孔一側(cè)的齒相咬合，所述的扇形齒輪10的另一側(cè)開有孔；所述的下蓋2的下方設(shè)置有彈簧固定柱3；所述的回位彈簧4兩端掛耳分別與回位彈簧固定柱3和雙側(cè)齒條11一端的雙側(cè)齒條下連接孔5相連接，使得雙側(cè)齒條11與運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換單元的下蓋2得以配合。

參閱圖1、圖2，所述的發(fā)電單元包括電磁發(fā)電機(jī)15；電磁式發(fā)電機(jī)15與扇形齒輪10連接并通過發(fā)電機(jī)固定套筒14與運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換單元固定，為保證電磁式發(fā)電機(jī)15與運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換單元連接的可靠性，用熱熔膠將電磁式發(fā)電機(jī)15與發(fā)電機(jī)固定套筒14緊密連接；所述的電磁發(fā)電機(jī)15的上設(shè)置有兩個(gè)接線柱。

參閱圖2、圖3，所述的穩(wěn)壓單元包括5V穩(wěn)壓器16；所述的5V穩(wěn)壓器16上設(shè)置有兩個(gè)接線柱并且通過導(dǎo)線與電磁發(fā)電機(jī)15上的兩個(gè)接線柱相連接；所述的5V穩(wěn)壓器16的下端通過熱熔膠固定在上蓋13上；所述的5V穩(wěn)壓器16上還設(shè)置有穩(wěn)壓器工作指示燈17和穩(wěn)壓器輸出USB接口18。

參閱圖1、圖4、圖5、圖8，所述的能量儲(chǔ)存單元包括充放式鋰電池20；所述的充放式鋰電池20上設(shè)置有電能輸入指示燈21、電能輸出指示燈26和能量儲(chǔ)存單元連接孔25；所述的能量儲(chǔ)存單元連接孔25與雙側(cè)齒條上連接孔9通過4mm塑包軟鋼絲繩連接在一起；所述的充放式鋰電池20上設(shè)置有電能輸入U(xiǎn)SB接口23和電能輸出USB接口24；所述的電能輸入U(xiǎn)SB接口23與穩(wěn)壓器輸出USB接口18通過USB數(shù)據(jù)線連接。能量存儲(chǔ)單元在充電時(shí)電能輸入指示燈21閃爍，當(dāng)能量存儲(chǔ)單元的電能存滿時(shí)電能輸入指示燈21常亮；當(dāng)電能存儲(chǔ)單元輸出電能時(shí)，電能輸出指示燈26常亮，當(dāng)充放式鋰電池20電量低時(shí)，電能輸出指示燈26閃爍。

參閱圖4、圖6、圖7、圖8，所述的固定單元包括運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換綁帶1、運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換單元卡扣6、電池綁帶卡扣19和能量儲(chǔ)存單元卡扣22；所述的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換綁帶1和轉(zhuǎn)換單元卡扣6為一體，粘接在下蓋2的下方，轉(zhuǎn)換單元卡扣6上設(shè)置有運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換單元卡扣孔7；所述的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換綁帶1與運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換單元卡扣6相配合將運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換單元和發(fā)電單元固定在人體的小腿上；所述的電池綁帶卡扣19和能量儲(chǔ)存單元卡扣22為一體，粘接在充放式鋰電池20的下方，電池綁帶卡扣19和能量儲(chǔ)存單元卡扣22相配合將能量儲(chǔ)存單元固定在人體的大腿上。小腿和大腿的固定位置的選擇以人體直立時(shí)鋼絲繩一繃緊為標(biāo)準(zhǔn)。

本實(shí)用新型可用于回收儲(chǔ)存膝關(guān)節(jié)和肘關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的動(dòng)能，膝關(guān)機(jī)和肘關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)方式類似，現(xiàn)以膝關(guān)節(jié)作為舉例說明。

本實(shí)用新型具體原理如下：人在行走時(shí)，小腿先向上運(yùn)動(dòng)，再向下運(yùn)動(dòng)。過程(1)：當(dāng)小腿向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，小腿與大腿的夾角變小，小腿的固定位置與大腿的固定位置的直線距離變短，連接的鋼絲繩有繃緊狀態(tài)變?yōu)榉潘蔂顟B(tài)，回位彈簧4由拉伸狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槭湛s狀態(tài)，在回位彈簧4的帶動(dòng)下雙側(cè)齒條11在運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換單元下蓋2內(nèi)滑動(dòng)，雙側(cè)齒條11的一側(cè)齒帶動(dòng)扇形齒輪10向一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而使得電磁式發(fā)電機(jī)15的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，穩(wěn)壓器工作指示燈17亮，電能輸入指示燈21閃爍，從而完小腿向上運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能回收和存儲(chǔ)的一個(gè)歷程；過程(2)：當(dāng)小腿向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，大腿和小腿間的夾角變大，小腿的固定位置與大腿的固定位置的直線距離變長，連接的鋼絲繩有放松狀態(tài)變?yōu)榭嚲o狀態(tài)，鋼絲繩拽動(dòng)雙側(cè)齒條11在運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換單元下蓋2內(nèi)滑動(dòng)，使得雙側(cè)齒條11的另一側(cè)齒帶動(dòng)扇形齒輪10向過程(1)中的同一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而使得電磁式發(fā)電機(jī)15的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，穩(wěn)壓器工作指示燈17亮，電能輸入指示燈21閃爍，從而完成小腿向下運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能回收和儲(chǔ)存的一個(gè)歷程。從過程(1)和過程(2)可以看出無論是小腿的向上運(yùn)動(dòng)還是小腿的向下運(yùn)動(dòng)，即在人運(yùn)動(dòng)時(shí)，電磁式發(fā)電機(jī)15的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向不變，即產(chǎn)生的電流方向不發(fā)生改變，從而將人體運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)能穩(wěn)定高效的回收儲(chǔ)存。