[实用新型]便携式发电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种能量转换设备，具体涉及一种便携式发电装置。

背景技术

在野外工作、旅行时通常需要携带手机、MP3、GPS等小功率电器，为了保证这类电器有充足的电力，最常采用的办法是携带大量的电池。电池数量过多既不便于携带，也不便于回收，如随意丢弃则严重污染环境。除此以外还可携带太阳能发电设备，但这类设备局限于天气状况的好坏，当阳光不充足时难以产生电能。基于上述原因，使得急需开发一种环保、方便携带且不易受外界条件制约的便携式发电装置，以供在野外工作、旅行的人使用。

背包是身处野外的人所必不可少的装备。《科学》杂志上曾报道：背有背包的人在走路时会消耗一部分能量以用于背包的上下起伏抖动：当背包向上抖动时，人体的生物能转化为背包的势能；当背包向下抖动时，背包的势能被人体吸收。根据上述原理，如果能将背包下落的势能部分转化电能，就可以直接利用人的行走进行发电，这样就不会因为自然条件的好坏而影响发电。

实用新型内容

本实用新型所解决的技术问题是：提供一种可利用人行走所产生的震动进行发电的便携式发电装置。

解决上述技术问题的技术方案是：便携式发电装置，包括支撑体，支撑体上安装有可震动的摆体、传动机构以及发电机，传动机构的输入端和输出端分别与摆体和发电机传动连接

进一步的是，摆体采用套筒，支撑体上沿竖直方向设置有导轨，套筒套装在导轨上并可沿导轨上下滑动。

进一步的是，套筒的两端分别通过弹簧与支撑体连接。

进一步的是，传动机构采用齿轮齿条副，齿轮齿条副中的齿条与导轨平行并与套筒连接，齿轮齿条副中的齿轮与发电机传动连接。

本实用新型的有益效果是：支撑体安装在背包中，当人在行走时摆体摆动，摆体的机械运动通过传动机构传至发电机使发电机的转轴转动从而产生电能。本实用新型的便携式发电装置通过人的自然行走产生电能，安全环保且携带方便，并且发电过程不易受外界条件的制约，尤其适合野外工作、旅行的人使用。

附图说明

图1为本实用新型便携式发电装置的结构示意图。

图2为图1中A-A向的剖视图。

图3为人行走时背包上下起伏抖动的示意图。

图中标记为：支撑体1，弹簧2，摆体3，套筒3a，齿条4，弹簧5，导轨6，齿轮7，发电机8，背包9。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。

如图1、图2和图3所示的便携式发电装置，包括支撑体1，支撑体1上安装有可震动的摆体3、传动机构以及发电机8，传动机构的输入端和输出端分别与摆体3和发电机8传动连接。该便携式发电装置安装在背包9中，当背包9随人身体运动时会产生震动，震动传至摆体3使摆体3摆动，摆体3的摆动通过传动机构传至发电机使发电机的转轴转动从而产生电能。

传动机构的结构与摆体3的摆动方式相适应，摆体3可采用多种摆动方式，但由于人在行走过程中背包9主要是上下抖动，因此为了达到最佳的发电效能，摆体3最好采用上下摆动的方式。作为使摆体3上下摆动的一种具体结构，摆体3采用套筒3a，支撑体1上沿竖直方向设置有导轨6，套筒3a套装在导轨6上并可沿导轨6上下滑动。这样，当背包9上下抖动时，套筒3a会相对支撑体1在导轨6中上下滑动，并带动传动机构运动最终使发电机8的转轴转动。为了便于套筒3a复位，套筒3a的两端分别通过弹簧2、5与支撑体1连接。

如图1和图2，为了将套筒3a上下运动转化为发电机8转轴的转动，

传动机构可采用齿轮齿条副，齿轮齿条副中的齿条4与导轨6平行并与套筒3a连接，齿轮齿条副中的齿轮7与发电机8传动连接。图2中齿轮7通过二级传动齿轮向发电机8的转轴传递扭矩。此外，传动机构也可采用曲柄摇杆机构，用以将套筒3a的上下往复运动转化为曲轴的转动，进而带动发电机8转轴的转动。

如图3，利用该便携式发电装置，假设身高为175cm、站立时髋距地面约80cm、步幅60cm，迈步频率f为1.5步/s的人在负重10kg正常行走时，则背包9重心的上下位移ΔL约为5.8cm。如果忽略中间损耗，发电功率为P＝m*g*ΔL*f＝10*9.8*0.058*1.5＝8.526W。假设转换率η＝50％，则发电输出功率P1＝P*η＝8.526*0.5＝4.263W。而在普通手机电池的充电电压下(一般为4.2V)，可以提供约1A的电流，可以同时为两块电池充电，或者同时为10节普通5号镍氢电池充电，充电能力不逊色于普通充电器。