[发明专利]背戴式四驱人体运动能量采集装置及人体增强装备

说明书

本发明涉及一种背戴式四驱人体运动能量采集装置及人体增强装备，包括人体运动能量发电装置，人体运动能量发电装置固定在人体增强套装背部，人体运动能量发电装置通过腿牵引绳、臂牵引绳与人体增强套装的腿关节以下部位以及手臂部位连接，人体运动能量发电装置包括外罩、底板、传动机构、转动发电盘，底板与人体增强套装固定连接，传动机构安装在底板上，传动机构的输出端连接转动发电盘，转动发电盘上设有永磁体安装环，永磁体安装环上安装有永磁体，外罩内侧对应转动发电盘设有线圈安装环，线圈安装环上安装有线圈；本发明能够提高人体运动能量利用率，减小对人体运动的影响，解决了现有人体能量采集装置输出功率低、对人体运动影响大等问题。

[技术领域]

本发明涉及人体运动能量采集及人机结合技术领域，具体地说是一种背戴式四驱人体运动能量采集装置及人体增强装备。

[背景技术]

微电子器件广泛应用于工业、军事、航空航天、生物医学、环境监测、消费电子等诸多领域。目前，这些设备主要由化学电池供电，其寿命有限且对环境有害。随着新型材料、微纳制造和集成电子等技术的迅速发展，微电子器件所需的能耗显著降低。而人体在进行日常活动时会产生大量的能量消散在环境之中，若能从人体运动俘获生物机械能量，取代传统电池或延长传统电池寿命，为便携式和可穿戴微小机电系统供电，不仅可持续、节能环保，而且可以实现许多自供能的电子器件智能化功能，便捷、可靠。

目前，主要有三种人体运动能量采集方式：脚踏、关节驱动和人体运动激振(基于质心垂直运动的人体运动激励)。其中，脚踏可以产生1.2倍人体重量的作用力，需要综合考虑器件重量、体积以及人体运动的舒适性和安全性。关节驱动力较大，但机械部件需要安置在人体关节部位，长时间佩戴摩擦会对人体造成损伤。人体运动激振复合发电装置可以佩戴在人体耐受部位，比如肩部、臀部等，但人体运动激振比较微弱，发电功率较小。总的来说，国内外关于兼顾人体运动能量采集装置输出功率与人体舒适度研究还较缺乏。

此外，随着社会科技的发展，人们希望通过可穿戴装备增强或增加一些技能，从而提升人们应对特殊环境的能力，尤其是野外环境生存、军事等方面。

[发明内容]

本发明的目的就是要解决上述的不足而提供一种背戴式四驱人体运动能量采集装置及人体增强装备，能够显著提高人体运动能量利用率，尽可能的减小了对人体运动的影响，解决了现有人体能量采集装置输出功率低、对人体运动影响大等问题。

为实现上述目的设计一种背戴式四驱人体运动能量采集装置及人体增强装备，包括人体运动能量发电装置1、人体增强套装2、腿牵引绳3和臂牵引绳4，所述人体运动能量发电装置1固定在人体增强套装2背部，所述人体运动能量发电装置1通过腿牵引绳3与人体增强套装2的腿关节以下部位连接，所述人体运动能量发电装置1通过臂牵引绳4与人体增强套装2的手臂部位连接，所述人体运动能量发电装置1包括外罩6、底板7、传动机构8、转动发电盘9，所述底板7与人体增强套装2固定连接，所述底板7与外罩6之间形成用于容纳传动机构8、转动发电盘9的空腔，所述传动机构8安装在底板7上，所述传动机构8的输入端连接腿牵引绳3和臂牵引绳4，所述腿牵引绳3和臂牵引绳4在人体关节运动时被拉动，并驱动传动机构8，所述传动机构8的输出端连接转动发电盘9，所述转动发电盘9在传动机构8的带动下做旋转运动，所述转动发电盘9上设有永磁体安装环10，所述永磁体安装环10上安装有永磁体11，所述外罩6内侧对应转动发电盘9设有线圈安装环12，所述线圈安装环12上安装有线圈13。

进一步地，所述腿牵引绳3、臂牵引绳4均穿设于导引套筒5内，所述导引套筒5设置在人体增强套装2上。

进一步地，所述传动机构8设置有四套，四套传动机构8沿圆周阵列式安装在底板7上。

进一步地，所述人体增强套装2的手臂部位设置有放电头14，所述放电头14通过电控模板控制电压输出。