[实用新型]一种膝关节驱动的高效双向传动发电装置

说明书

本实用新型公开了一种膝关节驱动的高效双向传动发电装置，涉及膝关节驱动发电技术领域。本实用新型包括外壳，外壳与固定块的一端相连接，外壳与固定块的连接处设置有输入轴，固定块与输入轴固定连接，输入轴与外壳转动连接；外壳的内部还设置有传动组件和电机主体，输入轴与传动组件相连接，输入轴与电机主体通过传动组件传动连接，电机主体的外侧固定有惯性飞轮。本实用新型通过外壳、固定块、输入轴和发电组件的结构配合设计，在装置使用时能够有有效地将膝关节的双向转动转化为单向转动，并且能够有有效解决膝关节状态发生改变时，电机转动出现卡顿影响发电效率的问题。

技术领域

本实用新型属于膝关节驱动发电技术领域，特别是涉及一种膝关节驱动的高效双向传动发电装置。

背景技术

随着社会的不断进步，各种可穿戴电子设备、外骨骼和假肢等迅速发展，而这些设备的电能持续供应是困扰人们的一个问题。当用户需要长时间持续工作或进行户外工作时无法得到及时充电，对于执行户外任务的军人来说，持续的电能供应是其顺利完成任务的重要保障；而为了不影响用户野外活动的灵活性，用户所携带电源的体积和重量都要尽可能的减小，但现有的电池能量密度低、充电时间长、寿命短，无法满足需要。

因此，研究人员为便携式设备探索着可持续的能量供应来解决这些问题。研究表明，人体正常行走时膝关节大约产生67W的功率辅助行走，其中超过一半的功率执行负功，通过采集人体行走时产生的功率，产生的电能完全能够满足便携式设备的电能需求。

目前，现有的膝关节驱动的发电装置主要由三部分组成：1：使用相关装置把膝关节之间的相对转动作为动力源输出到下一装置中。该相关装置包括但不限于：①螺旋弹簧，②柔性绳索，③刚性轴；2：使用放大装置将膝关节输入的动力进行一定程度的放大，当前主流放大装置使用齿轮机构实现；3：使用电机发电；但是，现有关节发电装置存在着无法将膝关节的双向转动转换为单向转动的缺点，现有关节发电装置存在着当膝关节状态发生变化时（如抬腿与蹬腿），电机转动方向发生改变，转动出现卡顿，严重影响发电效率。

为此，本申请提出一种膝关节驱动的高效双向传动发电装置，为上述提出的技术问题提供另一种解决方案。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种膝关节驱动的高效双向传动发电装置，以解决背景技术中所提到的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种膝关节驱动的高效双向传动发电装置，包括外壳，所述外壳与固定块的一端相连接，所述外壳与固定块的连接处设置有输入轴，所述固定块与输入轴固定连接，所述输入轴与外壳转动连接；所述外壳的内部还设置有传动组件和电机主体，所述输入轴与传动组件相连接，所述输入轴与电机主体通过传动组件传动连接，所述电机主体的外侧固定有惯性飞轮。

进一步地，所述传动组件包括第一内轮、第一棘刺、第一棘轮、输出齿轮、传动齿轮、电机齿轮，所述电机主体转动轴与电机齿轮相连接，所述电机齿轮和传动齿轮啮合连接，所述输出齿轮与传动齿轮啮合连接，所述第一棘轮与输出齿轮啮合连接，所述第一内轮位于第一棘轮的上端位置处，所述第一棘刺设置于第一内轮的下端，所述第一内轮通过第一棘刺与第一棘轮配合连接，所述第一棘刺的靠近第一内轮的一端固定有弹性件，所述输入轴与第一内轮啮合连接。

进一步地，所述传动组件还包括第二内轮、第二棘刺、第二棘轮，所述第二内轮、第二棘刺、第二棘轮位于第一内轮、第一棘刺、第一棘轮的一侧位置处，所述第二棘轮与第一棘轮啮合连接，所述第二内轮位于第二棘轮的上端位置处，所述第二棘刺设置于第二内轮的下端，所述第二内轮通过第二棘刺与第二棘轮配合连接，所述第二棘刺的靠近第二内轮的一端也固定有弹性件，所述输入轴与第二内轮啮合连接。

进一步地，所述输入轴、第一内轮、第二内轮、第一棘刺、第二棘刺、第一棘轮、第二棘轮、输出齿轮、传动齿轮、电机齿轮均通过固定轴与外壳转动连接。