一種可輔助運動的穿戴式人體動能捕獲裝置製造方法
2023-05-21 12:45:41 1
專利名稱:一種可輔助運動的穿戴式人體動能捕獲裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種可輔助運動的穿戴式人體動能捕獲裝置，包括兩個支板、相互嚙合的驅動齒輪及從動齒輪、加速齒輪組、發條彈簧及發電機，兩個支板分別固定在通過關節相連的兩條肢體上，驅動齒輪及從動齒輪分別安裝在兩個支板上，加速齒輪組與發電機連接，發條彈簧的內圈與驅動齒輪連接，發條彈簧的外圈固定在與驅動齒輪同一個支板上，通過關節的加速或減速，帶動加速齒輪組驅動發電機產生電能，本實用新型可以部分地代替肌肉使關節的運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】一種可輔助運動的穿戴式人體動能捕獲裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及可再生能源領域，具體涉及一種可輔助運動的穿戴式人體動能捕獲裝置。
【背景技術】
[0002]隨著科學技術的發展，可穿戴設備越來越多地走進人們的生活。利用可穿戴式的人體動能捕獲裝置為可穿戴的電子設備供電也成為人們關注的熱點。然而，人體動能捕獲器雖然可以提高穿戴式電子設備的體驗，但是也需要人付出一定的代價，即人體需要支出額外的一部分生物能。對於正常活動中就必須消耗很多體力的群體來說，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動，減少生物能的支出，同時還能夠捕獲人體動能。
實用新型內容
[0003]為了克服現有技術存在的缺點與不足，本實用新型提供一種可輔助運動的穿戴式人體動能捕獲裝置。
[0004]本實用新型採用如下技術方案:
[0005]一種可輔助運動的穿戴式人體動能捕獲裝置，包括兩個支板、相互嚙合的驅動齒輪及從動齒輪、加速齒輪組、發條彈簧及發電機，所述兩個支板分別固定在通過關節相連的兩條肢體上，所述驅動齒輪及從動齒輪分別安裝在兩個支板上，所述從動齒輪驅動加速齒輪組，所述加速齒輪組與發電機連接，所述加速齒輪組、發電機及從動齒輪安裝在同一個支板上，所述發條彈簧的內圈與驅動齒輪連接，所述發條彈簧的外圈固定在與驅動齒輪同一個支板上。
[0006]所述驅動齒輪的轉軸和關節的轉軸重合。
[0007]還包括整流調壓電路。
[0008]一種可輔助運動的穿戴式人體動能捕獲的方法，當關節的運動減速時，關節通過驅動齒輪使發條彈簧發生扭轉變形而將動能轉化為勢能存儲在發條彈簧中，發條彈簧產生反力矩協作肢體減速；由於肢體帶動兩個支板做相對運動，使得驅動齒輪帶動從動齒輪，並進一步帶動加速齒輪組，最後驅動發電機產生電能，電能存儲在蓄電池中；
[0009]當關節運動加速時，發條彈簧釋放勢能轉化為動能協助肢體做加速運動，並使得關節所連接的兩個肢體發生相對運動，驅動齒輪帶動從動齒輪，並進一步帶動加速齒輪組，最後驅動發電機廣生電能，電能存儲在蓄電池中。
[0010]本實用新型的有益效果:
[0011]本實用新型可以部分地代替肌肉使關節的運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，本實用新型還捕獲人體動能並轉換為電能，可以滿足隨身攜帶的電子產品的供電需求。
【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型的結構示意圖；
[0013]圖2是本實用新型應用在膝關節上的結構示意圖。
[0014]圖中示出:
[0015]1-第一支板，2-驅動齒輪，3-發條彈簧，4-從動齒輪，5-加速齒輪組，6_發電機，7-第二支板，8-綁帶。
【具體實施方式】
[0016]下面結合實施例及附圖，對本實用新型作進一步地詳細說明，但本實用新型的實施方式不限於此。
[0017]實施例
[0018]如圖1、2所示，一種可輔助運動的穿戴式人體動能捕獲裝置，包括兩個支板，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節相連接的大腿及小腿部分，具體通過綁帶8固定，並可隨著關節的轉動而作相對旋轉運動，其旋轉的轉軸與關節的轉軸重合。
[0019]本裝置還包括相互嚙合的驅動齒輪2及從動齒輪4、加速齒輪組5、發條彈簧3及發電機6，第一、第二支板分別設有驅動齒輪2及從動齒輪4，其中驅動齒輪2的轉軸和關節的轉軸重合，所述驅動齒輪2與發條彈簧3的內圈連接，並可以驅動發條彈簧3扭轉變形，所述發條彈簧3的外圈固定在與驅動齒輪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與發電機6連接，通過加速齒輪組5驅動發電機轉動，所述加速齒輪組、發電機及從動齒輪安裝在同一個支板上。
[0020]關節的轉動通過兩個支板傳遞給嚙合的兩個齒輪，從動齒輪4與加速齒輪組5嚙合，從而使運動加速，最後驅動發電機6轉動，產生電能。
[0021]一種獲得電能的方法，當關節的運動需要減速時，發條彈簧在與之固連的齒輪驅動下發生扭轉變形，把動能轉化為彈性勢能儲存起來，從而產生反力矩，並最終作用到關節上，使關節減速，此時裝置可以部分地代替肌肉使關節的運動減速的功能；當關節的運動需要加速時，發條彈簧通過齒輪驅動關節運動，此時裝置部分地代替肌肉驅動關節運動的功能，從而減少人運動時的生物能支出。
[0022]當關節做減速運動時，驅動齒輪通過從動齒輪和加速齒輪組驅動發電機高速轉動，使發電機產生電能，同時產生反力矩，反力矩最終作用在關節上，也可以部分地代替肌肉使關節的運動減速的功能；當關節做加速運動時，發條彈簧驅動關節運動的同時還通過從動齒輪和加速齒輪組驅動發電機轉動，從而產生電能。
[0023]發電機6在關節減速或者加速時，都會進行高速地轉動，從而產生電能，所產生的電能通過整流調壓電路後，儲蓄到蓄電池中，為人體隨身攜帶的電子產品供電。
[0024]上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式並不受所述實施例的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種可輔助運動的穿戴式人體動能捕獲裝置，其特徵在於，包括兩個支板、相互嚙合的驅動齒輪及從動齒輪、加速齒輪組、發條彈簧及發電機，所述兩個支板分別固定在通過關節相連的兩條肢體上，所述驅動齒輪及從動齒輪分別安裝在兩個支板上，所述從動齒輪驅動加速齒輪組，所述加速齒輪組與發電機連接，所述加速齒輪組、發電機及從動齒輪安裝在同一個支板上，所述發條彈簧的內圈與驅動齒輪連接，所述發條彈簧的外圈固定在與驅動齒輪同一個支板上。2.根據權利要求1所述的捕獲裝置，其特徵在於，所述驅動齒輪的轉軸和關節的轉軸重合。3.根據權利要求1所述的捕獲裝置，其特徵在於，還包括整流調壓電路。
【文檔編號】F03G5-08GK204283765SQ201420724481
【發明者】謝龍漢, 蔡明京, 李傑鴻 [申請人]華南理工大學