一种运动能量转换储能器的制作方法

本实用新型涉及一种运动能量转换储能器。

背景技术：

运动能量转换储能器是基于对人体运动产生的动能进行利用而转换成电能的装置，目前在国内市场上已经开始出现储能式的健身器材，这些健身器材利用摩擦、电磁阻尼、弹簧弹力、重物升降等方式提供锻炼时的运动阻力。人们利用此类健身器材的时候就能将部分锻炼做功的机械能转化为电能储存在所设计的蓄电装置内，而储存的电能又能作为照明电源或者手机充电电源，从而形成了健康锻炼节能环保的良性循环。

然而，现有的运动能量转换储能器由于结构设计不够合理，对人体动能的利用率还不够高，难以充分实现电能的有效转换。

技术实现要素：

针对上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种热循环吸附氢同位素分离装置，其具有结构紧凑、安装与集成方便的特点，以解决现有的运动能量转换储能器结构设计不够合理、动能利用率低的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种运动能量转换储能器，包括平衡锤、机械能采集模块、发电机、蓄电池充电模块、蓄电池，其中：

平衡锤，安装在机械能采集模块上，用于减少人体运动过程中的势能变化差距；

机械能采集模块，与发电机连接，用于采集人体运动产生的动能，并将其提供给发电机；

发电机，与蓄电池充电模块连接，用于将人体运动的动能转换电能，并传输至蓄电池充电模块；

蓄电池充电模块，与蓄电池连接，用于为蓄电池充电，实现蓄电池对外供电。

更优的，所述机械能采集模块为悬臂式压电能量回收仪。

更优的，所述发电机为微型永磁发电机。

更优的，所述蓄电池由电芯、电路以及外壳三个部分组成，所述电芯为电量储存器，所述外壳上设有与电路相连的蓄电池USB接口和蓄电池电量显示灯。

更优的，所述电芯为锂电芯或高级锂聚合物电芯。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

(1)本实用新型的运动能量转换储能器装置实现对人体运动动能的收集并将其转化成电能，存储在蓄电池中，蓄电池具有电量显示装置，实现对智能手机、智能手表、平板电脑的平稳充电，五个模块同时工作共同实现人体动能到电能的转化，平衡锤在储能器中的使用是为了减少提升过程中的势能变化差距，起到平衡作用，可以提高机械能采集模块的工作效率，提高永磁发电机对人体动能的利用率，节约部分电能，从而达到节能的目的，设计出健康绿色的产品，也能推动运动储能器的进一步发展。

(2)本实用新型中的机械能采集模块是为了收集人体运动产生的动能，并将收集到的动能传送给发电机模块；发电机模块将机械能收集模块收集到的动能转化成电能，是实现动能到电能的中心环节；蓄电池充电模块是将电动机产生的电能进行收集并存储到蓄电池中；蓄电池放电模块是利用蓄电池中存储的电能，对小型用电器进行充电，结构紧凑、安装与集成方便。

(3)本实用新型中蓄电池的外壳上设有与电路相连的蓄电池USB接口和蓄电池电量显示灯，蓄电池USB接口的设置既方便了蓄电池与蓄电池充电模块的连接，又方便了使用，满足现在电子数码产品的使用需求；蓄电池电量显示灯的设置便于使用者了解蓄电池电量，避免电量过低或电量过载。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的具体实施流程图。

图3为运动能量转换蓄电池充电过程的工作原理图。

图4为运动能量转换蓄电池放电过程的工作原理图。

其中，附图标记对应的名称为：

1-平衡锤机；2-机械能采集模块；3-发电机；4-蓄电池充电模块；5-蓄电池；6-蓄电池电量显示灯；7-蓄电池USB接口。

具体实施方式

下面结合附图说明和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的方式包括但不仅限于以下实施例。

实施例1

如图1-图2所示，一种运动能量转换储能器，包括平衡锤1、机械能采集模块2、发电机3、蓄电池充电模块4、蓄电池5，其中：

平衡锤1，安装在机械能采集模块2上，用于减少人体运动过程中的势能变化差距；

机械能采集模块2，与发电机3连接，用于采集人体运动产生的动能，并将其提供给发电机3；

发电机3，与蓄电池充电模块4连接，用于将人体运动的动能转换电能，并传输至蓄电池充电模块4；

蓄电池充电模块4，与蓄电池5连接，用于为蓄电池5充电，实现蓄电池5对外供电。

本实施例以发电机3、蓄电池5为基本原件，通过加入机械能收集模,2和相关的充电放电模块实现运动充电蓄电池的设计与制作，采用“能量收集模块设计→能量接受装置控制→永磁发电机能量转换研究→能量存储到蓄电池模块的设计→电量LED显示控制→蓄电池放电模块设计”的总体技术路线，利用动能发电原理、能量传递知识和蓄电池充、放电原理实现运动能量转换储能器的设计制作，在人们运动时将人们产生的动能转化为电能。

本实施例将采集到的动能转换成电能存储到蓄电池中，再用该蓄电池对智能手机、智能手表和平板电脑等进行充电，该装置由平衡锤1、机械能收集模块2、发电机3、蓄电池充电模块4和蓄电池5五个模块组成，具体实施过程如图2所示，主要分三步：采集机械能、机械能转化成电能、电能存储到蓄电池并实现放电功能，首先需要通过传感器和自供能应用设计出机械能采集模块2，机械能采集模块2将传感器、开关等设备从线缆和电池的束缚中解放出来，利用自供能的应用仅借助机械能等周围环境中的微小能量，即可正常运作，从而收集到人体运动产生的动能；对发电机3进行选择与优化、完成蓄电池充电模块4的设计，之后对蓄电池5进行设计，蓄电池5包括蓄电池USB接口7、蓄电池电量显示灯6和用电器充电完成显示模块，这五大模块共同作用实现能量转换储能器的开发。

将平衡锤1、机械能收集模块2、发电机3、蓄电池充电模块4和蓄电池5五个模块分别设计、加工，并装配成环状，然后将其佩戴在人体手臂或小腿部位，就可以采集到人体运动产生的动能并实现动能到电能的转化。

本实施例的五个模块同时工作共同实现人体动能到电能的转化，平衡锤在储能器中的使用是为了减少提升过程中的势能变化差距，起到平衡作用，从而达到节能的目的，提高发电机的效率，提高了动能利用率，解决了现有的运动能量转换储能器结构设计不够合理、动能利用率低的问题。

实施例2

在实施例1所述的一种运动能量转换储能器的基础上进一步优化，所述机械能采集模块2为悬臂式压电能量回收仪，能有效收集人体运动的动能，具体的：悬臂式压电能量回收仪选用一端固定、另一端自由的方式，其系统最容易获得最大挠度与柔顺系数，也就比较容易产生弯曲变形；而一端固定支撑，也保证了震动时只会产生弯曲变形，扭转变形极小，因此保证了转化效率；而且悬臂梁系统可以通过在自由端加装质量块的方式调节系统谐振效率，从而可以以最大效率收集到人们运动的动能。

实施例3

在实施例1所述的一种运动能量转换储能器的基础上进一步优化，所述发电机3为微型永磁发电机；本实施例的永磁发电机在转子上有磁铁，靠磁铁的磁性建立起磁场，当人体运动产生的动能拖动转子旋转时，就有了旋转的主磁场，然后靠定子线圈与旋转的转子之间的相对运动切割磁感线，产生感应电流，从而生成电能；机械能收集模块2收集到人体的动能之后，将其传递给微型永磁发电机，微型永磁发电机实现动能到电能的转化，根据能量守恒定律,物体所具有的能量不会凭空增加,也不会凭空减少，动能若减少,则必会转化为其它形式的能量，要转化为电能,动能必减少，△Ek＝W＝Ud,U指电势差(即电压)，在运动能量转换蓄电池中，人们运动的动能通过关联部件带动转子旋转，转子不停地旋转所产生的力量，带动发电机的相关配套设备，把动力转化成电力，从而实现了动能到电能的转化。

当小型永磁发电机将动能转化成了电能之后，必须要将产生的电能保存到蓄电池当中，本实施例蓄电池充电工作原理如图3所示，蓄电池充电时，电池正极与发动机电源正极相联，电池负极与发动机电源负极相联，充电电源电压必须高于电池的总电动势，为了防止反向放电，在充电回路中要加装一只防反放电二极管，这只二极管的正向电流要大于正常整流电流三倍，如果没有合适的二极管，也可以用多只并联来解决，耐压大于电池标称电压三倍以上。

电量保存到蓄电池之后，接下来就要实现存储电量的蓄电池对智能手机、智能手表和平板电脑的充电，同理，我们根据移动用电器的充电原理，可以参考现在非常火爆的移动充电宝的原理，从而实现运动能量转换蓄电池为移动用电器的充电功能，移动充电宝充电功能原理如图4所示。

实施例4

在实施例1所述的一种运动能量转换储能器的基础上进一步优化，所述蓄电池5由电芯、电路以及外壳三个部分组成，所述电芯为电量储存器，所述外壳上设有与电路相连的蓄电池USB接口7和蓄电池电量显示灯6，在蓄电池上加工出一个USB接口，本实施例蓄电池USB接口7的设置既方便了蓄电池与蓄电池充电模块的连接，又方便了使用，满足现在电子数码产品的使用需求；蓄电池电量显示灯6的设置便于使用者了解蓄电池电量，避免电量过低或电量过载。

实施例5

在实施例4所述的一种运动能量转换储能器的基础上进一步优化，所述电芯为锂电芯或高级锂聚合物电芯，即由电池组成，易于得到，且制造成本低。

上述实施例仅为本实用新型的优选实施方式之一，不应当用于限制本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本实用新型一致的，均应当包含在本实用新型的保护范围之内。