一种组合式运动自发电外套的制作方法

本发明涉及一种组合式运动自发电外套，属于自发电设备领域。

背景技术：

随着现代电子设备技术的不断发展，人们的生活越来越便利，对电的需求也越来越大。尤其是移动电子设备的发展，让人们对于电的即需即用方面要求越来越高。

特别是近几年，因为手机使用率的不断提高，移动电源越来越受到大众的追捧，几乎每个出门在外的人都必须携带一个移动电源，防止手机没电。但现有的移动电源存在体积大、质量大、不方便随身携带、需要进行反复充电等缺点。另外，虽然移动电源的电量可以很大，但电量毕竟有限，仍需要进行反复充电，且充电时间很长。因此，急需对移动电源设备进行创新，设计一款可以通过运动发电的外套。

事实上，对人体运动发电的研究由来已久，利用压电材料将人体走路、跑步、跳跃产生的能量转化为电能的设想已经实现，利用人体运动使膝关节的舒张发电也取得了巨大的进展，甚至于用人体运动所产生的汗液作为燃料来发电的研究也取得了初步的成效。现有发电外套虽然可以发电，但大多采用太阳能的方式或是压电材料，穿着不舒适且很不美观。

技术实现要素：

本发明目的在于提出一种组合式运动自发电外套，通过温差发电机和手环组合发电，产生电能，从而实现对手机或其他移动可充电设备进行充电。

实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：一种组合式运动自发电外套，包括：衣身、衣袖和衣兜，所述的衣兜缝制在衣身上，所述的衣身前片具有一个夹层，所述的一种组合式运动自发电外套还包括正极线、负极线、整流器、稳压器、USB充电头、手环、若干个温差发电机、若干个人力电磁发电机及若干根交流电线，所述的衣袖上侧具有夹层，衣身的夹层与衣袖的夹层联通，所述的手环被缝制在衣袖袖口的环形内表面，所述的若干个人力电磁发电机呈环形阵列形式内置并固定在手环中，所述的若干根交流电线的电力输入端设置在手环内部并与若干个人力电磁发电机的电力输出端连接，若干根交流电线的电力输出端均与整流器的电力输入端连接，若干根交流电线的电力输出端和整流器的电力输入端均内置于衣袖的夹层中，所述的若干个温差发电机呈矩阵形式分布并固定在衣身夹层内靠外部的内表面上，所述的正极线的电力输入端与所有的温差发电机的正极连接，所述的负极线的电力输入端与所有的温差发电机负极连接，同时正极线和负极线的电力输入端还连接整流器的电力输出端，正极线和负极线的电力输出端均固定在衣身夹层内的靠外部的内表面上，正极线和负极线的电力输出端均与稳压器的电力输入端连接，稳压器的电力输出端与USB充电头的电力输入端连接，所述的USB充电头及稳压器均设置在衣兜中。

本发明相对于现有技术的有益效果是：本发明提出的一种组合式运动自发电外套，通过温差发电机和手环组合发电，产生电能，从而通过USB充电头实现对手机或其他移动可充电设备进行充电，解决人们充电麻烦、携带电源不方便的问题，同时为衣服和手环赋予了更多的可能性。

附图说明

图1是本发明的一种组合式运动自发电外套的主视结构示意图；

图2是图1中衣身的侧视剖面图；

图3是图1中A部分的放大图；

图4是图1中B部分的放大图；

图5是图1中C部分的放大图；

图6是温差发电机的结构示意图；

图7是人力电磁发电机的结构示意图；

图8是图3的D部分的放大图；

其中，1衣身、2衣袖、3衣兜、4温差发电机、5人力电磁发电机、6正极线、7负极线、8交流电线、9整流器、10稳压器、11USB充电头、12手环、4-1N型半导体、4-2P型半导体、4-3金属片、5-1隔片、5-2弹簧、5-3永磁体、5-4金属线圈。

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。

具体实施方式

具体实施方式一：如图1-图5、图8所示，一种组合式运动自发电外套，包括：衣身1、衣袖2和衣兜3，所述的衣兜3缝制在衣身1上，所述的衣身1前片具有一个夹层，所述的一种组合式运动自发电外套还包括正极线6、负极线7、整流器9、稳压器10、USB充电头11、手环12、若干个温差发电机4、若干个人力电磁发电机5及若干根交流电线8，所述的衣袖3上侧具有夹层，衣身1的夹层与衣袖3的夹层联通，所述的手环12被缝制在衣袖2袖口的环形内表面，所述的若干个人力电磁发电机5呈环形阵列形式内置并固定在手环12中，所述的若干根交流电线8的电力输入端设置在手环12内部并与若干个人力电磁发电机5的电力输出端连接，若干根交流电线8的电力输出端均与整流器9的电力输入端连接，若干根交流电线8的电力输出端和整流器9的电力输入端均内置于衣袖2的夹层中，所述的若干个温差发电机4呈矩阵形式分布并固定在衣身1夹层内靠外部的内表面上，所述的正极线6的电力输入端与所有的温差发电机4的正极连接，所述的负极线7的电力输入端与所有的温差发电机4负极连接，同时正极线6和负极线7的电力输入端还连接整流器9的电力输出端，正极线6和负极线7的电力输出端均固定在衣身1夹层内的靠外部的内表面上，正极线6和负极线7的电力输出端均与稳压器10的电力输入端连接，稳压器10的电力输出端与USB充电头11的电力输入端连接，所述的USB充电头11及稳压器10均设置在衣兜3中。

其中，整流器9用于将有若干交流电线8输入的交流电整流为直流电并输出出去。

稳压器10用于将不稳定的直流电压调整为稳定的5V电压并输出至USB充电头。

具体实施方式二：如图1-图2所示，本实施方式是对具体实施方式一作出的进一步说明，所述的若干个温差发电机4的数量为二十个。

具体实施方式三：如图1-图2所示，本实施方式是对具体实施方式二作出的进一步说明，所述的若干个温差发电机4分为四列，位于衣身1左侧两列共十个温差发电机4依次串联，位于衣身1右侧两列共十个温差发电机4也依次串联，而后分别并联到正极线6和负极线7上。

具体实施方式四：如图3、图7、图8所示，本实施方式是对具体实施方式一作出的进一步说明，每个所述的人力电磁发电机5均包括永磁体5-3、两个隔片5-1、两个弹簧5-2和若干个金属线圈5-4，所述的两个弹簧5-2设置在隔片5-1之间，两个弹簧5-2的一端分别与对应的隔片5-1固接，所述的永磁体5-3设置在两个弹簧5-2之间，两个弹簧5-2的另一端分别与永磁体5-3连接，所述的若干个金属线圈5-4环绕在永磁体5-3外侧，且若干个金属线圈5-4由布置在手环12内的若干根交流电线8固定悬空。

手环12的发电原理：基于法拉第电磁感应定律，人力电磁发电机5可以将人体机械能转化为电能。借助永磁体5-3、若干个金属线圈5-4和两个弹簧5-2，利用人体机械能驱动永磁体5-3和若干个金属线圈5-4做相对运动从而输出电能。基于楞次定律，每个人体电磁发电机5所产生的感应电动势的计算公式为：

E=nΔΦ/Δt

其中，E为感应电动势，n为线圈的匝数，Δt为时间变化量，ΔΦ为磁通量变化量。

感应电动势的大小取决于若干个金属线圈5-4的磁通量变化率以及若干个金属线圈5-4的匝数，因此，只需提高线圈数量以及振动的频率就可提高所需的电动势的输出量。

具体实施方式五：如图3、图8所示，本实施方式是对具体实施方式一作出的进一步说明，所述的若干根交流电线8的电力输入端成对的连接在每个金属线圈5-4上，且同相的若干根交流电线8的输出端在衣袖2的夹层中拧成一股线，分别连接整流器9的两相电力输入端。

具体实施方式六：如图1-图2、图4-图5所示，本实施方式是对具体实施方式一作出的进一步说明，所述的稳压器10为输出电压为5V的DC-DC模块。

具体实施方式七：如图1-图2、图6所示，本实施方式是对具体实施方式一、二或三作出的进一步说明，每个所述的温差发电机4均包括N型半导体4-1、P型半导体4-2和金属片4-3，所述的N型半导体4-1设置在衣身1夹层靠外部的内表面上，所述的P型半导体4-2设置在衣身1夹层靠人体一侧的内表面上，所述的正极线6的电力输入端与P型半导体4-1连接，所述的负极线7的电力输入端与N型半导体4-2连接。

温差发电机4的原理：衣物通过半导体利用人的体温发电，温差越大，电流越大，变成能量储存起来。温差发电机4源自“泽贝克”效应，即两种不同的金属连接起来构成一个闭合回路时，如果两个连接点的温度不一样，就能产生微小的电压。通常人体体温为36摄氏度，若室温为27摄氏度，便可以产生15毫安的电流。

本发明的理论计算为：

外套：假设人体温度为37摄氏度，外界温度为17摄氏度，则开路电压为0.97V，电流为0.225毫安，功率为0.218W。

手环：按照人体跑步时每秒钟摆动2次，人每摆臂一次在最大与最小间变化4次。

设

由 ，k为一个比例系数，我们先假设k=0.5，B=0.1T，S=8x10^-5m³。N=10000匝。则：

其中，B：磁感应强度；S：磁感线通过的面积；N：线圈匝数；e：感应电动势；：磁通量；：时间变化量；：磁通量变化量。