一种基于手臂摆动的摇摆式发电装置

本发明涉及可穿戴设备，尤其是涉及一种基于手臂摆动的摇摆式发电装置。

背景技术：

1、随着经济的高速发展，人类对能源的要求越来越高，虽然自然界蕴含着各种各样丰富的能量，但是人类对这些能量的采集和利用效率却很低，这必然会阻碍人类社会的发展。如今，现在越来越多的消费者选择智能可穿戴设备，类似的电子设备有能量密度和容量有限的传统电池供电，再充满电后工作很短时间。尤其是在钟表领域，由于尺寸的进一步限制，电池的可用空间变小，加剧了性能与电源之间的冲突。从人体运动中获取能量能有效地解决频繁充电的问题。大部分研究人员采用人体运动供能的能量采集器仍然十分笨重，无法嵌入到智能手表等可穿戴设备中。现有的手表式能量收集器存在有峰值功率不够理想等问题。

2、经过检索，申请公布号cn109286298a公开了一种摆动发电装置及其使用方法，具体公开了：包括，一固定体，所述固定体内具有中空腔体，所述线圈组设置与固定体内的一端，所述强磁铁设置于所述线圈组中，所述线圈组电性连接电源处理模块；所述电源处理模块包括：交流整流装置和储能元件；所述交流整流装置电性连接储能元件。但该现有技术不符合手臂摆动规律，不适合佩戴在手臂上或相关可穿戴设备上。

3、综上所述，如何设计一种适合佩戴在手臂上且峰值功率高的发电装置为需要解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的不适合佩戴在手臂上且峰值功率不够理想的缺陷而提供一种基于手臂摆动的摇摆式发电装置。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、根据本发明的一个方面，提供了一种基于手臂摆动的摇摆式发电装置，该发电装置发出的电能存入蓄电池，该发电装置包括壳体、辅助动力组件和发电组件，所述壳体包括上壳体和下壳体，所述上壳体内充满液体；所述辅助动力组件为两个，即第一辅助动力组件和第二辅助动力组件；所述上壳体、第一辅助动力组件、下壳体和第二辅助动力组件依次首尾相连形成环状结构；所述发电组件包括永磁体和线圈，所述永磁体可在下壳体中运动，所述线圈缠绕在下壳体外表面。

4、作为优选的技术方案，所述的下壳体形状为最速降线设计。

5、作为优选的技术方案，所述的下壳体中灌满水银。

6、作为优选的技术方案，所述的永磁体为多个球形永磁体串联而成的结构，所述球形永磁体可在下壳体中滚动。

7、作为优选的技术方案，所述的辅助动力组件包括连接件和可伸缩活塞，所述可伸缩活塞安装在连接件内。

8、作为优选的技术方案，所述的连接件一端通过螺纹与上壳体连接，另一端与下壳体过盈连接。

9、作为优选的技术方案，所述的连接件为内部是空腔的圆柱体，一端的圆心处设有可伸缩活塞限位孔，圆心周围设有使上壳体液体通入的通孔，另一端与下壳体连通；侧壁上设有充液孔。

10、作为优选的技术方案，所述的可伸缩活塞包括可伸缩软管、软管接头、接头活塞和螺母，所述可伸缩软管一端连接软管接头，另一端连接接头活塞，所述软管接头穿过可伸缩活塞限位孔，所述螺母将软管接头和连接件固定。

11、作为优选的技术方案，所述的线圈为两段，一段线圈的中点位于下壳体的1/3处，另一段线圈的中点位于下壳体的2/3处。

12、作为优选的技术方案，所述的上壳体内的液体为水。

13、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

14、1)本发明由壳体和辅助动力组件组成环状结构，便于套设在可穿戴配件上，例如套设在手表表盘上，佩戴方便；环状结构符合手臂摆动规律，易满足发电条件，峰值功率高；

15、2)本发明下壳体形状采用最速降线设计，以提高永磁体下降时的速度，从而加快磁通量的变化，提高发电效率；

16、3)本发明下壳体内灌满水银，随永磁体的运动而运动，由于水银的密度较大，相同体积水银的势能高于永磁体，且水银不受到磁性阻力的影响，故可加快永磁体的下落速度，提高发电效率；

17、4)本发明永磁体为多个球形永磁体串联的结构，能有效提高线圈磁通量变化的频率，提高发电效率；

18、5)本发明通过辅助动力组件的可伸缩活塞的伸缩可以推动永磁体的运动，增加永磁体的下落速度，提高发电效率。

技术特征：

1.一种基于手臂摆动的摇摆式发电装置，该发电装置发出的电能存入蓄电池，其特征在于，该发电装置包括壳体、辅助动力组件(2)和发电组件，所述壳体包括上壳体(10)和下壳体(11)，所述上壳体(10)内充满液体(100)；所述辅助动力组件(2)为两个，即第一辅助动力组件(2)和第二辅助动力组件(2)；所述上壳体(10)、第一辅助动力组件(2)、下壳体(11)和第二辅助动力组件(2)依次首尾相连形成环状结构；所述发电组件包括永磁体(30)和线圈(31)，所述永磁体(30)可在下壳体(11)中运动，所述线圈(31)缠绕在下壳体(11)外表面。

2.根据权利要求1所述的一种基于手臂摆动的摇摆式发电装置，其特征在于，所述的下壳体(11)形状为最速降线设计。

3.根据权利要求1所述的一种基于手臂摆动的摇摆式发电装置，其特征在于，所述的下壳体(11)中灌满水银(110)。

4.根据权利要求1所述的一种基于手臂摆动的摇摆式发电装置，其特征在于，所述的永磁体(30)为多个球形永磁体(30)串联而成的结构，所述球形永磁体(30)可在下壳体(11)中滚动。

5.根据权利要求1所述的一种基于手臂摆动的摇摆式发电装置，其特征在于，所述的辅助动力组件(2)包括连接件(20)和可伸缩活塞(21)，所述可伸缩活塞(21)安装在连接件(20)内。

6.根据权利要求5所述的一种基于手臂摆动的摇摆式发电装置，其特征在于，所述的连接件(20)一端通过螺纹与上壳体(10)连接，另一端与下壳体(11)过盈连接。

7.根据权利要求6所述的一种基于手臂摆动的摇摆式发电装置，其特征在于，所述的连接件(20)为内部是空腔的圆柱体，一端的圆心处设有可伸缩活塞限位孔(200)，圆心周围设有使上壳体(10)液体(100)通入的通孔(201)，另一端与下壳体(11)连通；侧壁上设有充液孔(202)。

8.根据权利要求7所述的一种基于手臂摆动的摇摆式发电装置，其特征在于，所述的可伸缩活塞(21)包括可伸缩软管(210)、软管接头(211)、接头活塞(212)和螺母(213)，所述可伸缩软管(210)一端连接软管接头(211)，另一端连接接头活塞(212)，所述软管接头(211)穿过可伸缩活塞限位孔(200)，所述螺母(213)将软管接头(211)和连接件(20)固定。

9.根据权利要求1所述的一种基于手臂摆动的摇摆式发电装置，其特征在于，所述的线圈(31)为两段，一段线圈(31)的中点位于下壳体(11)的1/3处，另一段线圈(31)的中点位于下壳体(11)的2/3处。

10.根据权利要求1所述的一种基于手臂摆动的摇摆式发电装置，其特征在于，所述的上壳体(10)内的液体(100)为水。

技术总结本发明涉及一种基于手臂摆动的摇摆式发电装置，包括壳体、辅助动力组件和发电组件，壳体包括上壳体和下壳体，上壳体内充满液体；辅助动力组件包括第一辅助动力组件和第二辅助动力组件；上壳体、第一辅助动力组件、下壳体和第二辅助动力组件依次首尾相连形成环状结构；发电组件包括永磁体和线圈，永磁体可在下壳体中运动，线圈缠绕在下壳体外表面。与现有技术相比，本发明整体为环状结构，便于套设在可穿戴配件上，符合手臂摆动规律，峰值功率高；下壳体采用最速降线设计并灌满水银，辅助动力组件推动永磁体的运动，可提高永磁体下降时的速度，且多个球形永磁体串联的结构，能有效提高线圈磁通量变化的频率，提高发电效率等优点。技术研发人员：沈振军,欧阳佳豪,常晟毓,裔昊受保护的技术使用者：上海大学技术研发日：技术公布日：2024/6/18