基于人体膝关节和踝关节驱动的发电装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113007048A(43)申请公布日2021.06.22(21)申请号202110279987.5(22)申请日2021.03.16(71)申请人合肥工业大学地址230009安徽省合肥市包河区屯溪路193号(72)发明人陈兵郑成旺王兵訾斌(74)专利代理机构合肥金安专利事务所(普通合伙企业)34114代理人金惠贞(51)Int.Cl.F03G5/08(2006.01)H02K7/116(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图10页(54)发明名称基于人体膝关节和踝关节驱动的发电装置(57)摘要本发明涉及基于人体膝关节和踝关节驱动的发电装置，属于人体发电装置技术领域。包括发电机构、膝绳、踝绳、大腿支架、小腿支架、小腿支架连杆、脚踝连杆；发电机构包括发电机、蜗轮蜗杆机构、第一输入机构、第二输入机构和过渡传动机构；过渡传动机构包括一对齿轮和过渡齿轮；过渡传动机构分别传动连接着第一输入机构和第二输入机构，蜗轮蜗杆机构的蜗杆轴连接着发电机的输入轴；发电机构通过小腿支架连杆连接着小腿支架；膝绳的一端连接着大腿支架，另一端绕设在第一输入机构的第一滑轮上；踝绳的一端绕设在第二滑轮上，另一端连接着脚踝连杆。本发明采集了人体行走时膝踝关节产生的负功、降低了新陈代谢消耗，实现了人在行走时随时获取电能。CN113007048ACN113007048A权利要求书1/2页1.基于人体膝关节和踝关节驱动的发电装置，其特征在于：包括发电机构（3）、膝绳（1）、踝绳（2）、大腿支架（25）、小腿支架（26）、小腿支架连杆（27）、脚踝连杆（28）；所述发电机构（3）包括发电机（23）、蜗轮蜗杆机构、第一输入机构、第二输入机构和过渡传动机构；过渡传动机构包括一对齿轮和过渡齿轮（16），过渡传动机构分别传动连接着第一输入机构和第二输入机构，蜗轮蜗杆机构的蜗杆轴通过联轴器（22）连接着发电机（23）的输入轴；发电机构（3）通过小腿支架连杆（27）连接着小腿支架（26）；所述膝绳（1）的一端固定连接着大腿支架（25），膝绳（1）的另一端固定绕设在第一输入机构的第一滑轮（7）上；所述踝绳（2）的一端固定绕设在第二输入机构的第二滑轮（12）上，踝绳（2）的另一端固定连接着脚踝连杆（28）；使用时，大腿支架（25）固定在人体的大腿上，小腿支架（26）固定在人体的小腿上，脚踝连杆（28）固定在人脚的鞋跟上。2.根据权利要求1所述的基于人体膝关节和踝关节驱动的发电装置，其特征在于：所述发电机构（3）的第一输入机构包括第一输入轴（4）、第一输入齿轮（5）、棘轮棘爪机构（6）、第一滑轮（7）和第一扭簧（8）；所述第一输入齿轮（5）、棘轮棘爪机构（6）的棘轮（61）、第一滑轮（7）和第一扭簧（8）依次套设在第一输入轴（4）上；所述第二输入机构包括第二输入轴（9）、第二输入齿轮（10）、单向传动机构（11）、第二滑轮（12）、直线压缩弹簧14和第二扭簧（13），所述单向传动机构（11）包括齿形圆盘（111）和齿槽圆盘（112）；所述第二输入齿轮（10）、单向传动机构（11）的齿形圆盘（111）和齿槽圆盘（112）、第二滑轮（12）、直线压缩弹簧14和第二扭簧（13）的内圈依次套设在第二输入轴（9）上。3.根据权利要求2所述的基于人体膝关节和踝关节驱动的发电装置，其特征在于：所述过渡传动机构的一对齿轮为主动齿轮（17）和从动齿轮（19）；从动齿轮（19）和蜗轮（20）同轴固定设于第二传动轴（18）上，主动齿轮（17）和过渡齿轮（16）同轴固定设于第一传动轴（15）上；所述过渡齿轮（16）分别与第一输入齿轮（5）和第二输入齿轮（10）啮合。4.根据权利要求2所述的基于人体膝关节和踝关节驱动的发电装置，其特征在于：所述棘轮棘爪机构（6）包括棘轮（61）、一对棘爪（62）、一对压缩扭簧（63）和壳体（64）；所述壳体（64）为带有翻边的环状壳体，壳体（64）的轴向侧面和相邻的第一滑轮（7）的轴向端面固定连接，一对棘爪（62）对称活动设于壳体（64）内，压缩扭簧（63）的一端固定连接着棘爪（62），压缩扭簧（63）的另一端固定连接着壳体（64）内壁。5.根据权利要求2所述的基于人体膝关节和踝关节驱动的发电装置，其特征在于：所述第一扭簧（8）包括同心的内圈（81）和外圈（82），内圈（81）和外圈（82）之间均布设有八个柔性体（83）；第一扭簧（8）轴向一侧面的外圈（82）上均布开设有外圈卡扣（84），第一扭簧（8）轴向另一侧面的内圈（81）上均布开设有内圈卡扣（85）；第一扭簧（8）通过内圈卡扣（85）固定连接着发电机构（3）的外壳（24）、通过外圈卡扣（84）固定连接着相邻的第一滑轮（7）轴向端面。6.根据权