本實(shí)用新型涉及發(fā)電儲(chǔ)能設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種膝關(guān)節(jié)自發(fā)電及儲(chǔ)能一體化裝置。

背景技術(shù)：

隨著人們生活水平的提高，人們隨身攜帶的電子產(chǎn)品也越來(lái)越多，在我們出行或旅游時(shí)，總要隨身攜帶著手機(jī)或者各種各樣的電子設(shè)備，極大地方便了我們的生活，已經(jīng)成為我們生活中的重要組成部分，上述電子設(shè)備需要有足夠的電能來(lái)維持運(yùn)行，但是與此形成反差的是電池儲(chǔ)量的不足，充電寶電容量有限，在當(dāng)其電量低和沒(méi)電時(shí)則無(wú)法再充電，在高頻的使用下，也無(wú)法支持設(shè)備運(yùn)行太長(zhǎng)時(shí)間，新型大容量電池不僅價(jià)格昂貴，而且體積龐大，攜帶非常不便。

因此，基于上述缺陷，在發(fā)電儲(chǔ)能設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，對(duì)于膝關(guān)節(jié)自發(fā)電及儲(chǔ)能一體化裝置仍存在研究和改進(jìn)的需求，這也是目前發(fā)電儲(chǔ)能設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域中的一個(gè)研究熱點(diǎn)和重點(diǎn)，更是本實(shí)用新型得以完成的出發(fā)點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種膝關(guān)節(jié)自發(fā)電及儲(chǔ)能一體化裝置，用以解決隨身攜帶的充電裝置無(wú)法滿足電子產(chǎn)品用電需求的技術(shù)問(wèn)題。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是，提供一種膝關(guān)節(jié)自發(fā)電及儲(chǔ)能一體化裝置，包括固定安裝于膝關(guān)節(jié)位置的定齒輪，大腿上固定安裝有電池盒，所述電池盒內(nèi)設(shè)有儲(chǔ)電電池，所述電池盒上設(shè)有連接所述儲(chǔ)電電池的電器供電接口和用于外部電源給所述儲(chǔ)電電池充電的充電接口，小腿上固定安裝有發(fā)電機(jī)，所述發(fā)電機(jī)的動(dòng)力輸入軸傳動(dòng)連接有動(dòng)齒輪，所述動(dòng)齒輪與所述定齒輪相嚙合，所述發(fā)電機(jī)電連接所述儲(chǔ)電電池。

作為一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述定齒輪的截面形狀為扇形。

作為一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述定齒輪上固定安裝有第一連桿，所述電池盒安裝于所述第一連桿上。

作為一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述第一連桿和電池盒均通過(guò)束縛帶固定于大腿上。

作為一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述發(fā)電機(jī)安裝于一殼體上，所述殼體的端部鉸接安裝于所述定齒輪上。

作為一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述殼體上安裝有第二連桿，所述第二連桿通過(guò)束縛帶固定于小腿上。

作為一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述殼體上設(shè)有按鈕開關(guān)，所述按鈕開關(guān)設(shè)置于所述發(fā)電機(jī)與儲(chǔ)電電池之間的導(dǎo)線上。

作為一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述發(fā)電機(jī)有兩個(gè)，每個(gè)所述發(fā)電機(jī)上均安裝一動(dòng)齒輪。

作為另一種優(yōu)選技術(shù)方案，兩個(gè)所述發(fā)電機(jī)的動(dòng)齒輪均與所述定齒輪相嚙合。

作為另一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述定齒輪與兩個(gè)所述發(fā)電機(jī)的動(dòng)齒輪依次嚙合。

本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)：

(1)本實(shí)用新型包含仿生學(xué)、人體工程學(xué)、機(jī)電一體化、人體動(dòng)能發(fā)電和電能儲(chǔ)存等領(lǐng)域的技術(shù)知識(shí)，人在行走時(shí)，有很大的慣性能量損失集中在膝關(guān)節(jié)部分，雖然膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)模式簡(jiǎn)單，只有一伸一曲，但是它有足夠的力量帶動(dòng)發(fā)電設(shè)備，將部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，并可以將電能儲(chǔ)存使用，通過(guò)膝關(guān)節(jié)的曲伸運(yùn)動(dòng)，運(yùn)用了杠桿和齒輪組一體化機(jī)械聯(lián)動(dòng)設(shè)計(jì)，從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電，實(shí)現(xiàn)了省力、簡(jiǎn)單、輕薄、低故障率和耐用可靠的功效，因此解決了隨身攜帶的充電裝置無(wú)法滿足電子產(chǎn)品用電需求的技術(shù)問(wèn)題，使用方便。

(2)由于殼體上設(shè)有按鈕開關(guān)，當(dāng)儲(chǔ)電電池電量充足后，可以按下按鈕開關(guān)，斷開發(fā)電機(jī)與儲(chǔ)電電池之間的連接通路，以有效保護(hù)儲(chǔ)電電池。

(3)由于發(fā)電機(jī)有兩個(gè)，可以提高發(fā)電效率，能夠使得儲(chǔ)電電池快速完成充電，并且增加了設(shè)備的可靠性，當(dāng)一個(gè)發(fā)電機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，另一個(gè)發(fā)電機(jī)仍可以繼續(xù)工作，不影響設(shè)備的正常使用。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例二中定齒輪與動(dòng)齒輪的傳動(dòng)關(guān)系圖。

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例三中定齒輪與動(dòng)齒輪的傳動(dòng)關(guān)系圖。

圖中：1、大腿，2、小腿，3、定齒輪，4、發(fā)電機(jī)，5、動(dòng)齒輪，6、殼體，7、電池盒，701、電器供電接口，702、充電接口，8、第一連桿，9、第二連桿，10、束縛帶，11、按鈕開關(guān)，12、充電指示燈，13、發(fā)電指示燈。

具體實(shí)施方式

以下實(shí)施例用于說(shuō)明本實(shí)用新型，但不用來(lái)限制本實(shí)用新型的范圍。

實(shí)施例1

如圖1所示，本實(shí)用新型提供了一種膝關(guān)節(jié)自發(fā)電及儲(chǔ)能一體化裝置，包括固定安裝于膝關(guān)節(jié)位置的定齒輪3，大腿1上固定安裝有電池盒7，電池盒7內(nèi)設(shè)有儲(chǔ)電電池，儲(chǔ)電電池通常為常用的2680毫安小型鋰蓄電池，電池盒7上設(shè)有連接儲(chǔ)電電池的電器供電接口701和用于外部電源給儲(chǔ)電電池充電的充電接口702，電器供電接口701可以設(shè)置多個(gè)，例如常用的USB輸入輸出端口。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)專業(yè)知識(shí)，在電器供電接口701與儲(chǔ)電電池之間通常設(shè)置有電子穩(wěn)壓器，以穩(wěn)定輸出電壓，保證儲(chǔ)電電池輸出為常用的電壓為5伏、電流為1.5安的參數(shù)，滿足適配為手機(jī)等穿戴電子設(shè)備充電的電流電壓輸出數(shù)值恒定的要求。小腿2上固定安裝有發(fā)電機(jī)4，發(fā)電機(jī)4的動(dòng)力輸入軸傳動(dòng)連接有動(dòng)齒輪5，通常，動(dòng)齒輪5通過(guò)市面上常見(jiàn)的加速齒輪機(jī)構(gòu)與發(fā)電機(jī)4的轉(zhuǎn)子軸相連接，以提高發(fā)電效率，動(dòng)齒輪5與定齒輪3相嚙合，發(fā)電機(jī)4通過(guò)導(dǎo)線與儲(chǔ)電電池電連接在一起，為了保證儲(chǔ)電電池的正常充電，發(fā)電機(jī)4采用常見(jiàn)的無(wú)刷電機(jī)，使得行走時(shí)小腿2曲伸運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致動(dòng)齒輪5正反轉(zhuǎn)時(shí)仍能正常充電。本實(shí)用新型包含仿生學(xué)、人體工程學(xué)、機(jī)電一體化、人體動(dòng)能發(fā)電和電能儲(chǔ)存等領(lǐng)域的技術(shù)知識(shí)，人在行走時(shí)，有很大的慣性能量損失集中在膝關(guān)節(jié)部分，雖然膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)模式簡(jiǎn)單，只有一伸一曲，但是它有足夠的力量帶動(dòng)發(fā)電設(shè)備，將部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，并可以將電能儲(chǔ)存使用，通過(guò)膝關(guān)節(jié)的曲伸運(yùn)動(dòng)，運(yùn)用了杠桿和齒輪組一體化機(jī)械聯(lián)動(dòng)設(shè)計(jì)，從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)4運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電，實(shí)現(xiàn)了省力、簡(jiǎn)單、輕薄、低故障率和耐用可靠的功效，因此解決了隨身攜帶的充電裝置無(wú)法滿足電子產(chǎn)品用電需求的技術(shù)問(wèn)題，使用方便。

由于人體膝關(guān)節(jié)彎曲角度不會(huì)超過(guò)180度，因此，為減輕設(shè)備重量，定齒輪3的截面形狀為扇形，并且在定齒輪3上設(shè)置鏤空，在滿足強(qiáng)度的同時(shí)，盡量減輕其重量，該定齒輪3的扇形角度通常設(shè)置為略大于180度，以便于布置發(fā)電機(jī)4。鑒于定齒輪3的形狀和結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，制作時(shí)可以采用3D打印加工而成。

定齒輪3上固定安裝有第一連桿8，第一連桿8通常為碳纖維材質(zhì)制成，既輕便，強(qiáng)度又高，電池盒7安裝于第一連桿8上，使得電池盒7可以在第一連桿8上調(diào)整位置，以便于使用。第一連桿8和電池盒7均通過(guò)束縛帶10固定于大腿1上，以便于拆裝使用，攜帶方便。

發(fā)電機(jī)4安裝于一殼體6上，殼體6的端部鉸接安裝于定齒輪3上，不僅便于固定發(fā)電機(jī)4，而且安裝殼體6后還對(duì)導(dǎo)線及電子元件起到有效保護(hù)作用。

殼體6上安裝有第二連桿9，第二連桿9通過(guò)束縛帶10固定于小腿2上，殼體6也可以使用束縛帶10固定，以便于拆裝使用，攜帶方便。

殼體6上設(shè)有按鈕開關(guān)11，按鈕開關(guān)11設(shè)置于發(fā)電機(jī)4與儲(chǔ)電電池之間的導(dǎo)線上，當(dāng)儲(chǔ)電電池電量充足后，可以按下按鈕開關(guān)11，斷開發(fā)電機(jī)4與儲(chǔ)電電池之間的連接通路，以有效保護(hù)儲(chǔ)電電池。

為了能夠直觀的得知儲(chǔ)電電池的狀態(tài)，在電池盒7上通常安裝一連接儲(chǔ)電電池的充電指示燈12和發(fā)電指示燈13，充電指示燈12和發(fā)電指示燈13并列設(shè)置在電池盒7上，充電指示燈12可以用作充電指示，就是當(dāng)給用電器充電時(shí)，該指示燈會(huì)點(diǎn)亮，當(dāng)拔掉充電線時(shí)，該充電指示燈12會(huì)熄滅；發(fā)電指示燈13用作發(fā)電指示，發(fā)電機(jī)4工作時(shí)，發(fā)電指示燈13會(huì)隨發(fā)電機(jī)4發(fā)電而點(diǎn)亮。

為了便于直觀的得知儲(chǔ)電電池的電量，電池盒7上通常安裝一連接儲(chǔ)電電池的電量顯示模塊，可以顯示儲(chǔ)電電池的電量強(qiáng)弱。

本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊，體積小巧，定齒輪3的尺寸大小適合青少年及成人佩戴，其直徑為10厘米較佳，總體重量不足0.5千克，使用時(shí)不影響正常行走，方便而且可靠。

實(shí)施例2

如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型提供了一種膝關(guān)節(jié)自發(fā)電及儲(chǔ)能一體化裝置，其結(jié)構(gòu)與實(shí)施例一基本相同，其區(qū)別在于，發(fā)電機(jī)4有兩個(gè)，每個(gè)發(fā)電機(jī)4上均安裝一動(dòng)齒輪5，兩個(gè)發(fā)電機(jī)4的動(dòng)齒輪5均與定齒輪3相嚙合，可以提高發(fā)電效率，能夠使得儲(chǔ)電電池快速完成充電，并且增加了設(shè)備的可靠性，當(dāng)一個(gè)發(fā)電機(jī)4出現(xiàn)故障時(shí)，另一個(gè)發(fā)電機(jī)4仍可以繼續(xù)工作，不影響設(shè)備的正常使用。

實(shí)施例3

如圖1和圖3所示，本實(shí)用新型提供了一種膝關(guān)節(jié)自發(fā)電及儲(chǔ)能一體化裝置，其結(jié)構(gòu)與實(shí)施例二基本相同，其區(qū)別在于，定齒輪3與兩個(gè)發(fā)電機(jī)4的動(dòng)齒輪5依次嚙合，具體的說(shuō)，就是定齒輪3先與其中一個(gè)發(fā)電機(jī)4的動(dòng)齒輪5嚙合，然后該發(fā)電機(jī)4的動(dòng)齒輪5與另一個(gè)發(fā)電機(jī)4的動(dòng)齒輪5再嚙合，一個(gè)動(dòng)齒輪5在定齒輪3上轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，帶動(dòng)另一個(gè)動(dòng)齒輪5聯(lián)動(dòng)，這種布置方式可以使得定齒輪3、兩個(gè)動(dòng)齒輪5的圓心在同一直線上，節(jié)省了安裝空間，使得本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)更加緊湊。

雖然，上文中已經(jīng)用一般性說(shuō)明及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作了詳盡的描述，但在本實(shí)用新型基礎(chǔ)上，可以對(duì)之作一些修改或改進(jìn)，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)的。因此，在不偏離本實(shí)用新型精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本實(shí)用新型要求保護(hù)的范圍。