本實(shí)用新型屬于能量收集領(lǐng)域，具體涉及一種人體動(dòng)能發(fā)電裝置。

背景技術(shù)：

在工作生活中，人體各部位的運(yùn)動(dòng)將產(chǎn)生相當(dāng)可觀的能量。若能將這些動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，為手機(jī)、手表、智能手環(huán)等便攜式可穿戴設(shè)備供電，可以解決目前電池的續(xù)航短瓶頸問題，具有廣泛的應(yīng)用前景。

通常人體動(dòng)能的轉(zhuǎn)化原理主要為電磁感應(yīng)和壓電效應(yīng)，前者多用于四肢的運(yùn)動(dòng)、背包上下顛簸運(yùn)動(dòng)等方面，后者多見于腳底踩壓能量的收集（如壓電鞋）。電磁感應(yīng)方式的動(dòng)能收集器主要包括磁鐵和線圈繞組，在成本和設(shè)計(jì)靈活性方面都比壓電方式具有優(yōu)勢(shì)。專利CN204145061U公布了一種用偏心輪收集手臂的擺動(dòng)能，然后通過齒輪放大后帶動(dòng)線圈繞組轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁力線發(fā)電。但這種傳統(tǒng)的電磁轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，在小體積內(nèi)安裝與加工都較為困難。專利CN202172354U則公開了一種擺動(dòng)發(fā)電裝置，在擺動(dòng)裝置的擺錘上繞有線圈繞組，擺動(dòng)軌跡上固定有磁鐵，人體運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)擺錘發(fā)生往復(fù)擺動(dòng)，切割磁力線發(fā)電，該專利提出的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但采用了電磁鐵，必須額外的附加電源，使用不方便，也不能節(jié)約電能。然而人體運(yùn)動(dòng)除了四肢擺動(dòng)之外，還有存在上下的振動(dòng)，如果同時(shí)將這些運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為電能，人體動(dòng)能發(fā)電裝置將有更高的輸出性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種人體動(dòng)能發(fā)電裝置，本人體動(dòng)能發(fā)電裝置具有綠色環(huán)保、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、功率高的特點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為：

一種人體動(dòng)能發(fā)電裝置，包括外殼、彈性擺線、線圈繞組、永磁體和管理電路，所述彈性擺線、線圈繞組、永磁體和管理電路均設(shè)置在外殼的內(nèi)部，所述彈性擺線的一端固定在外殼內(nèi)部上表面的中心位置，所述彈性擺線的另一端與線圈繞組連接且用于懸掛線圈繞組從而帶動(dòng)線圈繞組前后擺動(dòng)或上下運(yùn)動(dòng)，所述永磁體包括左磁鐵和右磁鐵，所述外殼的左側(cè)內(nèi)壁上設(shè)有左凹槽，所述外殼的右側(cè)內(nèi)壁上設(shè)有右凹槽且左凹槽和右凹槽相對(duì)設(shè)置，所述左磁鐵、右磁鐵、左凹槽以及右凹槽的體積和形狀均相等，所述左磁鐵嵌入并固定在左凹槽內(nèi)從而實(shí)現(xiàn)左磁鐵的外表面與外殼的左側(cè)內(nèi)壁在同一水平面上，所述右磁鐵嵌入并固定在右凹槽內(nèi)從而實(shí)現(xiàn)右磁鐵的外表面與外殼的右側(cè)內(nèi)壁在同一水平面上，所述線圈繞組在靜止時(shí)位于左磁鐵和右磁鐵之間的正中央，所述外殼的左側(cè)內(nèi)壁上安裝有限位條且限位條沿長(zhǎng)度方向分別延伸到外殼的前側(cè)內(nèi)壁和外殼的后側(cè)內(nèi)壁，所述限位條距離外殼底部的高度高于線圈繞組在外殼內(nèi)發(fā)生前后擺動(dòng)從而產(chǎn)生的最大高度，所述管理電路固定在外殼內(nèi)部的上表面，所述外殼的上面安裝有USB接口，所述線圈繞組的輸出端與管理電路電連接，所述管理電路與USB接口電連接，所述管理電路用于接收線圈繞組內(nèi)部產(chǎn)生的交流電并通過USB接口輸出直流電，所述彈性擺線為彈簧或者彈性橡膠材料。

作為本實(shí)用新型進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，所述線圈繞組在外殼內(nèi)前后擺動(dòng)從而與外殼發(fā)生撞擊的位置安裝有第一防撞墊和第二防撞墊，所述第一防撞墊固定在外殼前側(cè)的內(nèi)壁上，所述第二防撞墊固定在外殼后側(cè)的內(nèi)壁上。第一防撞墊和第二防撞墊減輕了線圈繞組與外殼之間相撞的力度，增加了外殼和線圈繞組的使用壽命。

作為本實(shí)用新型進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，所述外殼為扁平的長(zhǎng)方體。

作為本實(shí)用新型進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，所述外殼的內(nèi)壁為光滑內(nèi)壁。

作為本實(shí)用新型進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，所述彈性擺線在靜止時(shí)其與外殼內(nèi)部固定的一端到線圈繞組中心的長(zhǎng)度為10cm。保證了線圈繞組擺動(dòng)的共振頻率在人體正常行走頻率1.5Hz左右附近。

作為本實(shí)用新型進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，所述左磁鐵和右磁鐵沿厚度方向極化且異性磁極相對(duì)。

作為本實(shí)用新型進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，所述管理電路包括整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路和升壓電路，所述整流電路與線圈繞組的輸出端連接，所述整流電路與濾波電路連接，所述濾波電路與穩(wěn)壓電路連接，所述穩(wěn)壓電路與升壓電路連接，所述升壓電路與USB接口連接。

作為本實(shí)用新型進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，所述整流電路采用橋式全波整流器，所述濾波電路采用RC濾波電路，所述穩(wěn)壓電路采用穩(wěn)壓二極管，所述升壓電路采用DC-DC升壓芯片MAX859。

作為本實(shí)用新型進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，所述永磁體為釹鐵硼強(qiáng)磁鐵，所述USB接口為A型USB母頭接口。

本實(shí)用新型的彈性擺線上下彈跳從而使線圈繞組發(fā)生上下方向切割左磁鐵和右磁鐵之間的磁力線而產(chǎn)生電能，彈性擺線前后擺動(dòng)從而使線圈繞組發(fā)生前后方向切割左磁鐵和右磁鐵之間的磁力線而產(chǎn)生電能，因此本實(shí)用新型能夠同時(shí)將人體四肢擺動(dòng)和身體的上下振動(dòng)轉(zhuǎn)化為電能，再通過管理電路輸出有用的直流電并直接供電給隨身攜帶的電子設(shè)備，具有綠色環(huán)保、節(jié)約能源、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、功率高的特點(diǎn)，可用于給隨身攜帶的電子設(shè)備如手機(jī)、MP3等充電，本實(shí)用新型的限位條有效地防止了線圈繞組與管理電路的撞擊，所述第一防撞墊和第二防撞墊減輕了線圈繞組與外殼之間相撞的力度，增加了外殼和線圈繞組的使用壽命。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的右視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型的正視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實(shí)用新型的線圈繞組和USB接口輸出的電壓示意圖。

具體實(shí)施方式

下面根據(jù)圖1至圖3對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式做出進(jìn)一步說明：

參見圖1和圖2，一種人體動(dòng)能發(fā)電裝置，包括外殼1、彈性擺線2、線圈繞組3、永磁體4和管理電路8，所述彈性擺線2、線圈繞組3、永磁體4和管理電路8均設(shè)置在外殼1的內(nèi)部，所述彈性擺線2的一端固定在外殼1內(nèi)部上表面的中心位置，所述彈性擺線2的另一端與線圈繞組3連接且用于懸掛線圈繞組3從而帶動(dòng)線圈繞組3前后擺動(dòng)或上下運(yùn)動(dòng)，線圈繞組3作為動(dòng)子；如圖2所示，所述永磁體4包括左磁鐵4-1和右磁鐵4-2，所述外殼1的左側(cè)內(nèi)壁上設(shè)有左凹槽，所述外殼1的右側(cè)內(nèi)壁上設(shè)有右凹槽且左凹槽和右凹槽相對(duì)設(shè)置，所述左磁鐵4-1、右磁鐵4-2、左凹槽以及右凹槽的體積和形狀均相等，所述左磁鐵4-1嵌入并固定在左凹槽內(nèi)從而實(shí)現(xiàn)左磁鐵4-1的外表面與外殼1的左側(cè)內(nèi)壁在同一水平面上，所述右磁鐵4-2嵌入并固定在右凹槽內(nèi)從而實(shí)現(xiàn)右磁鐵4-2的外表面與外殼1的右側(cè)內(nèi)壁在同一水平面上，所述線圈繞組3在靜止時(shí)位于左磁鐵4-1和右磁鐵4-2之間的正中央，左磁鐵4-1和右磁鐵4-2作為定子，所述外殼1的左側(cè)內(nèi)壁上安裝有限位條5且限位條5沿長(zhǎng)度方向分別延伸到外殼1的前側(cè)內(nèi)壁和外殼1的后側(cè)內(nèi)壁，所述限位條5距離外殼1底部的高度高于線圈繞組3在外殼1內(nèi)發(fā)生前后擺動(dòng)從而產(chǎn)生的最大高度，所述管理電路8固定在外殼1內(nèi)部的上表面，所述外殼1的上面安裝有USB接口，所述線圈繞組3的輸出端通過導(dǎo)線9與管理電路8電連接，導(dǎo)線9應(yīng)有足夠的長(zhǎng)度，保證線圈繞組3能夠自由運(yùn)動(dòng)，所述管理電路8與USB接口電連接，所述管理電路8用于接收線圈繞組3內(nèi)部產(chǎn)生的交流電并通過USB接口輸出直流電，所述彈性擺線2為彈簧或者彈性橡膠材料。

進(jìn)一步地，如圖1，所述線圈繞組3在外殼1內(nèi)前后擺動(dòng)從而與外殼1發(fā)生撞擊的位置安裝有第一防撞墊6和第二防撞墊7，所述第一防撞墊6固定在外殼1前側(cè)的內(nèi)壁上，所述第二防撞墊7固定在外殼1后側(cè)的內(nèi)壁上。第一防撞墊6和第二防撞墊7減輕了線圈繞組3與外殼1之間相撞的力度，增加了外殼1和線圈繞組3的使用壽命。

進(jìn)一步地，所述外殼1為扁平的長(zhǎng)方體，所述外殼1內(nèi)部空間的厚度略大于線圈繞組3的厚度，所述外殼1的寬度在所述線圈繞組3的寬度的3.5倍和4倍之間，使線圈繞組3擺動(dòng)時(shí)能夠擺出左磁鐵4-1和右磁鐵4-2對(duì)應(yīng)的范圍。其中所述外殼1的寬度是指外殼1的前側(cè)內(nèi)壁到后側(cè)內(nèi)壁之間的距離。

進(jìn)一步地，所述外殼1的內(nèi)壁為光滑內(nèi)壁。

進(jìn)一步地，所述彈性擺線2在靜止時(shí)其與外殼1內(nèi)部固定的一端到線圈繞組3中心的長(zhǎng)度為10cm，保證了線圈繞組3擺動(dòng)的共振頻率在人體正常行走頻率1.5Hz左右附近，彈性擺線2上下振動(dòng)的共振頻率難以與人行走頻率匹配，在滿足強(qiáng)度和振幅要求的情況下，彈性擺線2的彈性系數(shù)應(yīng)盡量小。彈性擺線2和線圈繞組3形成的彈簧質(zhì)量塊彈性系統(tǒng)可以收集上下振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)能，彈性擺線2與線圈繞組3形成的單擺用于收集人體四肢擺動(dòng)能，共振頻率都應(yīng)在人體運(yùn)動(dòng)的頻率附近，線圈繞組3懸掛在彈性擺線2的自由端，運(yùn)動(dòng)時(shí)切割磁力線從而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。

進(jìn)一步地，所述左磁鐵4-1和右磁鐵4-2位于線圈繞組3靜止時(shí)正對(duì)位置，所述左磁鐵4-1和右磁鐵4-2沿厚度方向極化且異性磁極相對(duì)，所述左磁鐵4-1的寬度、右磁鐵4-2的寬度與線圈繞組3的寬度相等，所述左磁鐵4-1的高度、右磁鐵4-2的高度與線圈繞組3的高度相等。

進(jìn)一步地，所述管理電路8包括整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路和升壓電路，所述整流電路與線圈繞組3的輸出端連接，所述整流電路與濾波電路連接，所述濾波電路與穩(wěn)壓電路連接，所述穩(wěn)壓電路與升壓電路連接，所述升壓電路與USB接口連接。所述的管理電路8的功能主要是將交流電轉(zhuǎn)化為5V左右的直流輸出。

進(jìn)一步地，所述整流電路采用橋式全波整流器，所述濾波電路采用RC濾波電路，所述穩(wěn)壓電路采用穩(wěn)壓二極管，所述升壓電路采用DC-DC升壓芯片MAX859。從線圈繞組3輸出端輸入的為交流電，通過橋式全波整流器、RC濾波電路、穩(wěn)壓二極管之后得到直流電，最后采用極低功耗的DC-DC升壓芯片MAX859，將電壓穩(wěn)定在5V左右，由A型母頭的USB接口輸出。從圖3可見，線圈繞組3的交流電通過管理電路8之后輸出DC4.7V。

進(jìn)一步地，所述永磁體4為釹鐵硼強(qiáng)磁鐵，釹鐵硼強(qiáng)磁鐵提供磁力線，所述USB接口為A型USB母頭接口。

本實(shí)用新型在使用時(shí)，可以將本實(shí)用新型固定在四肢上，當(dāng)人體在運(yùn)動(dòng)時(shí)，四肢的擺動(dòng)導(dǎo)致了本實(shí)用新型的外殼1內(nèi)部的彈性擺線2前后擺動(dòng)，彈性擺線2帶動(dòng)線圈繞組3發(fā)生前后擺動(dòng)，線圈繞組3前后擺動(dòng)從而切割左磁鐵4-1和右磁鐵4-2之間的磁力線，使線圈繞組3內(nèi)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，再依次通過整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路、升壓電路和USB接口從而輸出穩(wěn)定的直流電，如圖3所示，輸出的直流電可以為可充電電池充電，也可以直接為隨身攜帶的電子設(shè)備如手機(jī)、MP3等充電。本實(shí)用新型在使用時(shí)，如果人體發(fā)生上下振動(dòng)時(shí)，會(huì)由于彈性擺線2發(fā)生彈力從而使線圈繞組3產(chǎn)生上下運(yùn)動(dòng)，線圈繞組3上下運(yùn)動(dòng)從而切割左磁鐵4-1和右磁鐵4-2之間的磁力線，從而使線圈繞組3內(nèi)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)；限位條5起到了防止線圈繞組3前后擺動(dòng)或者上下運(yùn)動(dòng)時(shí)碰撞到管理電路8的作用，第一防撞墊6和第二防撞墊7減輕了線圈繞組3前后擺動(dòng)時(shí)碰撞到外殼1的前側(cè)面和外殼1的后側(cè)面的力度，緩解了碰撞力度從而延長(zhǎng)外殼1和線圈繞組3的使用壽命。

本實(shí)用新型的保護(hù)范圍包括但不限于以上實(shí)施方式，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)，任何對(duì)本技術(shù)做出的本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易想到的替換、變形、改進(jìn)均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。