将弯曲转换成旋转的转换器制造技术

一种将主体的弯曲转换为电能的装置，包括一发电机、一弯曲转换器和一连接器。所述发电机包括一定子和连接到一转轴的一转子。所述弯曲转换器包括具有前侧和后侧的一弯曲臂。所述定子和所述弯曲臂的后侧设计为直接或间接固定在主体上。所述转轴在第一连接点处连接到所述连接器，且所述弯曲臂的前侧在第二连接点处连接到所述连接器。当主体弯曲时，所述弯曲臂弯曲并使所述转子相对于所述定子旋转。弯曲并使所述转子相对于所述定子旋转。弯曲并使所述转子相对于所述定子旋转。

Converter that converts bending to rotation

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】将弯曲转换成旋转的转换器


[0001]本公开涉及将机械结构的弯曲转换为旋转运动，且涉及使用种旋转来发电。

技术介绍

[0002]本专利技术描述了一种用于将结构的弯曲(bending)转换为旋转(rotation)的方法。在本申请中，所述方法将被称为转换器。这种转换器可以通过将旋转耦合到发电机(优选地为带有齿轮的发电机)，以使用旋转来收集能量，以便从结构的弯曲中收集能量。弯曲可由例如人体的肢体弯曲、轮胎弯曲、诸如球和球拍之类的运动装置弯曲所引起。其他应用可能会使用此类转换器从汽车或飞机产生的运动中获取能量，以支持诸如传感器等自供电设备。另一个例子是使用这种转换器将动物肢体的弯曲转换为电能，以支持跟踪或监测牲畜健康的设备。另一个示例是使用这种转换器来转换机翼、桅杆或树木的运动，以从风和水(例如海浪)中获取能量。然而，另一个例子是使用这种转换器来转换汽车轮胎的弯曲以产生电力，以支持轮胎压力监测。
[0003]在本专利申请中，我们专注于鞋子的能量收集器，但可以理解的是，转换器可以用于上述示例的其他应用。
[0004]与本专利申请中描述的能量收集器不同，現有技術是致力在將人類的步行和跑步轉换為電力，專注於抬起腿並將鞋子(主要是腳後跟)壓到地面上。
[0005]KR 101911647 B1公开了一种利用气压的能量收集鞋，如图1a和图1b所示。鞋内的能量收集器包括：形成有一内部空间的一鞋底；一空间分隔板，将所述内部空间划分为一第一层和一第二层，并包括至少一个通孔；一弹性膜耦接于所述通孔，并根据所述第一层内气压的变化而朝向所述第一层及所述第二层移动；一能量收集器安装在所述第二层中，通过接收与弹性膜的运动对应的压力来发电；以及用于将所述第二层内部的空气排放到所述鞋底外部或将所述鞋底外部的空气引入第二层的一空气出口。
[0006]KR 20150048019公开了一种采用压电传感器的鞋子，其能够基于使用压电传感器的压电能量收集进行自操作，并用于穿戴者的医疗保健。这在图1c中示意性地示出。本专利技术的一个方面提供了多功能鞋，包括：一压电传感器，其通过穿戴者施加的压力产生电信号；一能量收集电路，将所述压电传感器产生的交流电信号转换为直流电；及一微处理器，所述接收来自能量收集电路的直流电并处理压电传感器产生的电信号。
[0007]CN 104489996是另一种嵌入鞋子中的能量收集器，其基于压电效应，如图1d所示。压电能量采集装置包括多个压电单元1和一压电薄膜层压层2，每个压电单元1由压电材料3和两个凸形弹性金属片4组成，每两个弹性金属片粘接在压电材料的两侧。对应的压电材料3，压电单元1叠置在鞋身的鞋底后跟处，所述压电薄膜叠层2由多片PVDF压电薄膜6和金属薄片7贴合堆叠而成。
[0008]US 2014/0145450 A1还利用脚跟与地面的撞击来收集能量。如图1e中所述，脚跟板向下移动而压缩支撑弹簧，同时滑轮系统增加位移量，并旋转杠杆臂，导致发电机旋转。齿轮链进一步增加了这个位移，以增加发电机在旋转时产生的功率。
[0009]现有技术使用复杂的机构将脚后跟按压地面的机械能转换为电能。脚后跟对地面的按压是非常个人化的，这取决于人的体重以及他是走路、跑步还是跳跃。在一些情况下，鞋类和地面之间的相互作用可能是剧烈的且损坏能量收集器。
[0010]US 8716877 B2教导了一种用于从踝关节运动中获取能量的方法，包括跨踝关节耦合一发电机模块，所述发电机模块包括一发电机和一弹性构件。如图1f所示，所述发电机被固定到小腿上，且发电机发生器和发电机弹性构件中的至少一个通过踝关节连续地连接到足部。在利用发电机从踝关节的运动中发电的同时，可以在弹性构件中收集能量。可替代地或另外地，在能量被收集之后，所述发电机可以利用在弹性构件中收集的能量来发电。这种方法由许多部分组成，且位在鞋子外部，这是不实用的。
[0011]本专利申请中描述的转换器，将鞋在指部区域的自然弯曲转换为旋转。与现有技术相比，本专利申请中描述的转换器更简单。此外，转换器对不同的人体运动方式(即走、跑、跳)不太敏感。

技术实现思路

[0012]本专利技术涉及基于将弯曲转换为旋转的能量收集器。弯曲可以通过主体的弯曲或通过一个部分相对于另一部分的旋转产生，从而在将弯曲转换为旋转的转换器上引起弯曲。旋转在将旋转转换为电能的设备(例如发电机)上引起旋转。由于弯曲，旋转也可以使用齿轮箱来引起大量旋转。
附图说明
[0013]图1a至图1f：现有技术。
[0014]图2：具有两个弯曲臂的能量收集器的概念描述。
[0015]图3：具有两个弯曲臂的能量收集器的分解图。
[0016]图4a：具有两个弯曲臂的能量收集器处于静止位置时的侧视图。
[0017]图4b：图4a的能量收集器处于弯曲位置。
[0018]图5a：处于静止位置的具有三个弯曲臂的能量收集器。
[0019]图5b：图5a的能量收集器处于弯曲位置。
[0020]图6a：能量收集器的另一个实施例。
[0021]图6b：图6a的能量收集器处于弯曲位置。
[0022]图7a至图7d：弯曲臂和转子之间连接的描述。
[0023]图8a：能量收集器的另一个实施例。
[0024]图8b：图8a的能量收集器的侧视图。
[0025]图9a：能量收集器的另一个实施例。
[0026]图9b：图9a的能量收集器的侧视图。
[0027]图10a：能量收集器的另一个实施例。
[0028]图10b：图10a的能量收集器的侧视图。
[0029]图11a和图11b：弯曲臂和转轴之间的连接示意图。
[0030]图12：具有齿轮的发电机的一般说明。
[0031]图13：使用能量收集器从步行中收集能量的示例。
[0032]图14：使用能量收集器从能够弯曲的肢体中收集能量的示例。
[0033]图15：使用能量收集器从风或海浪中收集能量的示例。
[0034]图16：使用能量收集器从树上收集能量的示例。
[0035]图17：使用能量收集器从轮胎中收集能量的示例。
具体实施方式
[0036]本專利申請涉及通過將彎曲轉換為旋轉發電機(优选地通过增加发电机的RPM的齿轮)的線性運動，來從來回彎曲的主體中收集能量。
[0037]参考图2，其概念性地描述了将一主体(500)的弯曲转换为电能的能量收集器(5)。所述能量收集器包括一发电机(40)、一弯曲元件(9)和一转换器(32)。所述发电机(40)包括一定子(41)和与转轴连接的一转子(43)，且所述弯曲元件(9)包括一弯曲臂(30)，其具有前侧(301)和后侧(302)。所述定子和所述弯曲臂的后侧直接或间接地固定到所述主体(500)。转轴(42)在第一连接点(321)的位置连接到将弯曲转换到旋转的转换器(32)，且所述弯曲臂(30)的前侧(301)在第二连接点(322)的位置连接到将弯曲转换到旋本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于将主体的弯曲转换为电能的装置，其特征在于：所述装置包括一发电机、一弯曲元件、及将弯曲转换为旋转的一转换器；其中，所述发电机包括一定子和连接到一转轴的一转子，且其中所述弯曲元件包括具有前侧和后侧的一弯曲臂；其中，所述定子和所述弯曲臂的所述后侧设计为直接或间接地固定在主体上；其中，所述转轴在一第一连接点连接到将弯曲转换为旋转的所述转换器，且所述弯曲臂的前侧在一第二连接点连接到将弯曲转换为旋转的所述转换器；且当主体弯曲时，所述弯曲臂弯曲并使所述转子相对于所述定子旋转。2.一种用于将主体的弯曲转换为电能的装置，其特征在于：所述装置包括具有一定子和连接到一转轴的一转子的一发电机、一弯曲元件、以及将弯曲转换为旋转的一转换器；其中，所述弯曲元件包括具有前侧和后侧的一第一弯曲臂，以及具有前侧和后侧的一第二弯曲臂；其中，所述第一弯曲臂的后侧与所述第二弯曲臂的后侧以在所述第一弯曲臂与所述第二弯曲臂之间形成间隙的方式彼此连接；其中，所述转轴在第一连接点连接到所述转换器；其中，所述第一弯曲臂的前侧在第二连接点连接到所述转换器；其中，所述第二弯曲臂的前侧直接或间接地连接至所述定子；且当所述第一弯曲臂与所述第二弯曲臂弯曲时，所述转子可相对于所述定子旋转。3.一种用于将主体的弯曲转换为电能的装置，其特征在于：所述装置包括具有一定子和一转子的一发电机、一弯曲元件和将弯曲转换为旋转的一转换器；其中，所述弯曲元件包括具有前侧和后侧的一上弯曲臂、具有前侧和后侧的一中间弯曲臂、以及具有前侧和后侧的一下弯曲臂；其中，所述上弯曲臂的后侧、所述中间弯曲臂的后侧及所述下弯曲臂后侧以在所述上弯曲臂和所述中间弯曲臂之间形成第一间隙以及在所述中间弯曲臂和所述下弯曲臂之间形成第二间隙的方式彼此连接；其中，所述转换器的中间部分与连接所述转子的一转轴连接，所述转换器的一上部与所述上弯曲臂的前侧轴向连接，所述转换器的一下部与所述下弯曲臂的前侧轴向连接；其中，所述中间弯曲臂的前侧连接至所述所述定子；且当所述上弯曲臂、所述中间弯曲臂、所述下弯曲臂弯曲时，所述转子可以相对于所述定子旋转。4.一种用于将主体的运动转换为电能的装置，其特征在于：所述装置包括：(a)一发电机，包括一定子、连接到一转轴的一转子、及一上水平挡臂；(b)一弯曲元件，包括具有前侧和后侧的一上弯曲臂、以及具有前侧和后侧的一下弯曲臂；其中，所述上弯曲臂的后侧与所述下弯曲臂的后侧以在所述上弯曲臂与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹，
申请(专利权)人：恩乐维宾有限公司，
类型：发明
国别省市：