本发明涉及一种能量采集相关领域,尤其涉及一种柔性双驱动推拉式高功率足部能量采集器。
背景技术:
1、随着居民生活水平的提高和经济能力的上升,工作人员的工作压力也不断加大。同时户外运动的装备水平不断提高,活动项目愈加丰富,由此,户外活动成为人们放松心情,缓解压力,锻炼身体的最佳选择。据有关部门统计,户外运动装备市场的潜在市值高达数十亿元。然而,户外电子设备的供电问题常常成为限制户外运动体验和安全性的关键因素。在这种背景下,户外能源采集装置,作为一种“第二电池”,因其自供电和轻量化的显著优势而受到广泛关注。这类装置能有效解决户外活动中电力供应的问题,从而提升户外运动的整体体验和安全性。
2、足部能量采集技术可有效收集人足部在运动所产生的机械能,将其安放在户外运动者的脚部下方,可进一步增强缓冲减震能力,提高穿戴者自主运动的敏捷性和适应性。作为人体能源采集新兴研究方向,液压双驱动结构能源采集技术具有实现结构简单、运动可靠、装配方便、发电功率高,人机适应性强等优点,为运动者在电能供应受限的户外环境提供了新的解决方案。目前,通过电磁感应,摩擦生电的原理,人们已发明出来多种人体运动能源采集装置。如专利cn117678831a发明了一种踩踏弹性储水袋,使得多个弹性储水袋从多个方向朝对应的板型线组喷射绝缘液体,使得固定壳内的绝缘液体旋转式流动,从多个方向带动多个板型线组转动,并做切割磁感线的运动,进而发电的发电鞋;专利cn113951600a提出了一种将外部气体通过气体压缩部进行压缩后通向所述气体过度部进行存储、收集和过度的装置,所述气体过度部与所述能源转换部通过喷嘴和软接头连接,用于将气体由所述气体过度部通入到所述能源转换部,并将其转换为电能进行发电和存储;专利cn113662316a提出了一种新型复合发电鞋,将弹性势能转化为机械能带动发电机发电;专利cn113892722a提出了一种效能运动发电鞋,将鞋底弯曲产生机械能转化为电能并储存在蓄电池中。
3、从对现有发电鞋的分析与总结中观察到,大多数产品主要采用刚性结构(如普通连杆和传动齿轮)或是聚酯纤维薄片等材料。这些设计限制了发电装置在柔性化、高功率输出及高效率方面的表现。此外,目前的发电鞋多依赖于多级齿轮传动系统,传动比的增加直接导致齿轮数量和所占空间的增加,进而使得装置重量显著增加,体积扩大,这不利于适应户外运动的多变地形和减少运动者的体力消耗。
技术实现思路
1、本发明克服了现有技术的不足,提供一种柔性双驱动推拉式高功率足部能量采集器。
2、为达到上述目的,本发明采用的技术方案为:一种柔性双驱动推拉式高功率足部能量采集器,包括:液压驱动机构,与液压驱动机构固定连接的发电机构,以及采集模组,
3、液压驱动机构包括若干液压泵组;液压泵组采用橡胶材质制成,液压泵组内部呈密封设置,液压泵组分别对称设置于发电机构的前后两侧;
4、发电机构包括推动组件,与推动组件啮合的多级放大组件,以及与设置于多级放大组件底部的发电机;推动组件与液压泵组固定连接,推动组件设置于多级放大组件的左右两侧;
5、采集模组包括:发电模块,与发电模块电性连接的储能模块,以及与发电模块电性连接的储能模块;发电模块与发电机电性连接,将发电机的机械能转化为电能。
6、本发明一个较佳实施例中,液压驱动机构和发电机构固定连接于鞋子底部,采集模组固定连接于鞋子的侧面。
7、本发明一个较佳实施例中,液压泵组包括前液压囊以及后液压囊,前液压囊和后液压囊呈串联于一体设置,前液压囊一端固定连接有橡胶管。
8、本发明一个较佳实施例中,前液压囊和后液压囊内侧均固定连接有仿生内腔瓣膜,仿生内腔瓣膜呈光滑的曲线设置,仿生内腔瓣膜采用聚酞胺织物制成。
9、本发明一个较佳实施例中,推动组件包括液压缸,以及与液压缸固定连接的齿条;齿条设置于液压缸与多级放大组件中间,齿条与多级放大组件啮合。
10、本发明一个较佳实施例中,液压缸包括:缸体,与缸体滑动连接的活塞杆,以及与活塞杆固定连接的恒力弹簧;缸体的一端开设有进液口,进液口与橡胶管固定连接。
11、本发明一个较佳实施例中,多级放大组件包括一级放大件,以及与一级放大件啮合的二级放大件;一级放大件和二级放大件均采用若干大小不一的齿轮组成。
12、本发明一个较佳实施例中,一级放大件包括两个等大的一级齿轮,一级齿轮呈堆叠设置。
13、本发明一个较佳实施例中,二级放大件包括两个行星齿轮,以及设置于行星齿轮外侧的齿轮架,行星齿轮的齿轮轴与发电机的转轴为同一根。
14、本发明一个较佳实施例中,行星齿轮包括齿圈,与齿圈内侧啮合的行星轮,以及与行星轮啮合的太阳轮;一级齿轮、齿圈、行星轮以及太阳轮直径依次减小。
15、本发明解决了背景技术中存在的缺陷,本发明具备以下有益效果:
16、(1)本发明提供了一种柔性双驱动推拉式高功率足部能量采集器,通过在液压泵组内上下各设置一个仿生内腔瓣膜与液压缸内的恒力弹簧相互配合使用,且仿生内腔瓣膜采用聚酞胺织物制备而成,以此使得仿生内腔瓣膜具有较高的弹性形变性,相较于现有技术,使得在对液压泵组内的液压介质进行推动过程中,通过以恒力弹簧为主方式内腔瓣膜为辅的方式,使得液压泵组快速回复形变,进而达到使得液压泵组能够完全贴合脚部,在为脚部提供支撑的同时,对内部的液压介质进行挤压与吸收,进而使得脚部每一次的下压均能够转化为发电机的机械能。
17、(2)本发明提供了一种柔性双驱动推拉式高功率足部能量采集器,通过齿条、一级放大件以及二级放大件之间的相互配合使用,通过齿条、一级放大件以及二级放大件依次进行啮合,且一级放大件的齿轮大于二级放大件最大的齿轮,从而使得在较小的面积内进行若干格大小不一的齿轮啮合,进而达到提高转速的效果,相较于现有技术,通过两个大齿轮分别与两个行星齿轮进行啮合,并以最小的齿轮作为动力输出轮,进而最大化的提高太阳轮的转速,以此达到将脚部的下压力最大化转化为电能。
1.一种柔性双驱动推拉式高功率足部能量采集器,包括:液压驱动机构,与所述液压驱动机构固定连接的发电机构,以及采集模组,其特征在于,
2.根据权利要求1所述的一种柔性双驱动推拉式高功率足部能量采集器,其特征在于:所述液压驱动机构和所述发电机构固定连接于鞋子底部,所述采集模组固定连接于鞋子的侧面。
3.根据权利要求1所述的一种柔性双驱动推拉式高功率足部能量采集器,其特征在于:液压泵组包括前液压囊以及后液压囊,所述前液压囊和所述后液压囊呈串联于一体设置,前液压囊一端固定连接有橡胶管。
4.根据权利要求1所述的一种柔性双驱动推拉式高功率足部能量采集器,其特征在于:所述前液压囊和所述后液压囊内侧均固定连接有仿生内腔瓣膜,所述仿生内腔瓣膜呈光滑的曲线设置,所述仿生内腔瓣膜采用聚酞胺织物制成。
5.根据权利要求1所述的一种柔性双驱动推拉式高功率足部能量采集器,其特征在于:所述推动组件包括液压缸,以及与所述液压缸固定连接的齿条;所述齿条设置于所述液压缸与所述多级放大组件中间,所述齿条与所述多级放大组件啮合。
6.根据权利要求3所述的一种柔性双驱动推拉式高功率足部能量采集器,其特征在于:所述液压缸包括:缸体,与所述缸体滑动连接的活塞杆,以及与所述活塞杆固定连接的恒力弹簧;所述缸体的一端开设有进液口,所述进液口与所述橡胶管固定连接。
7.根据权利要求1所述的一种柔性双驱动推拉式高功率足部能量采集器,其特征在于:所述多级放大组件包括一级放大件,以及与所述一级放大件啮合的二级放大件;所述一级放大件和所述二级放大件均采用若干大小不一的齿轮组成。
8.根据权利要求1所述的一种柔性双驱动推拉式高功率足部能量采集器,其特征在于:所述一级放大件包括两个等大的一级齿轮,所述一级齿轮呈堆叠设置。
9.根据权利要求1所述的一种柔性双驱动推拉式高功率足部能量采集器,其特征在于:所述二级放大件包括两个行星齿轮,以及设置于行星齿轮外侧的齿轮架,所述行星齿轮的齿轮轴与所述发电机的转轴为同一根。
10.根据权利要求1所述的一种柔性双驱动推拉式高功率足部能量采集器,其特征在于:所述行星齿轮包括齿圈,与所述齿圈内侧啮合的行星轮,以及与所述行星轮啮合的太阳轮;所述一级齿轮、所述齿圈、所述行星轮以及所述太阳轮直径依次减小。
