[发明专利]足部动能捕获存储与能量转换发电装置

说明书

一种足部动能捕获器，及实现能量存储和能量转换的可穿戴装置；主要是设计一种以空气为媒介，收集人在跑步、走路等足部运动时所产生的动能，并以压缩空气的形式，进行能量储存，同时实现气动发电的装置；所述装置由能量捕获储存器和气动微型发电机两部分构成，能量捕获储存器是把人的体重和走路时对地面的冲击力，转变成压力，施加在伸缩器上，形成压缩气体，再经增压后，储存于能量收集储存系统；并以此为动力源，带动微型发动机做高速旋转，使机械能转变为电能储存于电池中，为穿戴设备或手机充电，或其所形成压缩气体，直接给自行车轮胎、颈腰枕、球类等设备充气。

技术领域

本发明专利公开一种足部动能捕获器，及实现能量存储和能量转换的可穿戴装置；主要是设计一种以空气为媒介，收集人在跑步、走路等足部运动时所产生的动能，并以压缩空气的形式，进行能量储存，同时实现气动发电的装置，称作“足部动能捕获存储与能量转换发电装置”，简称ZBFN。

背景技术

可穿戴、可携带智能设备越来越普及，如智能手机、智能手表、智能眼镜、运动健康监控设备等；可持续供电问题一直在困扰着人们，利用低功耗的芯片，高性能的电池，更小的体积，更长的续航力，来解决持续供电问题，但都不尽人意；在越来越智能化、软件容量越来越大、传输速度越来越快、对手机等设备依赖性越来越强的当今，人们对可穿戴、可携带智能设备的持续供电有了更高的要求。于是，太阳能、人体热能、人体机械能的捕获收集与转换引起了国内外的重视，国内外有很多的机构投入了很多的精力来研究能量捕获的方法和规律；太阳能需大面积，还需长期处于室外太阳光下，受环境制约较大；人体热能虽恒定，但需较大的温差变化，于是利用率不高，只是微瓦级，且效率低下；人体机械能，为用于人体运动的目标能量，其功率约为81W，20%真正支持人的运动，80%变为热能散发掉，如果通过特殊的装置，收集废弃的能量的小部分，转换为电能，可观的功率便可长时间工作，成为永续电源。人步行时人体足部、躯干和膝关节呈有规律运动，都有捕获其能量的可能性，但从可穿戴性、绝对功率、能量转换效率、能源的稳定性上考虑，人体足部运动在能量捕获上更胜一筹。目前，用压电陶瓷、电磁感应器来捕获人正常步行时所产生的重力和冲击力能量，取得一定的效果，但在考虑易穿戴性的前提下，效率还是相对较低，达不到为手机等耗电较大的智能设备供电。基于上述，人在正常步行时所产生的能量是可观的，但在如何有效捕获上，需要采用更好的设计和结构来提高其能量储存和捕获效率。

发明内容

为了解决目前所存在的智能手机、智能手表、智能眼镜、运动健康监控等可携带可穿戴设备，持续供电问题，设计了一种足部运动能量捕获器及动能转换存储发电装置；主要是在足部穿戴（鞋）适应性的前提下，利用空气压缩装置，把人在步行、跑步或足部拍打时，所产生能量捕获并收集起来；让所收集并储存的压缩空气，带动微型气动发电机发电；为手机、手表等可穿戴、可携带智能设备永续充电。