綠色人體能源

摘 要：我們開發(fā)出了一套獨特的人體綠色功夫發(fā)電系統(tǒng)，它的核心部件是一臺人體拉力發(fā)電機，人們通過不斷的拉力對其做功，帶動永磁電機旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的電能不僅可以供系統(tǒng)自身使用，而且可以供手機等設(shè)備充電使用。這可謂是綠色能源技術(shù)與市場開發(fā)的又一次完美結(jié)合。

關(guān)鍵詞：綠色節(jié)能 發(fā)電拉力 發(fā)電機

中圖分類號：X5文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1674-098X（2013）04（b）-0088-01

隨著人們生活水平的提高，對身體素質(zhì)要求的提高，很多人開始積極投入到健身的生活中去，但在健身時產(chǎn)生的巨大的機械能大都白白浪費掉了，如何能夠利用起這部分能量是我們所關(guān)心的。

并且隨著科技的進步，4G手機將會成為以后的主流，智能手機耗電量巨大，而有的設(shè)備比如iphone又不可以更換電池，這些用戶沒有充足的時間去為手機充電。手機在外使用難免會遇到電池沒電的情況。有時手機沒電造成的困擾甚至損失是不可估量的。

而我們設(shè)計的這臺功夫發(fā)電機能夠很好的解決這些問題，人們通過不斷的拉動拉繩，帶動拉力發(fā)電機運轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的電能可以供手機等設(shè)備充電使用，所以這臺機器集健身、發(fā)電于一體，具有很好的應(yīng)用前景。

1 系統(tǒng)關(guān)鍵部位概述

1.1 拉力發(fā)電機

首先確定了項目中必須要使用無滑環(huán)、無碳刷、定轉(zhuǎn)子氣隙大的永磁直流發(fā)電機。其次我們考慮到了我們要對6 V或者9 V的電瓶進行充電，所以發(fā)電機發(fā)出的點的電壓應(yīng)在10～30 V左右，在此考慮下我們選用了多種發(fā)電機進行實驗，最終選定了一款中意的電機。其次我們要制作拉力發(fā)電機重點要有一個拉盤與發(fā)電機相結(jié)合，在我們拉拉線時，拉盤會帶著發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸進行正向轉(zhuǎn)動，并且拉盤中有一個卷簧，會帶著拉出的線迅速收回，而拉線收回時不會帶著發(fā)電機轉(zhuǎn)軸反向轉(zhuǎn)動，為了實現(xiàn)這一結(jié)構(gòu)，我們動手制作了一個連接杯焊在發(fā)電機轉(zhuǎn)軸上，當(dāng)拉盤正向轉(zhuǎn)動時，拉盤中會伸出兩個彈片，兩個彈片會卡在扭力杯的空隙中，帶著發(fā)電機轉(zhuǎn)動，而線回收時彈片回收，不會帶動扭力杯旋轉(zhuǎn)，這樣就可以保證發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸一直正向旋轉(zhuǎn)，這樣就可以實現(xiàn)我們所需要的拉力發(fā)電功能。

1.2 單片機系統(tǒng)

單片機編程主要控制整個系統(tǒng)的正常運行：a.判別拉力發(fā)電機工作分級，并且在判斷用戶的操作滿足一定的條件下（比如用戶在200 N的拉力下拉動發(fā)電機的有效次數(shù)滿足30次）啟動供電窗口，可以給手機充電。b.控制電瓶充電的過程，保護電瓶，防止電瓶過充。

單片機來控制充電過程給單片機設(shè)計充電控制算法，首先根據(jù)電池容量、安培小時數(shù)等得到安全充電電流，在發(fā)電機變功況的條件下，就要啟動充電電流控制算法，由充電電流控制算法啟動數(shù)字電位器，有效的控制充電電流。避免蓄電池過沖造成蓄電池?fù)p壞。

1.3 電流穩(wěn)壓及輸出系統(tǒng)

由于發(fā)電機發(fā)出的電并不是理想的正弦波，電壓、電流的波動對用電設(shè)備會造成很大的傷害，降低設(shè)備的使用壽命，所以我們需要設(shè)計一個直流降壓穩(wěn)壓模塊來對發(fā)電機發(fā)出的電流進行處理。我們選用了LM2596穩(wěn)壓集成模塊，對電壓進行波形處理。LM2596開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器是降壓型電源管理單片集成電路，輸入電壓可高達(dá)40V可調(diào)輸出電壓范圍1.2～37 V，它具有很好的線性和負(fù)載調(diào)節(jié)特性。

1.4 電路運行流程

拉環(huán)的拉力通過皮帶傳到傳動裝置上，帶動直流發(fā)電機高速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生脈動的直流電，在經(jīng)過直流降壓斬波器將脈動的電流變成電壓、頻率穩(wěn)定的直流電，電流一方面供給用電設(shè)備，另一方面與蓄電池相連接，將電能儲存于蓄電池中。

2 系統(tǒng)應(yīng)用與結(jié)語

我們的綠色人體能源功夫發(fā)電系統(tǒng)，可以應(yīng)用在多種設(shè)備上，可以設(shè)計成街邊的手機加油站，等等，總之我們的拉力發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用可謂是十分的廣闊。

它利用人運動所消耗的能量發(fā)出的電以供設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)，同時可為用戶手機充電，這是健美瘦身的時尚生活方式與節(jié)能減排時代主題的完美結(jié)合，響應(yīng)了國家全民健身、節(jié)能環(huán)保的號召。這一創(chuàng)意蘊含著呼吁人們關(guān)注綠色環(huán)保能源、人人參與健身、構(gòu)建和諧社會的意義，有助于提高全民族的身體與文化素質(zhì)。

參考文獻(xiàn)

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