淺談一種自發(fā)電跳繩

郭藝璇 唐玉儒 王慧 李世偉

摘 要：文章介紹了一種自發(fā)電跳繩，包括一根繩子，第一手柄，第二手柄以及設(shè)置在第一手柄內(nèi)的計(jì)數(shù)裝置、照明裝置、音樂(lè)播放裝置和顯示裝置。該跳繩在使用過(guò)程中能夠自動(dòng)發(fā)電并巧妙整合電能，最終利用電能進(jìn)行照明、音樂(lè)播放和記錄跳繩的次數(shù)，大大增加了運(yùn)動(dòng)時(shí)的趣味性，既環(huán)保又達(dá)到了健身的目的。

關(guān)鍵詞：跳繩；自發(fā)電；環(huán)保

跳繩有很多的好處，但是對(duì)那些電子計(jì)數(shù)跳繩來(lái)說(shuō)用不了多久就要換電池，而電池對(duì)環(huán)境造成很大污染，這不符合當(dāng)代環(huán)保的主題。為什么不把運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的能量加以利用起來(lái)呢？于是，自發(fā)電跳繩應(yīng)運(yùn)而生，雖然已有文獻(xiàn)公開(kāi)了能夠自動(dòng)發(fā)電的跳繩，但是跳繩兩支手柄所產(chǎn)生的電能如果分別供電則功率較小，而且尚未見(jiàn)到能夠?qū)芍直a(chǎn)生的電能進(jìn)行整合的跳繩產(chǎn)品，文獻(xiàn)中亦無(wú)相關(guān)內(nèi)容的記載。

文章涉及一種體育器材，尤其涉及一種能夠在使用過(guò)程中發(fā)電的跳繩，包括一根繩子、第一手柄、第二手柄以及設(shè)置在第一手柄內(nèi)的計(jì)數(shù)裝置、照明裝置、音樂(lè)播放裝置和顯示裝置，第一手柄和第二手柄為筒形結(jié)構(gòu)，第一手柄和第二手柄的近繩端通過(guò)軸承分別安裝有傳動(dòng)軸Ⅰ和傳動(dòng)軸Ⅱ，傳動(dòng)軸Ⅰ和傳動(dòng)軸Ⅱ分別軸接有發(fā)電機(jī)Ⅰ和發(fā)電機(jī)Ⅱ，傳動(dòng)軸Ⅰ和傳動(dòng)軸Ⅱ的外端均固定連接有旋轉(zhuǎn)球，旋轉(zhuǎn)球上設(shè)置有用于連接繩子的穿繩孔；第一手柄內(nèi)安裝有蓄電池，發(fā)電機(jī)Ⅰ和發(fā)電機(jī)Ⅱ均通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與蓄電池相連，計(jì)數(shù)裝置、照明裝置、音樂(lè)播放裝置和顯示裝置通過(guò)電源開(kāi)關(guān)與蓄電池相連。

1 跳繩的好處以及環(huán)保的意義

經(jīng)國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家研究，跳繩對(duì)心臟機(jī)能有良好的促進(jìn)作用，它可以讓血液獲得更多的氧氣，使心血管系統(tǒng)保持強(qiáng)壯和健康。跳繩能增強(qiáng)人體心血管、呼吸和神經(jīng)系統(tǒng)的功能。跳繩能增進(jìn)人體器官發(fā)育，有益于身心健康，強(qiáng)身健體，開(kāi)發(fā)智力，豐富生活，提高整體素質(zhì)。隨著人們環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)，綠色環(huán)保機(jī)電產(chǎn)品在新世紀(jì)逐漸成為一個(gè)研究的熱點(diǎn)。在小型的環(huán)保機(jī)電產(chǎn)品中，常常充分利用人們身邊綠色能源（比如人體機(jī)械能、人體動(dòng)能等），將其轉(zhuǎn)變成合適的能源形式，供不同的電器使用。

2 技術(shù)方案

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，所采取的技術(shù)方案是：第一手柄內(nèi)設(shè)置有計(jì)數(shù)裝置、照明裝置、音樂(lè)播放裝置和顯示裝置，顯示裝置與計(jì)數(shù)裝置相連，第一手柄和第二手柄為筒形結(jié)構(gòu)，第一手柄和第二手柄的近繩端通過(guò)軸承分別安裝有傳動(dòng)軸Ⅰ和傳動(dòng)軸Ⅱ，傳動(dòng)軸Ⅰ和傳動(dòng)軸Ⅱ的外端均固定連接有旋轉(zhuǎn)球，旋轉(zhuǎn)球上設(shè)置有穿繩孔，繩子通過(guò)穿繩孔與旋轉(zhuǎn)球相連；第一手柄和第二手柄內(nèi)分別安裝發(fā)電機(jī)Ⅰ和發(fā)電機(jī)Ⅱ，發(fā)電機(jī)Ⅰ和發(fā)電機(jī)Ⅱ分別與所述傳動(dòng)軸Ⅰ和傳動(dòng)軸Ⅱ軸接；第一手柄內(nèi)安裝有蓄電池，發(fā)電機(jī)Ⅰ通過(guò)兩根導(dǎo)線(xiàn)Ⅰ連接在蓄電池上，第一手柄內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)電圈Ⅰ和導(dǎo)電圈Ⅱ，第二手柄內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)電圈Ⅲ和導(dǎo)電圈Ⅵ，傳動(dòng)軸Ⅰ上設(shè)置導(dǎo)電刷Ⅰ和導(dǎo)電刷Ⅱ，傳動(dòng)軸Ⅱ上設(shè)置有導(dǎo)電刷Ⅲ和導(dǎo)電刷Ⅳ，導(dǎo)電刷Ⅰ與導(dǎo)電圈Ⅰ、導(dǎo)電刷Ⅱ與導(dǎo)電圈Ⅱ、導(dǎo)電刷Ⅲ與導(dǎo)電圈Ⅲ、導(dǎo)電刷Ⅳ與導(dǎo)電圈Ⅳ分別滑動(dòng)接觸，發(fā)電機(jī)Ⅱ的正極與導(dǎo)電圈Ⅳ之間通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)Ⅱ相連，導(dǎo)電刷Ⅳ與導(dǎo)電刷Ⅱ通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)Ⅲ相連，導(dǎo)電圈Ⅱ與蓄電池的正極通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)Ⅳ相連，發(fā)電機(jī)Ⅱ的負(fù)極與導(dǎo)電圈Ⅲ之間通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)Ⅴ相連，導(dǎo)電刷Ⅲ與導(dǎo)電刷Ⅰ通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)Ⅵ相連，導(dǎo)電圈Ⅰ與蓄電池的負(fù)極通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)Ⅶ相連，導(dǎo)線(xiàn)Ⅲ與導(dǎo)線(xiàn)Ⅵ均穿過(guò)傳動(dòng)軸Ⅱ、旋轉(zhuǎn)球、繩子和傳動(dòng)軸Ⅰ；計(jì)數(shù)裝置、照明裝置、音樂(lè)播放裝置和顯示裝置通過(guò)電源開(kāi)關(guān)與蓄電池相連。

該跳繩在使用過(guò)程中能夠自動(dòng)發(fā)電并巧妙地將發(fā)電機(jī)Ⅰ和發(fā)電機(jī)Ⅱ產(chǎn)生的電能整合到同一個(gè)蓄電池，最終利用電能進(jìn)行照明、音樂(lè)播放和記錄跳繩的次數(shù)，有效避免單個(gè)發(fā)電機(jī)發(fā)電功率較小、電能儲(chǔ)存過(guò)慢的問(wèn)題，同時(shí)，發(fā)電機(jī)Ⅱ與蓄電池之間合理的電路連接使電能傳輸過(guò)程中不影響正常的跳繩動(dòng)作。

3 跳繩的結(jié)構(gòu)組成

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

其中照明裝置5和顯示裝置7均嵌設(shè)在第一手柄2的外殼內(nèi)并與第一手柄2的外表面保持平齊；音樂(lè)播放裝置6嵌設(shè)在第一手柄2的外殼內(nèi)，音樂(lè)播放裝置6的按鍵凸出于第一手柄2的外表面。計(jì)數(shù)裝置4包括清零鍵和設(shè)置在傳動(dòng)軸Ⅰ8上旋轉(zhuǎn)感應(yīng)器，照明裝置5為L(zhǎng)ED燈，音樂(lè)播放裝置6為MP3播放器，顯示裝置7為L(zhǎng)ED屏。

4 功能實(shí)現(xiàn)

跳繩時(shí)，繩子1帶動(dòng)傳動(dòng)軸Ⅰ8和傳動(dòng)軸Ⅱ9轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)軸Ⅰ8和傳動(dòng)軸Ⅱ9分別驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)Ⅰ11和發(fā)電機(jī)Ⅱ12進(jìn)行發(fā)電，發(fā)電機(jī)Ⅰ11產(chǎn)生的電能通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)Ⅰ14直接傳送到蓄電池13進(jìn)行儲(chǔ)存；通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)Ⅱ23、導(dǎo)線(xiàn)Ⅲ24、導(dǎo)線(xiàn)Ⅳ25、導(dǎo)線(xiàn)Ⅴ26、導(dǎo)線(xiàn)Ⅵ27和導(dǎo)線(xiàn)Ⅶ28，以及導(dǎo)電圈Ⅰ15、導(dǎo)電圈Ⅱ16、導(dǎo)電圈Ⅲ17、導(dǎo)電圈Ⅳ18分別與導(dǎo)電刷Ⅰ19、導(dǎo)電刷Ⅱ20、導(dǎo)電刷Ⅲ21、導(dǎo)電刷Ⅳ22之間的滑動(dòng)接觸導(dǎo)電，將發(fā)電機(jī)Ⅱ12產(chǎn)生的電能傳輸至蓄電池13進(jìn)行儲(chǔ)存，繩子1在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中不會(huì)影響導(dǎo)電線(xiàn)路的電能傳輸，實(shí)現(xiàn)將電能整合的同時(shí)不影響跳繩的正常使用，有效避免單個(gè)發(fā)電機(jī)發(fā)電功率較小、電能儲(chǔ)存過(guò)慢的問(wèn)題。蓄電池13快速儲(chǔ)存電能有效保證了計(jì)數(shù)裝置4、照明裝置5、音樂(lè)播放裝置6和顯示裝置7的用電需求。同時(shí)，發(fā)電機(jī)Ⅱ與蓄電池之間合理的電路連接使電能傳輸過(guò)程中不影響正常的跳繩動(dòng)作。

5 結(jié)束語(yǔ)

該跳繩目前已申請(qǐng)實(shí)用新型專(zhuān)利。這種自發(fā)電的跳繩還有很多可以延伸的方面，例如而充電的電池可以用在一些小的用電可將蓄電池做成可拆卸的電池，這樣就可以把多余的電能儲(chǔ)存起來(lái)，實(shí)現(xiàn)電池的重復(fù)利用，比如遙控板、電動(dòng)玩具。

參考文獻(xiàn)

[1]曉懿，冬季跳繩好處多[N].中國(guó)體育報(bào)，2008（2）.

作者簡(jiǎn)介：郭藝璇（1994-），女，漢族，河南周口人。現(xiàn)為鄭州大學(xué)本科生，主要研究方向?yàn)闄C(jī)械工程及自動(dòng)化。