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基于人体足部运动能的电源设计

牟春阳  
【摘要】:现代战争需要依靠大量信息化装备来提高士兵自身的作战能力,随着技术的进步,这些信息化装备的功能逐渐增多,所消耗的电能也逐渐加大。目前常用的蓄电电池存在容量小、续航时间短、重量大等不足,已经成为制约装备发展的重要因素之一,因此研究能够稳定的、随时供装备使用的便携式电源是非常有必要的。本文主要针对战争中单兵信息化装备的供电需求,设计了一种基于人体运动能量发电的电源结构,为信息化战争条件下完善士兵的装备水平提供了一定的技术支撑。在分析人体能量发电原理及技术途径的基础上,提出了利用足部运动能量电磁感应发电的电源技术方案,并进行了电源结构和电路设计。结构上,通过杠杆与齿条固连把足部上下运动的动能经齿条与齿轮啮合转化为齿轮的旋转运动,再经齿轮传动把运动能量传递给棘爪,棘爪拨动棘轮进行惯性旋转运动,从而带动磁铁切割磁感线产生交流电。电路上,根据装备供电的要求,主要设计了整流电路、充放电保护电路、电压转换电路、显示电路等单元,在直接供电的同时,把剩余电能存储在锂电池中,保证装备的持续使用。最后,进行了原理测试实验,结果表明,该系统基本能满足设计要求。


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