本發(fā)明涉及戶外發(fā)電設(shè)備，具體涉及一種發(fā)電機(jī)構(gòu)、戶外發(fā)電設(shè)備及戶外發(fā)電方法。

背景技術(shù)：

1、戶外發(fā)電設(shè)備是指在戶外環(huán)境下可以產(chǎn)生電力的設(shè)備，用于為移動設(shè)備、照明設(shè)備、通信設(shè)備等提供電力供應(yīng)，例如太陽能充電板、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、燃油發(fā)電機(jī)、手搖發(fā)電機(jī)等均能夠用于戶外發(fā)電領(lǐng)域。

2、但是，這些設(shè)備往往體積較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，針對例如短期戶外行為，例如露營、探險等，這些設(shè)備不方便攜帶，尤其是手搖發(fā)電機(jī)還需要通過人體手動轉(zhuǎn)動發(fā)電機(jī)的搖把來發(fā)電，會額外消耗人的體力。

3、目前現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)了利用人體運(yùn)動進(jìn)行發(fā)電的各種設(shè)備，例如利用行走發(fā)電，利用關(guān)節(jié)運(yùn)動發(fā)電等，其中利用行走發(fā)電的發(fā)電設(shè)備常常采用的是直線運(yùn)動方式對發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，那么由于發(fā)電機(jī)與人體之間相對運(yùn)動的幅度較小，又由于發(fā)電設(shè)備本身體積受到人體能夠承受的體積限制，在有限的體積下，采用直線運(yùn)動方式拉動發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率較低。

4、如果想要提高發(fā)電效率，那么就需要通過運(yùn)用多個發(fā)電機(jī)組合提升整個機(jī)構(gòu)的發(fā)電效率，但是，這種情況下的發(fā)電設(shè)備往往具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，自重過大，不僅增加了整個裝置的重量，也增加了使用者的負(fù)擔(dān)。而且，復(fù)雜的結(jié)構(gòu)需要專業(yè)知識和技能進(jìn)行維護(hù)和調(diào)整，對于不具備專業(yè)知識和技能的使用者來說，造成了使用者在使用時存在維護(hù)困難。

5、因此，需要對現(xiàn)有的利用人體運(yùn)動進(jìn)行發(fā)電的發(fā)電設(shè)備的機(jī)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，使其能夠應(yīng)用于戶外發(fā)電領(lǐng)域，同時還能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中戶外發(fā)電設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積較大，發(fā)電效率較低，導(dǎo)致的戶外發(fā)電設(shè)備適用性不高的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明目的在于提供一種發(fā)電機(jī)構(gòu)、戶外發(fā)電設(shè)備及戶外發(fā)電方法，能夠應(yīng)用于戶外發(fā)電領(lǐng)域，解決了現(xiàn)有技術(shù)中戶外發(fā)電設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積較大，發(fā)電效率較低，導(dǎo)致的戶外發(fā)電設(shè)備適用性不高的技術(shù)問題。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明公開了一種發(fā)電機(jī)構(gòu)，包括發(fā)電機(jī)，所述發(fā)電機(jī)具有發(fā)電機(jī)軸，所述發(fā)電機(jī)軸能夠轉(zhuǎn)動并帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電，所述發(fā)電機(jī)軸上固定有傳動齒輪，所述傳動齒輪傳動連接有繞線輪，所述繞線輪包括繞線齒輪，所述繞線齒輪與所述傳動齒輪嚙合；所述繞線輪上固定有繞線繩的一端，所述繞線繩纏繞于所述繞線輪上，外力拉動所述繞線繩的另一端，能夠帶動繞線輪轉(zhuǎn)動，進(jìn)而繞線輪能夠帶動所述傳動齒輪轉(zhuǎn)動，傳動齒輪帶動發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。

4、本發(fā)明通過繞線的方式，采用線傳動的方式，將大行程的直線運(yùn)動轉(zhuǎn)化為小行程的往復(fù)運(yùn)動，由繞線輪、傳動齒輪、發(fā)電機(jī)等部件構(gòu)成的能量捕獲機(jī)構(gòu)會將這部分位移差的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。同時，本發(fā)明采用繞線輪同時充當(dāng)放大齒輪，并與發(fā)電機(jī)軸上的傳動齒輪嚙合，實(shí)現(xiàn)放大效果，對線傳動方式的行程進(jìn)行放大處理，解決了現(xiàn)有技術(shù)中戶外發(fā)電設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積較大，發(fā)電效率較低，導(dǎo)致的戶外發(fā)電設(shè)備適用性不高的技術(shù)問題。

5、作為發(fā)電機(jī)構(gòu)的優(yōu)選方案，所述繞線輪上分別固定有第一繞線繩和第二繞線繩的一端，所述第一繞線繩和第二繞線繩分別纏繞于所述繞線輪上；外力交替拉動所述第一繞線繩和第二繞線繩的另一端，能夠分別帶動繞線輪轉(zhuǎn)動，進(jìn)而繞線輪能夠帶動所述傳動齒輪轉(zhuǎn)動，傳動齒輪帶動發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。

6、作為發(fā)電機(jī)構(gòu)繞線方向的優(yōu)選方案，第二繞線繩在第二繞線槽內(nèi)的繞線方向與第一繞線繩在第一繞線槽內(nèi)的繞線方向一致，在第一傳動齒輪和第二傳動齒輪與發(fā)電機(jī)軸之間安裝有單向軸承。這樣，在外力交替拉動所述第一繞線繩和第二繞線繩的另一端時，第一繞線繩和第二繞線繩驅(qū)動繞線輪轉(zhuǎn)動的方向相同，那么進(jìn)而第一傳動齒輪和第二傳動齒輪的轉(zhuǎn)動方向相同，實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)軸的單向轉(zhuǎn)動，能夠避免發(fā)電機(jī)雙向轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生較大的反向力矩。

7、作為繞線輪的優(yōu)選方案，所述繞線輪包括第一繞線齒輪、第二繞線齒輪和第三繞線輪，所述第一繞線齒輪和第二繞線齒輪中間具有第一繞線槽，所述第一繞線繩能夠纏繞于所述第一繞線槽內(nèi)；所述第二繞線齒輪和第三繞線輪具有第二繞線槽，所述第二繞線繩能夠纏繞于所述第二繞線槽內(nèi)；對應(yīng)的，針對上述繞線輪的優(yōu)選方案，所述傳動齒輪包括第一傳動齒輪和第二傳動齒輪，所述第一傳動齒輪和第二傳動齒輪分別通過一個單向軸承與所述發(fā)電機(jī)軸固定連接，第一傳動齒輪和第二傳動齒輪轉(zhuǎn)動時，能夠帶動發(fā)電機(jī)軸轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。這樣設(shè)置，第一繞線繩和第二繞線繩分布與第一繞線槽和第二繞線槽內(nèi)，能夠?qū)崿F(xiàn)避免脫線的功能，繞線輪轉(zhuǎn)動時，能夠分別獨(dú)立的進(jìn)行轉(zhuǎn)動，進(jìn)而能夠盡量避免所述第一繞線繩與第二繞線繩之間出現(xiàn)相互纏繞的問題。

8、第二方面，本發(fā)明還公開了一種戶外發(fā)電設(shè)備，利用如上所述的發(fā)電機(jī)構(gòu)，包括第一安裝板和第二安裝板，所述第一安裝板和第二安裝板對置平行設(shè)置；所述發(fā)電機(jī)固定于第一安裝板的一側(cè)，所述第一安裝板上具有開孔，所述發(fā)電機(jī)軸穿過開孔且朝向所述第二安裝板延伸，所述發(fā)電機(jī)軸能夠在開孔中轉(zhuǎn)動，所述第一傳動齒輪和第二傳動齒輪均固定于位于所述第一安裝板另一側(cè)的所述發(fā)電機(jī)軸上；所述繞線輪位于所述第一安裝板的另一側(cè)，且與所述第一安裝板轉(zhuǎn)動連接；所述第一繞線繩和第二繞線繩遠(yuǎn)離繞線輪的一端均固定于第二安裝板朝向第一安裝板的一側(cè)。

9、這樣，在具體實(shí)施時，外力使第一安裝板和第二安裝板之間發(fā)生相對運(yùn)動，則繞線輪上的繞線繩能夠帶動繞線輪轉(zhuǎn)動，進(jìn)而繞線輪能夠帶動所述第一傳動齒輪和第二傳動齒輪轉(zhuǎn)動，所述第一傳動齒輪和第二傳動齒輪帶動發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。

10、作為戶外發(fā)電設(shè)備的優(yōu)選方案，為了進(jìn)一步增加線傳動的行程，即第一繞線繩和第二繞線繩的行程，在第一繞線繩上設(shè)置第一滑輪組件，所述第一繞線繩從所述第一滑輪組件中穿出，在第二繞線繩上設(shè)置第二滑輪組件，所述第二繞線繩從所述第二滑輪組件中穿出；所述第一滑輪組件和第二滑輪組件均安裝于所述第一安裝板朝向第二安裝板的一側(cè)，且所述第一滑輪組件和第二滑輪組件分布于所述繞線輪的兩側(cè)；所述第一繞線繩在所述第一滑輪組件上纏繞的方向與所述第二繞線繩在所述第二滑輪組件上纏繞的順逆方向相反。這樣，能夠在有限的空間內(nèi)，增加繞線行程，在保證戶外發(fā)電設(shè)備中發(fā)電機(jī)構(gòu)的占用面積較小，還能夠提高發(fā)電效率，能夠提高戶外發(fā)電設(shè)備的適用范圍。

11、作為戶外發(fā)電設(shè)備發(fā)電方式的優(yōu)選方案，所述第一安裝板和第二安裝板為豎向設(shè)置，所述第二安裝板上設(shè)置固定裝置，將所述固定裝置固定于人體，即能夠利用人體運(yùn)動時有規(guī)律的振動，使得第一安裝板相對于第二安裝板發(fā)生運(yùn)動，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)構(gòu)的發(fā)電，而且，由于繞線輪上設(shè)置了兩個繞線繩，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)在第一安裝板豎向向上振動時以及豎向向下振動時，均能夠帶動發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，進(jìn)而能夠提高發(fā)電效率。

12、作為發(fā)電機(jī)構(gòu)的優(yōu)選方案，所述戶外發(fā)電設(shè)備還包括可調(diào)諧機(jī)構(gòu)；所述可調(diào)諧機(jī)構(gòu)包括第一端座和第二端座，所述第一端座固定于第一安裝板上，所述第二端座固定于第二安裝板上，所述第一端座和第二端座上分別開設(shè)有多個對應(yīng)的通孔，每個通孔中均固定連接有導(dǎo)柱，所述導(dǎo)柱的兩端分別伸入所述第一端座和第二端座上開設(shè)的對應(yīng)的通孔中，位于所述第一端座和第二端座之間的所述導(dǎo)柱的外周側(cè)套設(shè)有調(diào)諧彈簧。這樣，在使用者運(yùn)動時，在調(diào)諧彈簧有限的彈性壓縮形變的支撐下，第一安裝板的重心下降量有限，使其重心能夠維持在合適的高度，那么就能夠始終確保第一安裝板在不同的負(fù)載情況下，重心能夠始終處于適當(dāng)?shù)奈恢酶叨?，從而俘獲更多的電能。

13、作為戶外發(fā)電設(shè)備的優(yōu)選方案，所述第一安裝板和第二安裝板之間還安裝有減振機(jī)構(gòu)，所述減振機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)軌和彈性件，所述導(dǎo)軌的兩端與所述第二安裝板固定連接；使用者運(yùn)動時，所述彈性件能夠沿所述導(dǎo)軌的延伸方向發(fā)生彈性形變，進(jìn)而限制第一安裝板相對于第二安裝板的振幅。減振機(jī)構(gòu)一方面能夠?qū)Φ谝话惭b板的振幅進(jìn)行限制，使得繞線繩在運(yùn)動過程中的拉緊程度被限制，防止繞線繩損壞；另一方面還能夠?qū)⒌谝话惭b板的振動力度通過彈性件的彈性緩沖作用所減輕，進(jìn)而能夠減輕負(fù)重對人體的沖擊，提高行走的舒適性。

14、第三方面，本發(fā)明還公開了戶外發(fā)電方法，利用如上所述的戶外發(fā)電設(shè)備，將戶外發(fā)電設(shè)備的第二安裝板固定于人體背部，將戶外發(fā)電設(shè)備的第一安裝板上固定儲物袋，并在所述儲物袋中裝入物品，然后使人體進(jìn)行走路或跑步，儲物袋將發(fā)生振動，使得第一安裝板和第二安裝板發(fā)生相對運(yùn)動，進(jìn)而使得發(fā)電機(jī)構(gòu)進(jìn)行發(fā)電。

15、本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明通過繞線的方式，采用線傳動的方式，將大行程的直線運(yùn)動轉(zhuǎn)化為小行程的往復(fù)運(yùn)動，由繞線輪、傳動齒輪、發(fā)電機(jī)等部件構(gòu)成的能量捕獲機(jī)構(gòu)會將這部分位移差的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，能夠提高發(fā)電效率；同時對于重量來說，采用線傳動的方式，結(jié)構(gòu)更加簡單輕便，能夠有效降低重量，因此能夠減少整機(jī)對于人體的負(fù)擔(dān)；另外，本發(fā)明采用繞線輪同時充當(dāng)放大齒輪，并與發(fā)電機(jī)軸上的傳動齒輪嚙合，實(shí)現(xiàn)放大效果，對線傳動方式的行程進(jìn)行放大處理，進(jìn)一步提高了發(fā)電效率；本發(fā)明能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中戶外發(fā)電設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積較大，發(fā)電效率較低，導(dǎo)致的戶外發(fā)電設(shè)備適用性不高的技術(shù)問題。