摘 要：我們開發(fā)出了一套獨(dú)特的人體綠色功夫發(fā)電系統(tǒng)，它的核心部件是一臺(tái)人體拉力發(fā)電機(jī)，人們通過(guò)不斷的拉力對(duì)其做功，帶動(dòng)永磁電機(jī)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(jī)等設(shè)備充電使用。這可謂是綠色能源技術(shù)與市場(chǎng)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(jī)

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

隨著人們生活水平的提高，對(duì)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(shí)產(chǎn)生的巨大的機(jī)械能大都白白浪費(fèi)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(jìn)步，4G手機(jī)將會(huì)成為以后的主流，智能手機(jī)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(méi)有充足的時(shí)間去為手機(jī)充電。手機(jī)在外使用難免會(huì)遇到電池沒(méi)電的情況。有時(shí)手機(jī)沒(méi)電造成的困擾甚至損失是不可估量的。

而我們?cè)O(shè)計(jì)的這臺(tái)功夫發(fā)電機(jī)能夠很好的解決這些問(wèn)題，人們通過(guò)不斷的拉動(dòng)拉繩，帶動(dòng)拉力發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的電能可以供手機(jī)等設(shè)備充電使用，所以這臺(tái)機(jī)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(jī)

首先確定了項(xiàng)目中必須要使用無(wú)滑環(huán)、無(wú)碳刷、定轉(zhuǎn)子氣隙大的永磁直流發(fā)電機(jī)。其次我們考慮到了我們要對(duì)6 V或者9 V的電瓶進(jìn)行充電，所以發(fā)電機(jī)發(fā)出的點(diǎn)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(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最終選定了一款中意的電機(jī)。其次我們要制作拉力發(fā)電機(jī)重點(diǎn)要有一個(gè)拉盤與發(fā)電機(jī)相結(jié)合，在我們拉拉線時(shí)，拉盤會(huì)帶著發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸進(jìn)行正向轉(zhuǎn)動(dòng)，并且拉盤中有一個(gè)卷簧，會(huì)帶著拉出的線迅速收回，而拉線收回時(shí)不會(huì)帶著發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸反向轉(zhuǎn)動(dòng)，為了實(shí)現(xiàn)這一結(jié)構(gòu)，我們動(dòng)手制作了一個(gè)連接杯焊在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸上，當(dāng)拉盤正向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，拉盤中會(huì)伸出兩個(gè)彈片，兩個(gè)彈片會(huì)卡在扭力杯的空隙中，帶著發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，而線回收時(shí)彈片回收，不會(huì)帶動(dòng)扭力杯旋轉(zhuǎn)，這樣就可以保證發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸一直正向旋轉(zhuǎn)，這樣就可以實(shí)現(xiàn)我們所需要的拉力發(fā)電功能。

1.2 單片機(jī)系統(tǒng)

單片機(jī)編程主要控制整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行：a.判別拉力發(fā)電機(jī)工作分級(jí)，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(dòng)發(fā)電機(jī)的有效次數(shù)滿足30次）啟動(dòng)供電窗口，可以給手機(jī)充電。b.控制電瓶充電的過(guò)程，保護(hù)電瓶，防止電瓶過(guò)充。

單片機(jī)來(lái)控制充電過(guò)程給單片機(jī)設(shè)計(jì)充電控制算法，首先根據(jù)電池容量、安培小時(shí)數(shù)等得到安全充電電流，在發(fā)電機(jī)變功況的條件下，就要啟動(dòng)充電電流控制算法，由充電電流控制算法啟動(dòng)數(shù)字電位器，有效的控制充電電流。避免蓄電池過(guò)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(jī)發(fā)出的電并不是理想的正弦波，電壓、電流的波動(dòng)對(duì)用電設(shè)備會(huì)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(jì)一個(gè)直流降壓穩(wěn)壓模塊來(lái)對(duì)發(fā)電機(jī)發(fā)出的電流進(jìn)行處理。我們選用了LM2596穩(wěn)壓集成模塊，對(duì)電壓進(jìn)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(yùn)行流程

拉環(huán)的拉力通過(guò)皮帶傳到傳動(dòng)裝置上，帶動(dòng)直流發(fā)電機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生脈動(dòng)的直流電，在經(jīng)過(guò)直流降壓斬波器將脈動(dòng)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(chǔ)存于蓄電池中。

2 系統(tǒng)應(yīng)用與結(jié)語(yǔ)

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(jì)成街邊的手機(jī)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(yùn)動(dòng)所消耗的能量發(fā)出的電以供設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)可為用戶手機(jī)充電，這是健美瘦身的時(shí)尚生活方式與節(jié)能減排時(shí)代主題的完美結(jié)合，響應(yīng)了國(guó)家全民健身、節(jié)能環(huán)保的號(hào)召。這一創(chuàng)意蘊(yùn)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(huì)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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