一种运动发电设备和可穿戴式运动发电服饰

1.本技术涉及发电机技术领域，具体涉及一种运动发电设备和可穿戴式运动发电服饰。


背景技术：

2.随着通信和电子技术的发展，人们随身携带的电子产品日益增多。这些电子产品为人们的出行、交流和健康提供了巨大的便利，成为了现代人们生活所必不可少的物品。电子产品没电时无法提供任何功能，在电子产品处于低电量时，人们经常会为它的电量而焦虑，因此人们在外出较远距离时，往往需要一种可随身携带的供电装置以应对电子产品突然电量不足的情况发生。
3.充电宝虽然可以在一定程度上解决这一困境，但充电宝无法自发电，会存在忘记充电的问题；例如人们在户外或野外遇到危险急需电子产品对外联系，而电子产品电量消耗完并且恰好充电宝也因为忘记充电没有电量时，此时人们往往难以寻找到其他充电装置为电子产品充电。采用光伏技术的供电装置虽然可以自发电，能更好地应对意外情况，但是使用此类供电装置时，必须使光伏板正对阳光才能产生足够的电能，遇到天气阴暗的情况通常难以产生足够的电量；并且由于转换效率问题，采用光伏技术的供电装置必须具有足够的感光面积，这使得采用光伏技术的供电装置往往体积较大，对于人们来说会增加携带负担。


技术实现要素：

4.为此，本技术提供一种运动发电设备和可穿戴式运动发电服饰，以解决现有技术存在的充电宝无法自发电，在忘记充电时无法使用，并且采用光伏技术的供电装置易受限于天气的技术问题。
5.为了实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
6.第一方面，一种运动发电设备，包括：
7.磁性装置，固定在人体上，所述磁性装置用于产生磁场；
8.多组线圈，分别环套在人体的四肢上；人体在运动时，每组线圈与所述磁性装置的相对位置发生改变，使穿过每组线圈的磁通量发生变化；
9.多组连接电路，每组线圈的两端分别与一组连接电路电性连接，每组连接电路用于与用电设备的电源输入端电性连接。
10.可选地，所述磁性装置为一根或多根条状钕铁硼磁铁，每组所述线圈为表面带有绝缘层的铜线圈或铝线圈，每组所述连接电路为可伸缩的、表面带有绝缘层的铜导线或铝导线。
11.可选地，所述磁性装置固定在人体的腰部、胸部或背部。
12.可选地，所述运动发电设备还包括：
13.交直转换组件，每组连接电路与所述交直转换组件的输入端电性连接，所述交直
转换组件的输出端用于与用电设备的电源输入端电性连接。
14.第二方面，一种运动发电设备，包括：
15.磁性装置，固定在人体上，所述磁性装置用于产生磁场；
16.多组线圈，分别环套在人体的四肢上；人体在运动时，每组线圈与所述磁性装置的相对位置发生改变，使穿过每组线圈的磁通量发生变化；
17.多组连接电路，每组线圈的两端分别与一组连接电路电性连接，每组连接电路还与电能储存组件的电源输入端电性连接。
18.可选地，所述电能储存组件固定在人体的背部。
19.可选地，所述电能储存组件包括：
20.交直转换组件，每组连接电路与所述交直转换组件的输入端电性连接；
21.蓄电池，其输入端与所述交直转换组件的输出端电性连接，其输出端用于与用电设备的电源输入端电性连接。
22.第三方面，一种可穿戴式运动发电服饰，包括：
23.服饰本体；
24.磁性装置，固定在所述服饰本体上，所述磁性装置用于产生磁场；
25.多组线圈，分别嵌在所述服饰本体的衣袖和裤腿中；穿戴所述服饰本体的人体在运动时，每组线圈与所述磁性装置的相对位置发生改变，使穿过每组线圈的磁通量发生变化；
26.多组连接电路，每组线圈的两端分别与一组连接电路电性连接；每组连接电路用于与用电设备的电源输入端电性连接，或者每组连接电路还与电能储存组件的电源输入端电性连接。
27.可选地，所述服饰本体包括上衣和裤子，或者所述服饰本体为连体衣。
28.相比现有技术，本技术至少具有以下有益效果：
29.1、本技术提供了一种运动发电设备，由磁性装置、多组线圈和多组连接电路组成；其中，磁性装置固定在人体上，用于产生磁场；多组线圈分别环套在人体的四肢上，人体在运动时，每组线圈与磁性装置的相对位置发生改变，使穿过每组线圈的磁通量发生变化以产生感应电流；每组线圈的两端分别与一组连接电路电性连接，每组连接电路用于与用电设备的电源输入端电性连接。人体在穿戴该运动发电设备后，在运动的过程中每组线圈能够产生感应电流并经过相应连接电路实时传输给用电设备，从而可以边发电边为用电设备供电，解决了便携式电子产品的供电问题；该运动发电设备由人体自身运动来产生电能，无需提前充电，避免了充电宝在忘记充电时无法使用的缺陷；在任何时候人体只要进行运动该运动发电设备便能够产生电能为电子产品供电，不需考虑天气等外界环境因素，克服了采用光伏技术的供电装置易受限于天气的问题。
30.2、连接电路可伸缩，可以很方便地调整每组线圈在人体四肢上的设置位置，使得该运动发电设备可以和不同体型、身高的人都能适配。
附图说明
31.为了更直观地说明现有技术以及本技术，下面给出几个示例性的附图。应当理解，附图中所示的具体形状、构造，通常不应视为实现本技术时的限定条件；例如，本领域技术
人员基于本技术揭示的技术构思和示例性的附图，有能力对某些单元(部件)的增/减/归属划分、具体形状、位置关系、连接方式、尺寸比例关系等容易作出常规的调整或进一步的优化。
32.图1为本技术实施例一提供的一种运动发电设备的结构示意图；
33.图2为本技术实施例一提供的一种运动发电设备的线路连接关系示意图；
34.图3为本技术实施例一提供的一种运动发电设备的完整线路连接关系示意图；
35.图4为本技术实施例二提供的另一种运动发电设备的线路连接关系示意图；
36.图5为本技术实施例二提供的另一种运动发电设备的完整线路连接关系示意图。
37.附图标记说明：
38.1、磁性装置；2、线圈；3、连接电路；4、用电设备；5、交直转换组件；6、电能储存组件；7、蓄电池。
具体实施方式
39.以下结合附图，通过具体实施例对本技术作进一步详述。
40.在本技术的描述中：除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。本技术中的术语“第一”、“第二”、“第三”等旨在区别指代的对象，而不具有技术内涵方面的特别意义(例如，不应理解为对重要程度或次序等的强调)。“包括”、“包含”、“具有”等表述方式，同时还意味着“不限于”(某些单元、部件、材料、步骤等)。
41.本技术中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，通常是为了便于对照附图直观理解，而并非对实际产品中位置关系的绝对限定。在未脱离本技术揭示的技术构思的情况下，这些相对位置关系的改变，当亦视为本技术表述的范畴。
42.实施例一
43.在本实施例中，如图1所示，提供了一种运动发电设备，其包括：
44.磁性装置1，固定在人体上，磁性装置1用于产生恒定磁场；
45.多组线圈2，分别环绕套在人体的四肢上，用于通过运动产生电；人体在运动时，随着四肢摆动，每组线圈2与磁性装置1的相对位置发生改变，使穿过每组线圈2的磁通量发生变化，从而在每组线圈2中能够产生感应电流；
46.多组连接电路3，设置在人体上，如图2所示，每组线圈2的两端分别与一组连接电路3的一端电性连接，每组连接电路3的另一端用于与用电设备4的电源输入端电性连接。
47.具体来说，线圈2共设置有4组，每组线圈2的两端各经过一组连接电路3接入用电设备4中，也就是说，连接电路3共设置有8组。每个线圈2与相应两组连接电路3和后级的用电设备4共同形成闭合回路，由于电磁感应原理，人体在运动时带动每组线圈2切割磁力线，回路中有电流产生；连接电路3负责将四肢上的每组线圈2产生的感应电流引到后级的用电设备4中，以为用电设备4供电。
48.根据电磁感应定律，当人行走或跑步时，套于四肢的每组线圈2与磁性装置1发生相对位置变化，因此穿过每组线圈2的磁通量发生改变，从而在每组线圈2中感应出电场。具体公式为：
49.50.式中，ε为产生的电动势，n为线圈匝数，b为线圈所在位置的磁感应强度，表示正对磁场的线圈面积的变化率。因此，行走或跑步的速度越快产生的电能越强。
51.其中，磁性装置1可以垂直于地面固定在人体上。当然，在特殊情况下，也可以平行于地面设置。用电设备4可以是常用的电子产品，也可以是其他一些用电器；例如可以是设置在衣服上的几个led灯。用电设备4的设置位置并没有限制，在实际应用中根据用电设备4具体是什么产品而定，图1只是示例性地画出了一种用电设备4的设置位置。
52.在运动过程中，在将连接电路3与用电设备4的电源输入端连接后，每组线圈2产生的感应电流便能够沿连接电路3实时传输给用电设备4，从而能够一边产生电，一边给用电设备4供电。例如当用电设备4具体为led灯时，可以一边走路一边用发的电让led灯闪亮，以能够在需要时临时为用户照明。
53.进一步地，磁性装置1具体可以为一根或多根条状钕铁硼磁铁，该磁性装置1可以垂直地面固定在人体的腰部、胸部或背部；每组线圈2为表面带有绝缘层的铜线圈或铝线圈；每组连接电路3为可伸缩的、表面带有绝缘层的铜导线或铝导线。由于连接电路3可伸缩，可以很方便地调整每组线圈2在人体四肢上的设置位置，使得该运动发电设备可以和不同体型、身高的人都能适配；也不用担心用电设备4与每组线圈2的距离，用电设备4与每组线圈2距离稍远也同样可以使用。
54.进一步地，磁性装置1的磁场是从n极到s极的回路，且是向外发散的，距离磁性装置1越远，磁感应强度越小。为了保证每组线圈2所在处的磁感应强度足够大，所使用的磁性装置1的磁性最好要足够强。在实际应用中，磁性装置1的表面磁场强度可根据线圈2的匝数、与各组线圈2之间的距离、用电设备4的实际功率等来具体设置。
55.进一步地，具体使用时，对于直流用电设备，可能会需要将产生的电经过交直转换和电压变化后使用，因此，如图3所示，该运动发电设备还可以包括：
56.交直转换组件5，每组连接电路3的另一端与交直转换组件5的输入端电性连接，交直转换组件5的输出端用于与用电设备4的电源输入端电性连接。
57.从而每组线圈2所产生的电流经过交直转换后能够实时为用电设备4供电，其中，交直转换组件5具体可以是整流器或桥式整流电路。
58.当然，在实际应用中，对于不同的用电设备4，每组连接电路3与用电设备4之间可能还需设置其他媒介或者转换装置以将线圈2产生的电稳定引到用电设备4中，但这并不涉及本技术的核心发明点，并且属于本领域人员的公知常识，因此本技术对于其他情况不再赘述。
59.本技术提供了一种运动发电设备，由磁性装置、多组线圈和多组连接电路组成；其中，磁性装置固定在人体上，用于产生磁场；多组线圈分别环套在人体的四肢上，人体在运动时，每组线圈与磁性装置的相对位置发生改变，使穿过每组线圈的磁通量发生变化以产生感应电流；每组线圈的两端分别与一组连接电路电性连接，每组连接电路用于与用电设备的电源输入端电性连接。人体在穿戴该运动发电设备后，在运动的过程中每组线圈能够产生感应电流并经过相应连接电路实时传输给用电设备，从而可以边发电边为用电设备供电，解决了便携式电子产品的供电问题。该运动发电设备由人体自身运动来产生电能，无需提前充电，避免了充电宝在忘记充电时无法使用的缺陷；在任何时候人体只要进行运动该
运动发电设备便能够产生电能为电子产品供电，不需考虑天气等外界环境因素，克服了采用光伏技术的供电装置易受限于天气的问题。
60.该可穿戴式运动发电设备解决了人体便携式自行发电的技术问题，可用于给人们随身携带的电子产品供电，避免了人们出行时为电子产品没电而焦虑。
61.实施例二
62.在本实施例中，提供了另一种运动发电设备，其包括：
63.磁性装置1，固定在人体上，磁性装置1用于产生恒定磁场；
64.多组线圈2，分别环绕套在人体的四肢上，用于通过运动产生电；人体在运动时，随着四肢摆动，每组线圈2与磁性装置1的相对位置发生改变，使穿过每组线圈2的磁通量发生变化，从而在每组线圈2中能够产生感应电流；
65.多组连接电路3，设置在人体上，如图4所示，每组线圈2的两端分别与一组连接电路3的一端电性连接，每组连接电路3的另一端与电能储存组件6的电源输入端电性连接，电能储存组件6的电源输出端用于与用电设备4电性连接。
66.该运动发电设备的结构示意图可参照图1，将图1中示例性示出的用电设备4替换为电能储存组件6即可，电能储存组件6可以但不限于固定在人体的背部。
67.具体来说，与实施例一中所提供的运动发电设备类似的，线圈2共设置有4组，每组线圈2的两端各经过一组连接电路3接入电能储存组件6中，也就是说，连接电路3共设置有8组。每个线圈2与相应两组连接电路3和后级的电能储存组件6共同形成闭合回路，由于电磁感应原理，人体在运动时带动每组线圈2切割磁力线，回路中有电流产生。在运动过程中，连接电路3负责实时将四肢上的每组线圈2产生的感应电流引到后级的电能储存组件6中进行存储，从而在将电能储存组件6与用电设备4连接后，电能储存组件6中存储的电能便能够为用电设备4供电。
68.进一步地，如图5所示，电能储存组件6可以包括：
69.交直转换组件5，每组连接电路3的另一端与交直转换组件5的输入端电性连接；
70.蓄电池7，其输入端与交直转换组件5的输出端电性连接，其输出端用于与用电设备4的电源输入端电性连接。
71.从而在将蓄电池7的输出端与用电设备4的电源输入端连接后，能够为用电设备4供电。其中，交直转换组件5可以是整流器或桥式整流电路。
72.进一步地，磁性装置1具体可以为一根或多根条状钕铁硼磁铁，该磁性装置1可以垂直地面固定在人体的腰部、胸部或背部；每组线圈2为表面带有绝缘层的铜线圈或铝线圈；每组连接电路3为可伸缩的、表面带有绝缘层的铜导线或铝导线。由于连接电路3可伸缩，可以很方便地调整每组线圈2在人体四肢上的设置位置，使得该运动发电设备可以和不同体型、身高的人都能适配；也不用担心电能储存组件6与每组线圈2的距离，电能储存组件6与每组线圈2距离稍远也同样可以使用。
73.进一步地，磁性装置1的磁场是从n极到s极的回路，且是向外发散的，距离磁性装置1越远，磁感应强度越小。为了保证每组线圈2所在处的磁感应强度足够大，所使用的磁性装置1的磁性最好要足够强。在实际应用中，磁性装置1的表面磁场强度可根据线圈2的匝数、与各组线圈2之间的距离、用电设备4的实际功率等来具体设置。
74.本技术提供了一种运动发电设备，由磁性装置、多组线圈和多组连接电路组成；其
中，磁性装置固定在人体上，用于产生磁场；多组线圈分别环套在人体的四肢上，人体在运动时，每组线圈与磁性装置的相对位置发生改变，使穿过每组线圈的磁通量发生变化以产生感应电流；每组线圈的两端分别与一组连接电路电性连接，每组连接电路还与电能储存组件的电源输入端电性连接。人体在穿戴该运动发电设备后，在运动的过程中每组线圈能够产生感应电流并通过电能储存组件进行存储，进而将电能储存组件与用电设备连接后，能够为用电设备供电，解决了便携式电子产品的供电问题。该运动发电设备由人体自身运动来产生电能，无需提前充电，避免了充电宝在忘记充电时无法使用的缺陷；在任何时候人体只要进行运动该运动发电设备便能够产生电能为电子产品供电，不需考虑天气等外界环境因素，克服了采用光伏技术的供电装置易受限于天气的问题。
75.实施例三，
76.在本实施例中，提供了一种可穿戴式运动发电服饰，如图1所示，包括：
77.服饰本体；服饰本体具体可以是分开的上衣和裤子，也可以是连体衣；
78.磁性装置1，固定在服饰本体上，磁性装置1用于产生恒定磁场；人体穿戴该服饰本体后，磁性装置1可以与地面垂直；
79.多组线圈2，分别嵌在服饰本体的衣袖和裤腿中，用于通过运动产生电；穿戴该服饰本体的人体在运动时，随着四肢摆动，每组线圈2与磁性装置1的相对位置发生改变，使穿过每组线圈2的磁通量发生变化，从而在每组线圈2中能够产生感应电流；
80.多组连接电路3，设置在服饰本体上，每组线圈2的两端分别与一组连接电路3的一端电性连接；每组连接电路3的另一端用于与用电设备4的电源输入端电性连接，或者每组连接电路3的另一端还与电能储存组件6的电源输入端电性连接。
81.具体来说，与实施例一和二中所提供的运动发电设备类似的，线圈2共设置有4组，每组线圈2的两端各经过一组连接电路3接入用电设备4中，也就是说，连接电路3共设置有8组。每个线圈2与相应两组连接电路3和后级的用电设备4共同形成闭合回路，由于电磁感应原理，人体在运动时带动每组线圈2切割磁力线，回路中有电流产生。
82.在运动过程中，在将连接电路3与用电设备4的电源输入端连接后，连接电路3负责将四肢上的每组线圈2产生的感应电流实时引到后级的用电设备4中，以为用电设备4供电，从而能够一边产生电，一边给用电设备4供电。或者：
83.若连接电路3的另一端与电能储存组件6的电源输入端电性连接，连接电路3负责将四肢上的每组线圈2产生的感应电流实时引到后级的电能储存组件6中进行存储，从而在将电能储存组件6与用电设备4连接后，电能储存组件6中存储的电能便能够为用电设备4供电。
84.本技术提供了一种可穿戴式运动发电服饰，由服饰本体、磁性装置、多组线圈和多组连接电路组成；其中，磁性装置固定在服饰本体上，用于产生磁场；多组线圈分别嵌在服饰本体的衣袖和裤腿中，穿戴该服饰本体的人体在运动时，每组线圈与磁性装置的相对位置发生改变，使穿过每组线圈的磁通量发生变化以产生感应电流；每组线圈的两端分别与一组连接电路电性连接；每组连接电路用于与用电设备的电源输入端电性连接，或者每组连接电路还与电能储存组件的电源输入端电性连接。人体在穿戴该运动发电服饰后，要么在运动的过程中每组线圈能够产生感应电流并经过相应连接电路实时传输给用电设备，从而可以边发电边为用电设备供电；要么在运动的过程中每组线圈能够产生感应电流并通过
电能储存组件进行存储，进而将电能储存组件与用电设备连接后，能够为用电设备供电。该可穿戴式运动发电服饰由人体自身运动来产生电能，无需提前充电，避免了充电宝在忘记充电时无法使用的缺陷；在任何时候人体只要穿上该服饰本体并进行运动便能够产生电能为电子产品供电，不需考虑天气等外界环境因素，克服了采用光伏技术的供电装置易受限于天气的问题。
85.该可穿戴式运动发电服饰解决了人体便携式自行发电的技术问题，可用于给人们随身携带的电子产品供电，避免了人们出行时为电子产品没电而焦虑。
86.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合(只要这些技术特征的组合不存在矛盾)，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述；这些未明确写出的实施例，也都应当认为是本说明书记载的范围。
87.上文中通过一般性说明及具体实施例对本技术作了较为具体和详细的描述。应当理解，基于本技术的技术构思，还可以对这些具体实施例作出若干常规的调整或进一步的创新；但只要未脱离本技术的技术构思，这些常规的调整或进一步的创新得到的技术方案也同样落入本技术的权利要求保护范围。

技术特征：
1.一种运动发电设备，其特征在于，包括：磁性装置，固定在人体上，所述磁性装置用于产生磁场；多组线圈，分别环套在人体的四肢上；人体在运动时，每组线圈与所述磁性装置的相对位置发生改变，使穿过每组线圈的磁通量发生变化；多组连接电路，每组线圈的两端分别与一组连接电路电性连接，每组连接电路用于与用电设备的电源输入端电性连接。2.根据权利要求1所述的运动发电设备，其特征在于，所述磁性装置为一根或多根条状钕铁硼磁铁，每组所述线圈为表面带有绝缘层的铜线圈或铝线圈，每组所述连接电路为可伸缩的、表面带有绝缘层的铜导线或铝导线。3.根据权利要求1所述的运动发电设备，其特征在于，所述磁性装置固定在人体的腰部、胸部或背部。4.根据权利要求1所述的运动发电设备，其特征在于，所述运动发电设备还包括：交直转换组件，每组连接电路与所述交直转换组件的输入端电性连接，所述交直转换组件的输出端用于与用电设备的电源输入端电性连接。5.一种运动发电设备，其特征在于，包括：磁性装置，固定在人体上，所述磁性装置用于产生磁场；多组线圈，分别环套在人体的四肢上；人体在运动时，每组线圈与所述磁性装置的相对位置发生改变，使穿过每组线圈的磁通量发生变化；多组连接电路，每组线圈的两端分别与一组连接电路电性连接，每组连接电路还与电能储存组件的电源输入端电性连接。6.根据权利要求5所述的运动发电设备，其特征在于，所述电能储存组件固定在人体的背部。7.根据权利要求5所述的运动发电设备，其特征在于，所述电能储存组件包括：交直转换组件，每组连接电路与所述交直转换组件的输入端电性连接；蓄电池，其输入端与所述交直转换组件的输出端电性连接，其输出端用于与用电设备的电源输入端电性连接。8.一种可穿戴式运动发电服饰，其特征在于，包括：服饰本体；磁性装置，固定在所述服饰本体上，所述磁性装置用于产生磁场；多组线圈，分别嵌在所述服饰本体的衣袖和裤腿中；穿戴所述服饰本体的人体在运动时，每组线圈与所述磁性装置的相对位置发生改变，使穿过每组线圈的磁通量发生变化；多组连接电路，每组线圈的两端分别与一组连接电路电性连接；每组连接电路用于与用电设备的电源输入端电性连接，或者每组连接电路还与电能储存组件的电源输入端电性连接。9.根据权利要求8所述的可穿戴式运动发电服饰，其特征在于，所述服饰本体包括上衣和裤子，或者所述服饰本体为连体衣。

技术总结
本申请公开了一种运动发电设备和可穿戴式运动发电服饰。设备由磁性装置、多组线圈和多组连接电路组成；其中，磁性装置固定在人体上，用于产生磁场；多组线圈分别环套在人体的四肢上，人体在运动时，每组线圈与磁性装置的相对位置发生改变，使穿过每组线圈的磁通量发生变化以产生感应电流；每组线圈的两端分别与一组连接电路连接，每组连接电路用于与用电设备或电能储存组件的电源输入端连接。本申请由人体自身运动来产生电能，在运动的过程中每组线圈能够产生感应电流，解决了便携式电子产品的供电问题，无需提前充电，避免了充电宝在忘记充电时无法使用的缺陷，不需考虑天气等外界环境因素，克服了采用光伏技术的供电装置易受限于天气的问题。限于天气的问题。限于天气的问题。


技术研发人员：贺庆 张云 刘博
受保护的技术使用者：北京信息科技大学
技术研发日：2023.01.09
技术公布日：2023/9/3