绿色人体能源

摘 要：我们开发出了一套独特的人体绿色功夫发电系统，它的核心部件是一台人体拉力发电机，人们通过不断的拉力对其做功，带动永磁电机旋转，产生的电能不仅可以供系统自身使用，而且可以供手机等设备充电使用。这可谓是绿色能源技术与市场开发的又一次完美结合。

关键词：绿色节能 发电拉力 发电机

中图分类号：X5 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）04（b）-0088-01

随着人们生活水平的提高，对身体素质要求的提高，很多人开始积极投入到健身的生活中去，但在健身时产生的巨大的机械能大都白白浪费掉了，如何能够利用起这部分能量是我们所关心的。

并且随着科技的进步，4G手机将会成为以后的主流，智能手机耗电量巨大，而有的设备比如iphone又不可以更换电池，这些用户没有充足的时间去为手机充电。手机在外使用难免会遇到电池没电的情况。有时手机没电造成的困扰甚至损失是不可估量的。

而我们设计的这台功夫发电机能够很好的解决这些问题，人们通过不断的拉动拉绳，带动拉力发电机运转，产生的电能可以供手机等设备充电使用，所以这台机器集健身、发电于一体，具有很好的应用前景。

1 系统关键部位概述

1.1 拉力发电机

首先确定了项目中必须要使用无滑环、无碳刷、定转子气隙大的永磁直流发电机。其次我们考虑到了我们要对6 V或者9 V的电瓶进行充电，所以发电机发出的点的电压应在10～30 V左右，在此考虑下我们选用了多种发电机进行实验，最终选定了一款中意的电机。其次我们要制作拉力发电机重点要有一个拉盘与发电机相结合，在我们拉拉线时，拉盘会带着发电机的转轴进行正向转动，并且拉盘中有一个卷簧，会带着拉出的线迅速收回，而拉线收回时不会带着发电机转轴反向转动，为了实现这一结构，我们动手制作了一个连接杯焊在发电机转轴上，当拉盘正向转动时，拉盘中会伸出两个弹片，两个弹片会卡在扭力杯的空隙中，带着发电机转动，而线回收时弹片回收，不会带动扭力杯旋转，这样就可以保证发电机的转轴一直正向旋转，这样就可以实现我们所需要的拉力发电功能。

1.2 单片机系统

单片机编程主要控制整个系统的正常运行：a.判别拉力发电机工作分级，并且在判断用户的操作满足一定的条件下（比如用户在200 N的拉力下拉动发电机的有效次数满足30次）启动供电窗口，可以给手机充电。b.控制电瓶充电的过程，保护电瓶，防止电瓶过充。

单片机来控制充电过程给单片机设计充电控制算法，首先根据电池容量、安培小时数等得到安全充电电流，在发电机变功况的条件下，就要启动充电电流控制算法，由充电电流控制算法启动数字电位器，有效的控制充电电流。避免蓄电池过冲造成蓄电池损坏。

1.3 电流稳压及输出系统

由于发电机发出的电并不是理想的正弦波，电压、电流的波动对用电设备会造成很大的伤害，降低设备的使用寿命，所以我们需要设计一个直流降压稳压模块来对发电机发出的电流进行处理。我们选用了LM2596稳压集成模块，对电压进行波形处理。LM2596开关电压调节器是降压型电源管理单片集成电路，输入电压可高达40V可调输出电压范围1.2～37 V，它具有很好的线性和负载调节特性。

1.4 电路运行流程

拉环的拉力通过皮带传到传动装置上，带动直流发电机高速转动，产生脉动的直流电，在经过直流降压斩波器将脉动的电流变成电压、频率稳定的直流电，电流一方面供给用电设备，另一方面与蓄电池相连接，将电能储存于蓄电池中。

2 系统应用与结语

我们的绿色人体能源功夫发电系统，可以应用在多种设备上，可以设计成街边的手机加油站，等等，总之我们的拉力发电系统应用可谓是十分的广阔。

它利用人运动所消耗的能量发出的电以供设备的正常运转，同时可为用户手机充电，这是健美瘦身的时尚生活方式与节能减排时代主题的完美结合，响应了国家全民健身、节能环保的号召。这一创意蕴含着呼吁人们关注绿色环保能源、人人参与健身、构建和谐社会的意义，有助于提高全民族的身体与文化素质。

参考文献

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[2] 陈圣吉.基于电力电子控制电路的健身单车发电系统的研制[J].科技创新导报，2009（4）：79