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1、国家级大学生创新训练项目立项申报书学院名称： _后勤工程学院 _项目名称：_ 运动充电器 _项目负责人： _于宝发 _所属一级学科：_机械电子学 _指导教员：_ 杨静 _项目编号：_后勤工程学院二一七年五月填表说明一、创新训练项目是本科生团队在导师指导下自主完成创新性研究项目设计、研究条件准备和项目实施、研究报告撰写、研究成果（学术）交流等工作。二、申报书请按顺序填写，填写内容必须客观真实，表述严谨，空缺项应填“无”。“项目编号”一栏不填。三、项目团队含负责人（不含指导教师）应均为学员，人数不得超过5 人。四、文中字号为小四，标题为楷体，正文为仿宋，可加页，但不能改变表格样式。打印时使用A4

2、纸，双面打印。一、基本情况项目名称所属学科申请2000元金额负责人于宝发性别姓名学号 20141151034联系电话指导杨静联系教师电话负责人曾经参与科研的情况指导教师承担科研课题情况指导教师对本项目的支持情况姓名学号项于宝发20141151034目组主翟树伟20141151036要成刘亚宇20141151019员曾令仁20141151001运动充电器机械电子学起止年月2017 年 05 月至 2018 年 02 月男 民族汉出生年月1994 年 10 月无曾担任输油管线巡查仪课题的研究技术支持专业班级所在学院项目中的分工油料储运工程后勤工程学院装置设计油料储运工程后勤工程学院论文写作油料储运

3、工程后勤工程学院资料查阅油料储运工程后勤工程学院模型建立侯群宇20141151008 油料储运工程后勤工程学院软件编程二、立项依据（可加页）（一） 研究目的第一，随着时代的发展，手机、平板、智能手环、蓝牙耳机等一系列的小型移动用电设备走进我们日常的生活中，给我们带来了多方面的便利，但在带来便捷的同时也存在一些问题，其中，最主要的是就是由于体积小，其电池容量十分有限，因此而导致人们在外出时设备容易出现自动关机的情况，给使用者带来不必要的麻烦。第二，随着理念的进步，人们逐渐认识到了环保的重要性，常规的火力发电会造成严重的污染，因此寻找新型的替代方式已成为当今时代的焦点。通过人体运动所产生的能量来发

4、电对环境不会造成任何污染。基于对以上问题的考虑，我们试图设计一种装置，能在日常生活中利用我们时刻都在发出的能量来进行能量的转换，从而得到电能来满足手机等小型移动用电设备的需求，其可以发出稳定的足够的电能却又不会对环境造成污染，方便易携。从而在实际生活中为人们带来便捷的同时起到保护环境的目的。（二） 研究内容将电磁感应原理与机械表原理、交流电与直流电的转换原理结合起来，研制出一种通过人运动所输出的机械能为动力，发出稳定的可调节电压大小的电能，来满足日常外出时小型移动用电设备的用电需求的运动充电器。（三） 国、内外研究现状和发展动态美国 AMPY公司及巴西两个学生曾设计出靠膝盖来回弯曲所产生的静电

5、发出电能的装置。（四） 创新点与项目特色将机械表原理与电磁感应原理相结合起来，把人体运动产生的机械能转化为电能，从而对移动用电器进行充电。利用机械表原理可以将运动中产生的机械能储存在发条中，并缓慢释放；利用电能变换器将所发出的不稳定的交流电转变成稳定的直流电，直接为用电设备充电。1. 提出了利用人体运动时所发出的机械能来发电的想法。人在一天中大多数时间都处于运动状态，而这部分能量大部分因忽视而浪费，该项目的创新点之一就在于能将这部分机械能利用起来。2. 设计了基于机械手表发条原理为动力的动力系统。本作品的动力系统与储能系统是以机械手表内部构件为基础的飞轮发条系统，它可以在一定时间内将机械能储存

6、在发条中，而后缓慢而稳定的释放出来，保证了线圈具有稳定持续的能量进行转动，再通过对磁感线的切割，达到发电的目的。3. 加入了电能变换器。电能变换器将发电机发出的不稳定的交流电变换成稳定的直流电，来对移动用电器进行充电，使用电器能够稳定工作。4、加入了超越离合器。超越离合器是自行车后轴承所使用的一种离合器，它可以在摆锤双向摆动时实现发条的单向拧紧，是动力部分正常运转的保证。5. 加入储能电池，可储存一部分电能，当人不运动时用来为设备短暂充电。五、 技术路线1. 飞轮发条储能技术。针对发电机要能够持续稳定输出电压，所需电量和人体舒适度的要求，选择适当大小的飞轮与发条。选好发条与飞轮后，设计功能满足

7、要求的飞轮发条组，我们对此设计了三种结构样式其设计机械图如下图：第一种单向拧紧装置：飞轮（ 1）与齿轮（ 2）之间通过超越离合器连接使得无论飞轮向哪个方向摆动始终只有一个方向使齿轮（ 2）转动。齿轮（ 2）与发条拧紧齿轮（ 3）相啮合，齿轮（ 3）的圆心处与发条内端点固定在一起，当齿轮（ 2）转动时，发条向拧紧的方向转动。在齿轮（ 2）上的（ 6）为止动拨片，它是用来保证齿轮（ 2）无法向反方向转动的装置。装置（ 3）为发条，发条置于大齿轮（ 4）上的槽内，并且，放松端与槽上的缺口相固定，当发条释放能量时使大齿轮转动从而带动发电机转。第二种单摆锤双向拧紧装置：摆锤（ 1）与齿轮（ 2）相固定，

8、齿轮（ 2）与齿轮（4）（ 6）相啮合，齿轮（ 4）和（ 6）分别通过超越离合器与齿轮（ 3）和（ 5）同心相连，以保证齿轮（ 8）始终是向一个方向转动。齿轮（ 3）与齿轮（ 7）相啮合用来传递动力。齿轮（ 7）为一变相齿轮并与齿轮（ 5）、（ 8）啮合。齿轮（ 8）与齿轮（9）同心且与发条（ 10）拧紧端相固定用来为发条拧紧。 发条置于齿轮 （9）上的槽内，并且放松端与槽上的缺口固定。（11）为止动拨片。第三种双摆锤双向拧紧装置：摆锤（1）与（ 2）分别通过超越离合器与齿轮（3）、（ 4）连接。齿轮（ 3）、（ 4）分别与齿轮（ 5）、（ 9）啮合，齿轮（ 9）与齿轮（ 6）啮合，齿轮（ 9

9、）为变相齿轮。齿轮（ 5）（ 6）为同轴共转齿轮。发条（ 7）拧紧端与齿轮（ 5）（ 6）轴固定，放松端与大齿轮上的槽的缺口固定。2. 线圈切割磁感线技术。传统发电机是将线圈缠绕在转子上，然后通过转子在磁场中连续旋转切割磁感线来发出电能，这是一种很容易实现并且成本较低的技术，所以我们也将采用这种技术来设计发电线圈组。3. 交流电与直流电转换技术。由于发电机发出的是不稳定的交流电，无法对用电器直接供电，所以，加入电能转换器将不稳定的交流电转换成稳定的直流电。项目研究进度安排（1）查找资料，确定设计思路及任务分工。2017.04-2017.05（2）购买设备，进行安装与调试， 实现运动充电器的总体

10、装配。 2017.05-2017.08（3）确立运动与发电实验数据的关系，分析发电的实用性。2017.08-2017.12（4）整理科技论文并发表。2017.12-2018.2六、已有基础a) 与本项目有关的研究积累和已取得的成绩曾在某课程设计中，制作出简略的实物模型，利用带传动与齿轮传动的原理初步实现传动效果。随后购买了不同类型的手摇发电机进行拆装，根据其发电原理尝试将其与传动系统结合。之后又通过网络学习机械表原理，将其简化后运用到动力与储能装置中。在该过程中不断改进各部分的性能，以使整体性能达到最优。b) 已具备的条件，尚缺少的条件及解决方法已具备的条件：电磁感应，机械传动与整流器的原理技

11、术已经十分成熟，应用也十分广泛。设计材料可通过购买或加工的方式直接获得，且所遇到的难于解决的理论问题也都在教员的悉心指导下理解解决。尚缺少的条件：一是与理论有关的条件。国际国内并无太多相关和研究，导致没有规律和前例可循，给我们的研究带来了一定的阻碍。二是实验有关的条件，如电学实验室与力学实验室的使用，用以测试人体做功功率与发电量大小之间的定量关系。三、经费预算开支科目预算经费主要用途阶段下达经费计划（元）（元）前半阶段后半阶段预算经费总额2000购置材料100010001.业务费1000计算分析400600（1）计算、分析、测试费400测试200200（2）能源动力费200动力100100（3）会议、差旅费100差旅5050（4）文献检索费1005050（5）论文出版费20002002.仪器设备购置费2001001003.实验装置试制费2001001004.材料费600400200学