基本信息
- 项目名称：
- 新型人力脚踏发电装置
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 本作品设置在地铁闸机口等人流集散地，可以有效地把人流的重力势能转变为电能，所得电能可供站场照明所用，弥补现有火力发电模式的不足，实现节能减排的目标。实现经济效益和社会环保效益的双赢。
- 详细介绍：
- 本装置可置于地铁闸机口等狭窄出入通道处，可以有效采集路过乘客的能量，把乘客的重力势能转变为电能储蓄起来，可提供地铁站照明、标识和广告用电，实现绿色无污染发电，达到节能减排的目的。 现有压敏陶瓷发电地板，其功率过小，无法转化足够的电能，且无法收回成本。现今还没有人设计出这种用于地铁闸机口的发电机。 由于地铁闸机口狭长，规定了乘客的行进轨迹，又限制每次只能通过一人，从而能保证发电装置可以充分工作、反应时间充足并可安放多个发电装置，达到设计电能采集量。 现今京沪穗等大型城市每日地铁客流量数以百万计，本设计就可以通过乘客自身微小的做功达到照明的大效果。本产品亦可推广到海关安检、公园门禁等地，实现上述场所节能减排的目标，达到国家节约能源的目标。 设计发电装置中，传动轴运动距离设计为8cm（实际产品可增加运动距离10cm），传动齿轮能够由580N的力带动，传动轴下端由液压杆支持复位运动。能够把平均质量为60KG的乘客所带来的重力势能完全转化为电能（不到60KG或行动不便的乘客，也能够顺利通过斜面，不会因此带来行动上的安全隐患）。 笔者的人力发电机所以称为“新型”，就“新”在三点：一、笔者充分考虑到与人民生活、生产息息相关的场所的应用，如地铁闸机口、公园出入口、火车站检票口甚至商场扶手电梯等场所，每日都有大量的人流经过，能够使发电装置充分运作；二、设定的转换做功小，不会增加行人过大的负担，每个过往的行人只需要抬起脚，踩踏几步，仅仅相当于走上几级台阶的做功，就可以发电，而且笔者还充分考虑了行动不便和体重不足者的安全需要，避免了安全隐患；三、发电装置可以多个并联配置在人流集散场所，所发的电流可以被有效收集，达到“集中力量办大事”的效果，避免了发电单元分散的弊病。笔者设计的发电装置设计简洁、构思精简，方便维护，造价也低廉，预期的经济回报丰厚，应用场地广泛，确实有很大的应用前景，值得有志于绿色环保、新能源开发的企业共同合作。 现以《解放日报》报道“上海地铁年运载量近23亿人次 大客流量已成常态”，进行估算上海地铁站应用我的发电机一年的发电量（以人均体重60KG，通过闸机口需要6步，进出2次）计算： W=FS=GH=mgH=60*10*0.10=60J W总=n W=6*2*2.3*109*60J≈460000KWh 也就是说若上海每一个地铁检票口都应用我的发电地板的话，一天由乘客举手投足间产生的能量若全部能够被采集、转化，就足够支持一个中小型地铁站一日的电能。我国有庞大的人口待开发，此发明源于春运时广州火车站广场聚集的庞大人流。此发明还可以推广到海关安检、公园门禁等与地铁有类似门禁的场所和其他大型城市。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 本装置可置于地铁闸机口等狭窄出入通道处，可以有效采集路过乘客的能量，把乘客的重力势能转变为电能储蓄起来，可提供地铁站照明、标识和广告用电，实现绿色无污染发电，达到节能减排的目的。 现有压敏陶瓷发电地板，其功率过小，无法转化足够的电能，且无法收回成本。现今还没有人设计出这种用于地铁闸机口的发电机。 由于地铁闸机口狭长，规定了乘客的行进轨迹，又限制每次只能通过一人，从而能保证发电装置可以充分工作、反应时间充足并可安放多个发电装置，达到设计电能采集量。 现今京沪穗等大型城市每日地铁客流量数以百万计，本设计就可以通过乘客自身微小的做功达到照明的大效果。本产品亦可推广到海关安检、公园门禁等地，实现上述场所节能减排的目标，达到国家节约能源的目标。 设计发电装置中，传动轴运动距离设计为8cm（实际产品可增加运动距离10cm），传动齿轮能够由580N的力带动，传动轴下端由液压杆支持复位运动。能够把平均质量为60KG的乘客所带来的重力势能完全转化为电能（不到60KG或行动不便的乘客，也能够顺利通过斜面，不会因此带来行动上的安全隐患）。
科学性、先进性
- 笔者的人力发电机所以称为“新型”，就“新”在三点：一、笔者充分考虑到与人民生活、生产息息相关的场所的应用，如地铁闸机口、公园出入口、火车站检票口甚至商场扶手电梯等场所，每日都有大量的人流经过，能够使发电装置充分运作；二、设定的转换做功小，不会增加行人过大的负担，每个过往的行人只需要抬起脚，踩踏几步，仅仅相当于走上几级台阶的做功，就可以发电，而且笔者还充分考虑了行动不便和体重不足者的安全需要，避免了安全隐患；三、发电装置可以多个并联配置在人流集散场所，所发的电流可以被有效收集，达到“集中力量办大事”的效果，避免了发电单元分散的弊病。笔者设计的发电装置设计简洁、构思精简，方便维护，造价也低廉，预期的经济回报丰厚，应用场地广泛，确实有很大的应用前景，值得有志于绿色环保、新能源开发的企业共同合作。
获奖情况及鉴定结果
- 暂未
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 合作生产
作品可展示的形式
- 模型、图纸、现场演示、图片、录像
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 安置在地铁检票通道、春运安检、海关出入境等存在狭长通道的人流集散场所，可以有效支持这些地方的照明用电，而且投入成本小，收益大。现以上海市一年的地铁载客能发电量为例，年均23亿人次，一年就能发大约46万度电，可以带来可观的经济效益。可见本发电装置有良好的社会效益和巨大的经济回报。这个仅是上海一市，仅地铁一项的估算，足见市场前景巨大。若是能够在全国各个大中城市，各个人流集散的场所被铺开应用，那将是一笔可观的财富，收益的有生产企业、使用单位，更有我们整个社会，整个地球。可以看到本发电机能够有效地开发出潜在的人力资源。能够为企业和使用单位带来丰厚的经济回报，为社会带来可观的环境收益，就是笔者设计这个发电机最大的初衷。
同类课题研究水平概述
- 现今国外还未见有类似结构的发电装置的大规模应用的报道。已有的压敏陶瓷发电和线圈发电，均是应用行人重力势能转化为电能发电，然而其造价成本比笔者设计的发电装置高，能量转化效率较低，投资回收困难。人力脚踏发电装置更多被做成运动自行车，仅供娱乐健身之用，未能普及。
