胯關(guān)節(jié)能量收集裝置的設(shè)計畢業(yè)論文(已修改)
2025-07-05 04:27 本頁面
【正文】 畢業(yè)論文（設(shè)計）目 錄目 錄 1第1章 緒 論 2 課題背景 2 2 2 胯關(guān)節(jié)運動能量收集裝置的介紹 3 3 MCS51單片機的硬件組成結(jié)構(gòu) 4 MCS51的引腳功能 9 AT89C51單片機介紹 12第2章 系 統(tǒng) 設(shè) 計 13 總體方案設(shè)計 13 硬件電路設(shè)計 14 14 17 21 25 3輸出的設(shè)計 35 36 軟件設(shè)計 45 4通信模塊 46 51致謝 52參考文獻 53 第1章 緒 論 課題背景發(fā)電地板：東日本鐵路公司定于19日在東京站八重洲北口試驗“發(fā)電地板”。這種神奇的地板能將乘客走路時產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)換成綠色能源。鐵路公司18日向媒體展示了這套裝置。這種白色地板鋪設(shè)在兩臺檢票機之間，利用乘客走過檢票口時產(chǎn)生的振動發(fā)電。（08年1月）充電鞋：日本電信電話公司正在研制一種“充電鞋”，行人可以一邊走路，一邊發(fā)電。這種鞋鞋底內(nèi)裝有水和一個小型發(fā)電機。人們穿著這種鞋子行走，鞋底產(chǎn)生的壓力使水流動，帶動發(fā)電機發(fā)電。公司發(fā)言人天滿秀臣說，“發(fā)電鞋”，“只要保持行走，發(fā)電量足以使iPod運轉(zhuǎn)”。研究人員正努力把發(fā)電功率提高到3瓦特，以便給手機充電。（08年10月）腳踏發(fā)電裝置：美國某公共交通公司，在行人擁擠的公共場所，安裝一種腳踏發(fā)電裝置，它上方有一排踏板，當行人腳踏踏板時，與踏板相連的搖桿從一個方向帶動中心軸旋轉(zhuǎn)，從而帶動發(fā)電機發(fā)電。技術(shù)人員還將20塊金屬板鋪在路面上，在每塊板下放置一個儲蓄循環(huán)水的橡皮容器。當人群或汽車通過以后，橡皮容器內(nèi)的水壓出去，產(chǎn)生高速水流，經(jīng)過地下通往路邊的發(fā)電機房，推動水輪機發(fā)電。在人群或汽車通過以后，橡皮容器又恢復(fù)到原狀，水返回窗口準備再次受壓。如此循環(huán)往復(fù)便能不斷產(chǎn)生電流，當上百人或一輛5噸重的汽車通過時，可產(chǎn)生7度的電力。能量收集裝置主要是將機械能、風能、熱能等轉(zhuǎn)化成電量儲存起來為人們所使用。最常見的是把機械能轉(zhuǎn)化為電能，主要是由一定機械裝置將原動力元件和小型的發(fā)電裝置連接起來，再通過整流電路將電量輸送到蓄電池中。 胯關(guān)節(jié)運動能量收集裝置的設(shè)計內(nèi)容及需解決的問題從人的行走中獲得最大限度的動能；（1）、首先要研究的內(nèi)容是如何從人的行走中獲得能量，經(jīng)過觀察研究，人在行走的過程中，臂關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)和胯關(guān)節(jié)的運動幅度最大，臂關(guān)節(jié)和肘關(guān)節(jié)的運動都屬于輔助運動，力度和幅度不是很大，由于人行走時主要依靠腿部的力量和運動，因此我們希望從膝關(guān)節(jié)和胯關(guān)節(jié)的運動中獲得能量，而人的大腿處的肌肉比較發(fā)達，且人的胯關(guān)節(jié)運動的幅度要比膝關(guān)節(jié)的大，從上述的分析中我可以肯定選擇胯關(guān)節(jié)來提供能量是最合理的。（2）、其次要研究的內(nèi)容是以什么方式來得到這部分能量，人在行走過程中胯關(guān)節(jié)做有規(guī)律的來回轉(zhuǎn)動，可以用擺桿機構(gòu)來解決問題。２、設(shè)計有效的機構(gòu)來產(chǎn)生足夠的動能；（1）、上一步得到的擺桿運動不能直接用在發(fā)電機上，要將其進行轉(zhuǎn)化，這就是這一步要研究的內(nèi)容，擺桿運動的轉(zhuǎn)動角度有限不能使發(fā)電機有效的轉(zhuǎn)動來產(chǎn)生電能，需要用齒輪將小幅度的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化成快速有效的運動。（2）、發(fā)電機有3種，即直流發(fā)電機、同步交流發(fā)電機和異步交流發(fā)電機。發(fā)電機多采用同步或異步交流發(fā)電機，發(fā)出的交流電通過整流裝置轉(zhuǎn)換成直流電。發(fā)電機也是研究的重要內(nèi)容，由于此裝置有體積小，動力小的特點，因此發(fā)電機的改進顯的很重要。３、設(shè)計合適的動電能轉(zhuǎn)化電路；（1）、貯能裝置對獨立運行的發(fā)電機是十分重要的。其貯能方式有熱能貯能、化學能貯存。（2）、貯能電路以及轉(zhuǎn)化電路也是要研究的對象，主要是如果將發(fā)電機不穩(wěn)定的電流轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定的電流以供人們使用。如何從人的行走中獲得能量，我們希望從膝關(guān)節(jié)和胯關(guān)節(jié)的運動中獲得能量，要解決的關(guān)鍵問題是選擇人體的哪一個部位來提供動能。 研究的另一個關(guān)鍵問題是以什么方式來得到這部分能量，人在行走過程中胯關(guān)節(jié)做有規(guī)律的來回轉(zhuǎn)動，可以用擺桿機構(gòu)來解決問題。擺桿運動不能直接用在發(fā)電機上，要將其進行轉(zhuǎn)化，這就是這一步要研究的問題，擺桿運動的轉(zhuǎn)動角度有限不能使發(fā)電機有效的轉(zhuǎn)動來產(chǎn)生電能，需要用齒輪將小幅度的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化成快速有效的運動。發(fā)電機多采用同步或異步交流發(fā)電機，發(fā)出的交流電通過整流裝置轉(zhuǎn)換成直流電。或者直接產(chǎn)生直流電，這里我們選擇直接產(chǎn)生直流電，這樣可以節(jié)約材料簡化裝置。發(fā)電機也是研究的重要問題，由于此裝置有體積小，動力小的特點，因此發(fā)電機的改進顯的很重要。這里對發(fā)電機做了大膽的改進，使它能產(chǎn)生比普通發(fā)電機多一倍到兩倍的電能。貯能裝置對獨立運行的發(fā)電機是十分重要的。其貯能方式有熱能貯能、化學能貯存。這里選擇化學能貯能。貯能電路以及轉(zhuǎn)化電路也是要研究的對象，主要是如果將發(fā)電機不穩(wěn)定的電流轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定的電流以供人們使用。USB端口的設(shè)置也是一個要解決的問題，不同的型號要全面的考慮，盡量擴大該設(shè)計的應(yīng)用范圍。 擬解決的關(guān)鍵問題如何從人的行走中獲得能量，我們希望從膝關(guān)節(jié)和胯關(guān)節(jié)的運動中獲得能量，要解決的關(guān)鍵問題是選擇人體的哪一個部位來提供動能。 研究的另一個關(guān)鍵
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