胯关节能量收集装置的设计_毕业论文

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1、毕业论文（设计）目录目录1第1章绪论21.1课题背景21.1.1胯关节运动能量收集装置的设计背景21.1.2能量收集装置的基本知识21.2胯关节运动能量收集装置的介绍31.2.1基本特性31.2.2MCS-51单片机的硬件组成结构41.2.3MCS-51的引脚功能91.3AT89C51单片机介绍12第2章系统设计132.1总体方案设计132.2硬件电路设计142.2.1电源电路设计142.2.2系统扩展172.2.3监控电路设计212.2.4模拟输入通道设计252.2.5模拟输出通道设计312.2.6开关量的输入、输出的设计352.

2、2.7单片机与PC机之间串行通信362.3软件设计452.3.1主程序模块452.3.2数据采集、通信模块462.3.3监控模块51致谢52参考文献5330毕业论文（设计）第1章绪论1.1课题背景1.1.1胯关节运动能量收集装置的设计背景1、发电地板：东日本铁路公司定于19日在东京站八重洲北口试验“发电地板”。这种神奇的地板能将乘客走路时产生的能量转换成绿色能源。铁路公司18日向媒体展示了这套装置。这种白色地板铺设在两台检票机之间，利用乘客走过检票口时产生的振动发电。（08年1月）2、充电鞋：日本电信电话公司正在研制一种“充电鞋”，

3、行人可以一边走路，一边发电。这种鞋鞋底内装有水和一个小型发电机。人们穿着这种鞋子行走，鞋底产生的压力使水流动，带动发电机发电。公司发言人天满秀臣说，“发电鞋”发电功率为1.2瓦特，“只要保持行走，发电量足以使iPod运转”。研究人员正努力把发电功率提高到3瓦特，以便给手机充电。（08年10月）3、脚踏发电装置：美国某公共交通公司，在行人拥挤的公共场所，安装一种脚踏发电装置，它上方有一排踏板，当行人脚踏踏板时，与踏板相连的摇杆从一个方向带动中心轴旋转，从而带动发电机发电。技术人员还将20块金属板铺在路面上，在每块板下放置一个储蓄循环水

4、的橡皮容器。当人群或汽车通过以后，橡皮容器内的水压出去，产生高速水流，经过地下通往路边的发电机房，推动水轮机发电。在人群或汽车通过以后，橡皮容器又恢复到原状，水返回窗口准备再次受压。如此循环往复便能不断产生电流，当上百人或一辆5吨重的汽车通过时，可产生7度的电力。1.1.2能量收集装置的基本知识能量收集装置主要是将机械能、风能、热能等转化成电量储存起来为人们所使用。最常见的是把机械能转化为电能，主要是由一定机械装置将原动力元件和小型的发电装置连接起来，再通过整流电路将电量输送到蓄电池中。1.2胯关节运动能量收集装置的设计内容及需解决

5、的问题1.2.1胯关节运动能量收集装置的设计内容1、从人的行走中获得最大限度的动能；30毕业论文（设计）（1）、首先要研究的内容是如何从人的行走中获得能量，经过观察研究，人在行走的过程中，臂关节、肘关节、膝关节和胯关节的运动幅度最大，臂关节和肘关节的运动都属于辅助运动，力度和幅度不是很大，由于人行走时主要依靠腿部的力量和运动，因此我们希望从膝关节和胯关节的运动中获得能量，而人的大腿处的肌肉比较发达，且人的胯关节运动的幅度要比膝关节的大，从上述的分析中我可以肯定选择胯关节来提供能量是最合理的。（2）、其次要研究的内容是以什么方式来得到

6、这部分能量，人在行走过程中胯关节做有规律的来回转动，可以用摆杆机构来解决问题。２、设计有效的机构来产生足够的动能；（1）、上一步得到的摆杆运动不能直接用在发电机上，要将其进行转化，这就是这一步要研究的内容，摆杆运动的转动角度有限不能使发电机有效的转动来产生电能，需要用齿轮将小幅度的转动转化成快速有效的运动。（2）、发电机有3种，即直流发电机、同步交流发电机和异步交流发电机。发电机多采用同步或异步交流发电机，发出的交流电通过整流装置转换成直流电。发电机也是研究的重要内容，由于此装置有体积小，动力小的特点，因此发电机的改进显的很重要。３

7、、设计合适的动电能转化电路；（1）、贮能装置对独立运行的发电机是十分重要的。其贮能方式有热能贮能、化学能贮存。（2）、贮能电路以及转化电路也是要研究的对象，主要是如果将发电机不稳定的电流转化成稳定的电流以供人们使用。1.2.2胯关节运动能量收集装置需解决的问题1、如何从人的行走中获得能量，我们希望从膝关节和胯关节的运动中获得能量，要解决的关键问题是选择人体的哪一个部位来提供动能。2、研究的另一个关键问题是以什么方式来得到这部分能量，人在行走过程中胯关节做有规律的来回转动，可以用摆杆机构来解决问题。3、摆杆运动不能直接用在发电机上，要

8、将其进行转化，这就是这一步要研究的问题，摆杆运动的转动角度有限不能使发电机有效的转动来产生电能，需要用齿轮将小幅度的转动转化成快速有效的运动。4、发电机多采用同步或异步交流发电机，发出的交流电通过整流装置转换成直流电。或者直接产生直流