مقاله ای در رابطه با تولید برق از راه رفتن بوسیله اتل زانو

تولید برق از راه رفتن بوسیله اتل زانو

 

یک اتل زانو جدید جذب انرژی می تواند از راه رفتن, با استفاده از یک GPS مکان یاب قابل حمل، یک تلفن همراه، یک مفصل پروتز موتوری یا یک ایمپلنت انتقال دهنده عصبی , برق کافی تولید کند.

برداشت انرژی بیومکانیکی شامل یک اسکلت آلومینیومی و ژنراتور که بر روی یک اتل مخصوص ارتوپدی سفارشی شده ,نصب شده است . این دستگاه وزن 3.5 پوند دارد

Arthur Kuo، استادیار مهندسی مکانیک در U-M و نویسنده مقاله، گفت:

مکانیزم آن بسیار شبیه ترمزهای باز زاینده است که در بعضی از وسایل نقلیه هیبریدی باتری را شارژ میکند .

ترمزهای احیا کننده انرژی, انرژی سینتیکی را جمع آوری می کنند که در غیر اینصورت زمانی که یک ماشین عقب می افتد، گرما از دست می رود. این زانو بند مصرف انرژی را از دست می دهد, هنگامی که افراد بعد از نوسان زانو ,یک قدم به جلو گام بر میدارند .

Kou  می گوید:  که مفاصل زانو منحصرا برای این تلاش مناسب هستند.

نیرو از مکان های مختلف در بدن برداشت می شود و شما می توانید از آن برای تولید برق استفاده کنید, احتمالا زانو بهترین مکان است , برای مثال در حین پیاده روی، هنگامی که پای خود را به زمین می رسانید، انرژی در مکان های مختلف را از بین می برید. شما باید با انجام کار با عضلات خود , این کار را انجام دهید.

 

در بسیاری از مکان هایی که می تواند انرژی را از بین ببرد, در واقع ممکن است آن را ذخیره و آن را به عقب بازگرداند . تاندون های شما مانند چشمه عمل می کنند, در بسیاری از نقاط، ما مطمئن نیستیم که انرژی واقعا از بین رفته است یا به طور موقت فقط ذخیره شده است. ما معتقدیم زمانی که زانو را در انتهای پای خود می گذارید, اکثر آن انرژی به طور معمول فقط هدر می رود.

 

دانشمندان اتل زانو را در شش مرد در حال حرکت  بر روی تردمیل با سرعت 1.5 متربر ثانیه و یا 2.2 مایل بر ساعت که به طور آهسته حرکت می کردند، آزمایش کردند.

در حالت که در آن اتل تنها زمانی فعال می شود که زانو قفل شود. افراد کمتراز یک وات از انرژی متابولیکی اضافی برای هر وات برقی که تولید می کردند, نیاز دارند . برای مقایسه , یک ژنراتور دستی معمولی به دلیل ناکارایی عضلات و ژنراتورها, به طور متوسط ​​6.4 وات قدرت متابولیک تولید می کند تا یک وات برق تولید کند.

Kou بیان کرد : دستگاه نمونه اولیه بزرگ و سنگین است, و آن را فقط به پوشنده حمل می کند اما بخش تولید انرژی به خودی خود تاثیر بسیار کمی بر مصرف کننده دارد ,که آیا آن را روشن کرده یا نه. ما امیدواریم که دستگاه بهبود بخشیده شود برای حفظ توانایی های برداشت انرژی, تا راحت تر حمل شود.

نسخه سبکتر برای مسافرین یا سربازانی که دسترسی آسان به برق ندارند مفید خواهد بود, و دانشمندان می گویند مکانیسم های مشابه می تواند به زانو مصنوعی دیگر دستگاه های قابل کاشت ساخته شود , مانند جراحی دوره ای برای جایگزینی باتری و همچنین گیرنده های ضربان ساز یا انتقال دهنده های عصبی که امروزه نیاز به باتری دارند.

 

مقاله "برداشت انرژی بیومکانیک,تولید برق در طول راه رفتن با حداقل تلاش کاربر" در 8 فوریه در مجله Science منتشر شده است. نویسندگان شامل محققان دانشگاه سیمون فریزر دانشگاه کانادا و دانشگاه پیتسبورگ، علاوه بر U-M است.

 

منابع :

 

Materials provided by University of Michigan.

University of Michigan. "Knee Brace Generates Electricity From Walking." ScienceDaily. ScienceDaily, 8 February 2008. <www.sciencedaily.com/releases/2008/02/080207140751.htm>.