Design and Performance Evaluation of an Elbow-Based Biomechanical Energy Harvester

要約

炭素排出は気候変動の増加が原因であると長い間考えられてきました。
ここ数年、気候変動の影響が深刻化する中、二酸化炭素排出量の主な原因となっている発電に代わる環境に優しい代替手段を見つける取り組みが強化されています。
出現した顕著な方法の 1 つは、生体力学的エネルギー、つまり人間の自然な動きに基づいてエネルギーを収集することです。
この研究では、肘関節におけるギアと発電機ベースの生体力学的エネルギーハーベスターを使用した発電の実現可能性を評価します。
この関節は、MediaPipe による腕の運動解析を使用して選択されました。この関節では、肘関節が歩行中にはるかに高い角速度を示し、したがってハーベスターを構築する場所としてより高い可能性が示されました。
日常動作を妨げないように脚部の関節は排除しました。
ギアとジェネレーターのタイプは、肘関節でのエネルギー生成を最大化するように決定されました。
この装置はギアボックスと発電機を使用して構築されました。
結果は、最適な抵抗を使用すると、最大 0.16 ワットを生成したことを示しています。
これは、肘関節ギアと発電機型バイオメカニクスエネルギーハーベスターによる発電の実現可能性を示しています。

要約(オリジナル)

Carbon emissions have long been attributed to the increase in climate change. With the effects of climate change escalating in the past few years, there has been an increased effort to find green alternatives to power generation, which has been a major contributor to carbon emissions. One prominent way that has arisen is biomechanical energy, or harvesting energy based on natural human movement. This study will evaluate the feasibility of electric generation using a gear and generator-based biomechanical energy harvester in the elbow joint. The joint was chosen using kinetic arm analysis through MediaPipe, in which the elbow joint showed much higher angular velocity during walking, thus showing more potential as a place to construct the harvester. Leg joints were excluded to not obstruct daily movement. The gear and generator type was decided to maximize energy production in the elbow joint. The device was constructed using a gearbox and a generator. The results show that it generated as much as 0.16 watts using the optimal resistance. This demonstrates the feasibility of electric generation with an elbow joint gear and generator-type biomechanical energy harvester.

arxiv情報

提供元, 利用サービス

arxiv.jp, Google