Mochila de carga suspendida
Páginas: 7 (1627 palabras)
Publicado: 12 de enero de 2015
Diseño e implementación de una mochila de carga suspendida, para generación de energía eléctrica, aprovechando las oscilaciones mecánicas generadas al caminar
Bryan Gordillo#1, Jorge Luis Jaramillo#2
#1Profesional en formación, Universidad Técnica Particular de Loja.
#2Docente de la SEE del DCCE, Universidad Técnica Particular de Loja.
Loja, Ecuador
bagordillo@utpl.edu.ec#1,jorgeluis@utpl.edu.ec#2
Resumen—Se describe el diseño e implementación experimental de una mochila de carga suspendida, que genera energía eléctrica al aprovechar la energía mecánica generada al caminar.
Palabras clave — harvesting de energia, mochila de carga suspendida.
I. Introducción
La Sección de Energía y Electrónica SEE, forma parte del Departamento de Ciencias de la Computación yElectrónica DCCE de la UTPL. Dentro de las líneas de acción de la SEE, se menciona la investigación en el aprovechamiento de energías renovables no convencionales ERNC.
Considerando que, en la I+D+I en el aprovechamiento de ERNC, un rol muy importante juegan las interacciones intra e intergeneracionales, desde la SEE se ha implementado una serie de iniciativas para involucrar a diferentes actoresacadémicos. Ese es el caso de los estudiantes de la Titulación de Ingeniería en Electrónica y Telecomunicaciones, que matriculados en el Practicum I, postulan para formar parte del grupo de investigación preliminar en el aprovechamiento de ERNC.
En el semestre septiembre 2013, el grupo de investigación preliminar centró sus esfuerzos en el aprovechamiento de energía humana. Como parte de laspropuestas presentadas para el estudio detallado, se presentó la generación de energía eléctrica a partir de carga suspendida. En este trabajo, se describen los resultados obtenidos en el diseño e implementación de un prototipo propio.
II. Línea base de la propuesta
A. Descripción general de la propuesta
En la bibliografía [1], se describe una mochila conformada por un marco rígido,atado a la espalda del usuario, y, una placa de carga, suspendida del marco a través de resortes. A medida que la persona camina, la placa se desliza hacia arriba y hacia abajo del marco. Este movimiento activa una placa dentada, que acciona un generador eléctrico.
La Fig.1 muestra un esquema constructivo de la mochila de carga suspendida, entre cuyos elementos constitutivos se refiere ungenerador acoplado a un sistema piñón-cremallera, resortes (spring), un transductor lineal (linear transducer); una célula de carga (load cell), un mecanismo de bloqueo (locking mechanism), varillas verticales (vertical rod), cojinetes (bushing), correas para brazos (arm strap), y, correas para cintura (waist strap).
Fig. 1 Esquema constructivo de la mochila de carga suspendida [2].
a) elementosconstitutivos. b) carga conectada a la placa de carga
B. Harvesting de energía en la mochila de carga suspendida
La locomoción humana genera oscilaciones similares a las de un péndulo invertido [2] (ver Fig.2). En cada paso, al saltar sobre la pierna extendida, la cadera se mueve de arriba abajo, entre 4 y 7 cm. Dado que, por su diseño, la mochila se conecta directamente a la cadera, estatambién oscila verticalmente. La oscilación vertical de la mochila impulsa una cremallera, que a través de un piñón, activa un generador eléctrico.
Fig. 2 Formación de las oscilaciones verticales de la mochila de carga suspendida, como resultado de la locomoción humana [2]
La cantidad de energía generada, depende del peso de la mochila, y, de la velocidad del pedestre. Las investigacionespreliminares mostraron que, para pesos entre 18 y 36 Kg, un usuario promedio podría generar hasta 7.4 W. Este aporte resulta significativo, si se considera que típicamente, los teléfonos móviles, e incluso los dispositivos de visión nocturna, requieren menos de 1 W para funcionar [3].
Otro aporte importante en el diseño de la mochila de carga suspendida, es la disminución, entre el 82 y 86%, de...
Bryan Gordillo#1, Jorge Luis Jaramillo#2
#1Profesional en formación, Universidad Técnica Particular de Loja.
#2Docente de la SEE del DCCE, Universidad Técnica Particular de Loja.
Loja, Ecuador
bagordillo@utpl.edu.ec#1,jorgeluis@utpl.edu.ec#2
Resumen—Se describe el diseño e implementación experimental de una mochila de carga suspendida, que genera energía eléctrica al aprovechar la energía mecánica generada al caminar.
Palabras clave — harvesting de energia, mochila de carga suspendida.
I. Introducción
La Sección de Energía y Electrónica SEE, forma parte del Departamento de Ciencias de la Computación yElectrónica DCCE de la UTPL. Dentro de las líneas de acción de la SEE, se menciona la investigación en el aprovechamiento de energías renovables no convencionales ERNC.
Considerando que, en la I+D+I en el aprovechamiento de ERNC, un rol muy importante juegan las interacciones intra e intergeneracionales, desde la SEE se ha implementado una serie de iniciativas para involucrar a diferentes actoresacadémicos. Ese es el caso de los estudiantes de la Titulación de Ingeniería en Electrónica y Telecomunicaciones, que matriculados en el Practicum I, postulan para formar parte del grupo de investigación preliminar en el aprovechamiento de ERNC.
En el semestre septiembre 2013, el grupo de investigación preliminar centró sus esfuerzos en el aprovechamiento de energía humana. Como parte de laspropuestas presentadas para el estudio detallado, se presentó la generación de energía eléctrica a partir de carga suspendida. En este trabajo, se describen los resultados obtenidos en el diseño e implementación de un prototipo propio.
II. Línea base de la propuesta
A. Descripción general de la propuesta
En la bibliografía [1], se describe una mochila conformada por un marco rígido,atado a la espalda del usuario, y, una placa de carga, suspendida del marco a través de resortes. A medida que la persona camina, la placa se desliza hacia arriba y hacia abajo del marco. Este movimiento activa una placa dentada, que acciona un generador eléctrico.
La Fig.1 muestra un esquema constructivo de la mochila de carga suspendida, entre cuyos elementos constitutivos se refiere ungenerador acoplado a un sistema piñón-cremallera, resortes (spring), un transductor lineal (linear transducer); una célula de carga (load cell), un mecanismo de bloqueo (locking mechanism), varillas verticales (vertical rod), cojinetes (bushing), correas para brazos (arm strap), y, correas para cintura (waist strap).
Fig. 1 Esquema constructivo de la mochila de carga suspendida [2].
a) elementosconstitutivos. b) carga conectada a la placa de carga
B. Harvesting de energía en la mochila de carga suspendida
La locomoción humana genera oscilaciones similares a las de un péndulo invertido [2] (ver Fig.2). En cada paso, al saltar sobre la pierna extendida, la cadera se mueve de arriba abajo, entre 4 y 7 cm. Dado que, por su diseño, la mochila se conecta directamente a la cadera, estatambién oscila verticalmente. La oscilación vertical de la mochila impulsa una cremallera, que a través de un piñón, activa un generador eléctrico.
Fig. 2 Formación de las oscilaciones verticales de la mochila de carga suspendida, como resultado de la locomoción humana [2]
La cantidad de energía generada, depende del peso de la mochila, y, de la velocidad del pedestre. Las investigacionespreliminares mostraron que, para pesos entre 18 y 36 Kg, un usuario promedio podría generar hasta 7.4 W. Este aporte resulta significativo, si se considera que típicamente, los teléfonos móviles, e incluso los dispositivos de visión nocturna, requieren menos de 1 W para funcionar [3].
Otro aporte importante en el diseño de la mochila de carga suspendida, es la disminución, entre el 82 y 86%, de...
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