Человеческая сила - это работа или энергия , производимая человеческим телом . Это также может относиться к мощности (скорости работы за время) человека. Энергия в основном исходит от мышц , но тепло тела также используется для работы, например, для обогрева укрытий , еды или других людей.
Мировые рекорды энергоэффективности людей представляют интерес для планировщиков работы и инженеров-технологов . Средний уровень человеческих возможностей, который можно поддерживать в течение определенного времени, интересен инженерам, разрабатывающим рабочие операции в промышленности.
Транспорт с использованием человека включает в себя велосипеды , греблю , катание на лыжах и многие другие формы передвижения.
Оборудование, приводимое в движение человеком, иногда используется для выработки, а иногда и для хранения электроэнергии для использования там, где нет других источников энергии. К ним относятся радио выживания для девочек Gibson, заводное или (часовое) радио и педальное радио.
Доступная мощность [ править ]
Нормальный метаболизм человека производит тепло с основной скоростью обмена около 80 Вт . [1]
Во время велосипедной гонки, элитный велосипедист может производить около 400 ватт от механической мощности в течение часа и короткие очереди более вдвое больше , - от 1000 до 1100 Вт; современные гоночные велосипеды имеют механический КПД более 95% . Взрослый человек в хорошей физической форме с большей вероятностью получит в среднем от 50 до 150 Вт за час энергичных упражнений. Над рабочей смены 8 часов, в среднем, здоровый, сытый и мотивированы ручной чернорабочий может выдержать выход около 75 ватт мощности . [2] Однако потенциальная выработка электроэнергии человеком снижается из-за неэффективности любого генераторного устройства, поскольку все реальные генераторы несут значительные потери во время эксплуатации.процесс преобразования энергии . [ необходима цитата ]
Хотя были предприняты попытки установить электрические генераторы на тренажеры, собранная энергия имеет низкую ценность по сравнению со стоимостью оборудования для преобразования. [3]
Транспорт [ править ]
Некоторые виды транспорта используют человеческую силу. К ним относятся велосипед, инвалидная коляска , ходьба , скейтборд , тачка , гребля , лыжи и рикша . Некоторые формы могут использовать более одного человека. Историческая галера в древности приводилась в движение свободными людьми или гражданами, а в более поздние времена - рабами, захваченными пиратами. Госсамер Кондор был первый самолет человек с питанием способны контролируемым и замедленным полета, что делает свой первый полет в 1977 г. В 2007 году Джейсон Льюис из экспедиции 360стал первым человеком, который совершил кругосветное плавание в неполярных широтах, используя только человеческие силы - ходьба, езда на велосипеде и роликах по суше; плавание, каякинг, гребля и использование лодки с педальным приводом длиной 26 футов для пересечения океанов. [4] [5]
Общие устройства и машины [ править ]
Беговые колеса , также называемые беговыми дорожками, представляют собой двигатели или машины, приводимые в действие людьми. Они могут напоминать водяное колесо по внешнему виду и могут приводиться в действие либо человеческими лопастями, установленными по их окружности (беговая дорожка), либо человеком, стоящим внутри них (беговое колесо).
Некоторые устройства используют человеческую силу. Он может напрямую использовать механическую энергию мышц, или генератор может преобразовывать энергию, генерируемую телом, в электрическую.
Оборудование, приводимое в движение человеком, в основном состоит из электрических приборов, которые могут работать от электричества, генерируемого мышечной силой человека, в качестве альтернативы традиционным источникам электричества, таким как одноразовые первичные батареи и электрическая сеть . Такие устройства содержат электрические генераторы или индукционную систему для подзарядки батарей . Отдельные генераторы с кривошипно-ручным управлением теперь доступны для зарядки портативных электронных устройств с батарейным питанием, таких как мобильные телефоны . У других, таких как фонарики с механическим приводом , генератор встроен в устройство. Наручные часы могут использовать силу мышц, чтобы держать свою пружину в рабочем состоянии.
Альтернативой перезаряжаемым батареям для хранения электроэнергии являются суперконденсаторы , которые сейчас используются в некоторых устройствах, таких как показанный здесь фонарик с механическим приводом. Устройства, которые хранят энергию механически, а не электрически, включают радиомодули с часовым механизмом с пружиной , которая заводится кривошипом и вращает генератор для питания радиоприемника.
Ранний пример регулярного использования электрического оборудования с приводом от человека - это первые телефонные системы; Ток для звонка удаленного звонка подавался абонентом, поворачивающим ручку телефона, который вращал небольшой магнитогенератор . Устройства с питанием от человека полезны в качестве аварийного оборудования, когда из-за стихийных бедствий , войны или гражданских беспорядков обычные источники питания становятся недоступными. Они также считаются экономичными для использования в бедных странах, где батареи могут быть дорогими, а электросеть ненадежна или недоступна. Они также являются экологически предпочтительной альтернативой использованию одноразовых батарей, которые являются расточительным источником энергии и могуттяжелые металлы в окружающую среду . Связь - это обычное приложение для относительно небольшого количества электроэнергии, которое может быть произведено человеком, вращающим генератор.
Радиоуправляемое радио [ править ]
 | Предлагалось разделить этот раздел на другую статью. ( Обсудить ) (декабрь 2020 г.) |
Радио выживания [ править ]
Радиостанция для выживания девочек Гибсон времен Второй мировой войны использовала генератор с ручным заводом для обеспечения энергии; это позволяло избежать ненадежной работы батарей с сухими элементами, которые могли храниться месяцами, прежде чем они понадобились, хотя у этого был недостаток, заключающийся в том, что оставшийся в живых должен был быть достаточно приспособленным, чтобы повернуть рукоятку. Радиостанции выживания были изобретены и развернуты обеими сторонами во время войны. [6] Радиопередатчики выживания SCR-578 (и аналогичные послевоенные AN / CRT-3), перевозимые самолетами во время операций над водой, получили прозвище « Девушка Гибсона » из-за их формы «песочные часы», что позволило им удерживать неподвижно между ног при повороте ручки генератора.
Военное радио [ править ]
Во время Второй мировой войны американские войска иногда использовали ручные кривошипные генераторы GN-35 и GN-45 для питания радиопередатчиков / приемников сигнального корпуса . [7] Ручной запуск был трудоемким, но генерировал достаточный ток для небольших радиостанций, таких как SCR-131, SCR-161, SCR-171, SCR-284 и SCR-694 . [8]
Windup radio [ править ]
Заводное радио или заводное радио это радио , которое питается человеческой мышечной силой , а не батареями или электрической сетью. В наиболее распространенной схеме внутренний электрический генератор приводится в действие пружиной, которая заводится рукояткой на корпусе. При повороте рукоятки заводится пружина, а полный завод обеспечивает несколько часов работы. В качестве альтернативы генератор может заряжать внутреннюю батарею.
Радиоприемники, работающие от генераторов с ручным заводом, не новы, но раньше их рынок считался ограниченным для аварийных или военных организаций. Современное радио с часовым механизмом было разработано и запатентовано в 1991 году британским изобретателем Тревором Бейлисом в ответ на кризис ВИЧ / СПИДа . Он задумал его как радио для бедных людей в развивающихся странах, не имеющих доступа к батареям. В 1994 году британский бухгалтер Крис Стейнс и его южноафриканский партнер Рори Стир получили всемирную лицензию на изобретение и соучредили компанию Baygen Power Industries (теперь Freeplay Energy Ltd), которая выпустила первую коммерческую модель. Ключом к его конструкции, которая больше не используется, было использование пружины постоянной скорости для храненияпотенциальная энергия . После того, как Бейлис потерял контроль над своим изобретением, когда Baygen стал Freeplay, блоки Freeplay Energy переключились на одноразовые батареи, заряжаемые более дешевыми генераторами с ручным заводом.
Подобно другому оборудованию с автономным питанием, заводские радиоприемники предназначались для кемпинга , чрезвычайных ситуаций и для районов, где нет электросети и запасные батареи трудно получить, например, в развивающихся странах или отдаленных поселениях. Они также полезны там, где радио не используется постоянно и батареи могут испортиться, например, в загородном доме или в коттедже.
Радиостанции Windup, предназначенные для аварийного использования, часто включают в себя фонарики , мигающие аварийные огни и аварийные сирены. Они также могут включать в себя несколько альтернативных источников питания, таких как одноразовые или перезаряжаемые батареи , розетки для прикуривателей и солнечные элементы .
Передатчик с педальным приводом [ править ]
Радио педали (или педаль беспроводные ) было радио - передатчик-приемник питается от генератора с педальным приводом. Он был разработан Южной Австралии инженер и изобретатель Альфред Трегер в 1929 году как способ обеспечения радиосвязи связи для удаленных хуторов и крупного рогатого скота станций в австралийской глубинке . [9] В то время не было сети или генератора, а батареи для обеспечения необходимой энергии были бы слишком дорогими. Это было очень важное изобретение [10], поскольку именно эта технология позволила Королевской службе летающих врачей, а затем и Воздушная школа , связывающая людей, живущих удаленно, с аварийными службами и образованием. [11]
См. Также [ править ]
- Ручной труд
- Безбатарейное радио
- Динамо-машина
- Кривошип (механизм)
- Сбор энергии
- Микроэнергетика
- Pavegen
Ссылки [ править ]
- ^ Кросс, Р. и Спенсер, Р. 2008. Устойчивые сады . CSIRO Publishing, Коллингвуд, Мельбурн. ISBN 978-0-643-09422-2 .
- ^ Юджин А. Аваллоне и др., (Редактор), Стандартное руководство Марка для инженеров-механиков, 11-е издание , Mc-Graw Hill, New York 2007 ISBN 0-07-142867-4, стр. 9-4.
- ^ Гибсон, Том (2011). «Превращение пота в ватты». IEEE Spectrum . 48 (7): 50–55. DOI : 10.1109 / MSPEC.2011.5910449 . S2CID 41300023 .
- ↑ Книга рекордов Гиннеса (6 октября 2007 г.). "Кругосветные путешествия с помощью человека" (PDF) .
- ^ AdventureStats от Explorersweb. «Глобальные высокопроизводительные вычисления - кругосветные путешествия с участием человека» . Explorersweb.
- ^ http://wftw.nl/gibsongirl/gibsongirl.html Девушка Гибсона получена 26 апреля 2012 г.
- ^ Армия Соединенных Штатов во Второй мировой войне, фоторепортажи, война против Германии: Европа и прилегающие районы (бумага) . Государственная типография. 1994. С. 85–. ISBN 978-0-16-087334-8.
- ^ Джордж Рейнор Томпсон; Дикси Р. Харрис (1966). Корпус связи: итоги (с середины 1943 по 1945 год) . Офис начальника военной истории армии США (продается Управляющим документами Управления печати правительства США). стр. 665–.
- ^ Бегби, Ричард (июль 1999). "Педальное радио Великой глубинки" . Антикварное радио . 16 (7).
- ^ "Педальный генератор, используемый службой летающих врачей" . Trove . Национальная библиотека Австралии . Дата обращения 3 января 2019 .
Педаль Traeger представляет собой важную веху в истории коммуникации в Австралии.
- ^ Бер, Джон. «Трэгер, Альфред Германн (1895–1980)» . Биография - Альфред Герман Трэгер - Австралийский биографический словарь . Adb.online.anu.edu.au . Национальный центр биографии Австралийского национального университета . Проверено 24 августа 2019 .
