[0046] 以下结合附图对本发明做进一步详细说明：
[0047] 参见图1-图7，本发明包括安装在背包内部的能量转换模块，用于将人体运动过程中产生的机械能转换为背包内部重物的振动能量，再将重物的振动能量转换为电能；电力变换模块，与能量转换模块相连，用于将能量转换模块收集到的电能进行变换和调整；储能模块，与电力变换模块输出端相连，用于将经过变换和调整的电能存储；电力变换模块的输出端还与用电设备连接，该用电设备与储能模块并联。
[0048] 能量转换模块包括设置在背包内部的背包支架1，安装在背包支架1顶部的用于将人体运动的机械能转换为背包内部重物的振动能量的弹性元件2以及置于背包底部的用于将背包内部重物的振动能量转换为电能的压电片3，压电片3是选用悬臂梁结构的多层压电材料并联而成的，压电片的形状为梨形，压电材料选用材质柔韧，低密度，低阻抗和高压电电压常数的偏聚氟乙烯材料，压电片是将压电材料叠堆起来，每层都有弹性材料，压电片3上的电压输出采用并联连接。
[0049] 本发明的弹性元件2为弹簧，该弹性元件2的一端固定在背包支架1上，另一端用于悬挂背包内部重物。
[0050] 本发明的电力变换模块包括功率模块和控制模块，其中功率模块包括整流装置、稳压装置和DC-DC变换装置，控制模块包括电压检测电路、电池电量检测电路和单片机；
[0051] 整流装置与能量转换模块连接，应用了全桥整流电路，目的是为了将能量转换模块输出的交流电转换为直流电；
[0052] DC-DC变换装置是应用了升降压斩波电路，目的是用于调整整流装置输出的电压和电流。
[0053] 在整流装置和DC-DC变换装置之间设置有稳压装置；稳压装置是大电容，目的是用于稳定全桥整流电路后的电压。
[0054] 稳压装置的输出端还与电压检测电路连接，电压检测电路是用来检测经过全桥整流电路后的电压，并将该值反馈给单片机；电池电量检测电路是用来检测储能模块中存储的电量的；单片机是用来接收来自电压检测电路的信号，并根据此信号判断输出升降压斩波电路MOSFET1的开关状态，从而使输出电压保持不变，单片机还连接有液晶显示器和键盘，液晶显示器用来显示电池电量检测电路反馈的储能装置的电量值；键盘是用来给单片机关于控制电路中MOSFET2和MOSFET3的开关状态的信号，从而控制发出的电能的用途。
[0055] 本发明的整流装置采用全桥整流电路，该全桥整流电路包括二极管VD1、二极管VD2、二极管VD3、二极管VD4；本发明的稳压装置由大电容C1构成。
[0056] DC-DC变换装置包括金属氧化物半导体场效应管MOSFET1、电感L、二极管VD5和电容C2；
[0057] 其中，场效应管MOSFET1集电极接电容C1的一端，场效应管MOSFET1的发射极与二极管VD5的正极连接，二极管VD5的负极依次接电容C2的一端、场效应管MOSFET2的集电极以及场效应管MOSFET3的集电极，场效应管MOSFET2的发射极与储能模块的正极连接；
[0058] 电感L的一端接在场效应管MOSFET1的发射极与二极管VD5的正极之间，电感L的另一端、电容C2的另一端、储能模块的负极均通过用电设备与场效应管MOSFET3的发射极连接；
[0059] 电压检测电路包括第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器以及第四运算放大器；
[0060] 其中，第一运算放大器的正相输入端接母线，第一运算放大器的输出端通过电阻R2与第二运算放大器的正相输入端连接，第二运算放大器的输出端通过二极管VD7及电阻R5与第三运算放大器的正相输入端连接，第三放大器的输出端通过电阻R7和电阻R8与第四运算放大器的反相输入端连接，第四运算放大器的输出端与单片机相连；
[0061] 第一运算放大器的正相输入端和输出端串接电阻R1；第一运算放大器的输出端和第三运算放大器的正相输入端串接R4，第二运算放大器的正相输入端和输出端反接二极管VD6，第二运算放大器的正相输入端和二极管VD7正极串接R3；第三运算放大器的正相输入端和输出端串接电阻R6；第四运算放大器的正相输入端和输出端短接，反相输入端通过电容C3接地，输出端与R8前端通过电容C4连接。
[0062] 第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器以及第四运算放大器的电源端均选用VCC5、公共端均接地，并且第一运算放大器、第二运算放大器以及第三运算放大器的反相输入端均接地。
[0063] 在单片机与储能模块之间设置有电池电量检测电路；所述的电池电量检测电路包括接在储能模块两端的电池电量检测器BQ27532-Gl，所述的电池电量检测器BQ27532-Gl的BAT端接储能模块的正极，电池电量检测器BQ27532-Gl的SRP端接储能模块的负极，电池电量检测器BQ27532-Gl的BI/TOUT端通过电阻R11以及电阻R12接储能模块的负极，电池电量检测器BQ27532-Gl的TS端接在电阻R11及电阻R12之间，电池电量检测器BQ27532-Gl的BI/TOUT端还通过电阻R10与电池电量检测器BQ27532-Gl的VCC端相连，电池电量检测器BQ27532-Gl的SRP端通过电阻R13接地，电池电量检测器BQ27532-Gl的SRN端接地，电池电量检测器BQ27532-Gl的REGIN端及CE端接用电设备，电池电量检测器BQ27532-Gl的VSS端接地，电池电量检测器BQ27532-Gl的SOCINT端接单片机。
[0064] 本发明的储能模块是铅酸蓄电池，用于存储得到的电能。
[0065] 本发明的用电设备是计步器。
[0066] 本发明的压电材料的等效电路由电流源Ip和Cp并联而成。
[0067] 本发明的背包用于在人体进行运动，尤其是户外运动时，安装在背包内部的能量转换模块将人体运动时产生的机械能通过弹簧转换为背包内部重物的振动能量，通过压电片将背包内部重物的振动能量转换为电能。接着将能量转换模块中得到的电能送到电力变换模块中。电力变换模块包含功率模块和控制模块。其中功率模块包括桥式整流电路装置、稳压装置和DC-DC变换装置。控制模块包括电压检测电路、电池电量检测电路和单片机。然后将经过电力变换模块得到的电能送到储能模块中，将电能存储或者直接供给用电设备，该用电设备此处特指计步器。
[0068] 本发明的能量转换模块工作原理：人体在运动的过程中由于上下起伏重力势能改变，连带着背包内部通过弹簧悬挂着的重物重力势能改变(上下起伏运动)，形成振动能量(此处即是机械能转换为背包内部重物的振动能量)，由于重物上下起伏运动过程中会压迫位于背包底部的压电材料，根据压电材料的自身特性，会产生电能(此处即是重物的振动能量转换为电能)。
[0069] 本发明将人体运动过程中产生的机械能转换成为电能，解决了在户外远离用电网络的时候电力供应的问题，使人们更加方便地进行户外运动；同时也可以计算户外运动中人行走的步数，增加运动的趣味性。
